微微衛星之結構與熱控分析｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	洪裕民 Yu-Min Hong
論文名稱：	微微衛星之結構與熱控分析 The structure and thermal analysis of picosatellite
指導教授：	洪勵吾 Li-Wu Hong
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 機械工程學系 Department of Mechanical Engineering
畢業學年度：	91
語文別：	中文
論文頁數：	59
中文關鍵詞：	PATRAN 、微微衛星、結構、NASTRAN 、應力分析、熱控
外文關鍵詞：	picosatellite, Nastran, Patran, stress analysis, thermal-control, structure
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微微衛星的研究可以讓我們瞭解太空任務的需求，並且幫助我們去設計更小、更便宜、更快速、更好的衛星。本論文運用有限元素分析軟體(Patran、Nastran)來分析微微衛星中的結構與熱控次系統。在結構方面，必須考慮載具升空時的影響，依據驗證微微衛星的質心、自然振頻與應力分析的結果，來評估衛星結構設計的可行性。
在熱控次系統方面，必須考慮所受熱源和熱控方法，利用軟體模擬的方式來瞭解衛星在太空中運行時，各插板及各組件的溫度，以確保各次系統可於正常溫度下的運作。

The research of picosatellite can let us to understand the requirements of space mission and help us to design a ‘smaller, cheaper, faster, and better’, satellite. We utilize a finite element analysis software to analyze the structure and thermal-control subsystem in a picosatelite. In structure subsystem, we have to consider the influence during the launching period. According to the results of center of mass, natural frequency vibration, stress analysis, we can estimate the safety in the structure design.
In thermal-control subsystem, heat source and the method of thermal control should be considered. Software simulation is used to understand the picosatellite’s temperature variation when it operates in space. All subsystems are assured to be workable work in the appropriate temperature.

目錄
摘要………………………………………………………………i
英文摘要…………………………………………………………ii
目錄………………………………………………………………iii
表目錄……………………………………………………………vi
圖目錄……………………………………………………………vii
第一章、	緒論……………………………………………………1
1-1	微微衛星的發展………………………………………1
1-2	微微衛星的各次系統…………………………………2
第二章、	衛星結構次系統………………………………………5
2-1 結構次系統的作用………………………………………… 5
2-2 火箭發射過程……………………………………………… 5
2-3 發射筒彈射裝置…………………………………………… 5
2-4 衛星結構的設計…………………………………………… 7
第三章、	結構分析的前置作業…………………………………10
3-1 材料特性………………………………………………… 10
3-2 軟體應用部分…………………………………………… 11
3-3有限元素分析模型…………………………………………11
3-4 質心……………………………………………………… 12
3-5 自然振頻…………………………………………………… 12
3-6 應力分析部分……………………………………………… 13
3-7 分析結果…………………………………………………… 15
3-7-1質心……………………………………………………15
3-7-2自然振頻………………………………………………15
3-7-3 應力分析…………………………………………… 16
第四章、	熱控系統………………………………………………19
4-1 熱傳控制次系統的作用………………………………… 19
4-2 太空環境………………………………………………… 19
4-3軌道環境……………………………………………………20
4-4 熱控系統的方式………………………………………… 21
4-5分析理論……………………………………………………23
4-6分析軟體部分………………………………………………24
4-7有限元素分析模型…………………………………………25
4-8 材料特性………………………………………………… 25
4-9元件溫度限制及內熱源……………………………………25
4-10環境熱源………………………………………………… 26
4-11熱控分析假設…………………………………………… 26
4-12分析結果………………………………………………… 27
第五章、結論與未來展望……………………………………… 32
參考文獻………………………………………………………… 34
表………………………………………………………………… 35
圖………………………………………………………………… 38

                                

2. Nason, I., Puig-Suari, J., Twiggs, R.J., “Development of a Family of Picosatellite Deployers Based on the CubeSat Standard,” Proceedings of the IEEE Conference, Big Sky Montana, IEEE, 2002, pp. 1-3.
3. Nason, I., Creedon, M., Puig-Suari, J., “CubeSat Design Specifications Document,” Revision V, Nov. 2001, pp. 1-6.
4. 游仕名，” TUU SAT-1 微衛星結構設計分析”，國立中央大學機械工程研究所碩士論文，2000.
5. 顧有斐，”微衛星TUU SAT-1 主體結構的設計與分析”，國立中央大學機械工程研究所碩士論文，1999.
6. H. Heidt, J. Puig-Suari, A.Moore, S. Nakasuka, R. Twiggs, “CubeSat: A new Generation of Picosatellite for Education and Industry Low-Cost Space Experimentation”, Proceedings of the Thirteenth Annual AIAA/USU Small Satellite Conference, Logan, UT, August 2000.
7. Eurockot Launch Service Provider, “Rockot Launch Vehicle Users Guide,” Issue 3, Rev. 1, Apr. 2001.

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