Análisis dinámico estructural en CubeSat 2U Considerando cargas cuasi-estáticas

Resumen

Hoy en día, el uso del estándar CubeSat para el diseño de satélites se ha convertido en un instrumento fuerte tanto en las industrias espaciales como en las universidades debido a su bajo costo. Un CubeSat, en su modelo más simple, consiste en un nanosatélite cúbico con menos de 1,33 kg y con 10 cm de borde. En el presente trabajo se realizaron simulaciones computacionales utilizando el método de elementos finitos ya que las simulaciones computacionales son una forma más barata de hacer pruebas de vibración. Se realizaron análisis modales comparando cinco estructuras CubeSat, donde se evaluó la presencia de placa electrónica (sin elementos electrónicos), las cargas estáticas, dos aleaciones de aluminio diferentes y la influencia de la masa adicional en el PCB (Printed Circuit Board). Se utilizó un software CAD para el diseño de estructuras siguiendo las especificaciones de CubeSat, y todas las simulaciones se llevaron a cabo en un software de elementos finitos, en un rango de 0 a 1000Hz. Se diseñó una estructura para hacer simulaciones iniciales, seguido del diseño de 4 estructuras más ajustadas a los requisitos de CubeSat. Al final se encontraron resultados que muestran las influencias de cada condición presente en el satélite. Se notaron influencias de la carga en la forma de vibración y menos del 2% en otros resultados. El material disponible para construir un CubeSat para las pruebas fue validado en relación con una aleación de aluminio recomendada.