Design, analysis and optimization of a 6U CubeSat using composite materials
| datacite.contributor.RelatedPerson | Πολύζος, Δημοσθένης | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Λούτας, Θεόδωρος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Κωστόπουλος, Βασίλειος | |
| dc.contributor.author | Γεωργίου, Νικόλαος | |
| dc.contributor.other | Georgiou, Nikolaos | |
| dc.date.accessioned | 2022-10-11T08:37:23Z | |
| dc.date.available | 2022-10-11T08:37:23Z | |
| dc.date.issued | 2022-10-11 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Two of the most fundamental issues that have preoccupied humanity for many centuries and will continue to concern it, given the continuation of technological development, are both the creation and the end of the universe. In recent years, science has turned to the design of CubeSats, which beyond meeting daily needs, are also the cornerstone for the subsequent construction of new satellites, that will have the potential, at some later stage of the human history, to give a final answer to the aforementioned issues. The current thesis deals with the design of a 6U-XL CubeSat using laminated composite materials, which is planned to transport a deployable robotic arm in space. At a first stage, the appropriate literature overview is made, with a special reference to material science and especially to composites, which constitute both the present and the future of aerospace applications. Followingly, the primary structural components of the CubeSat, which were designed in CATIA environment, are presented and sufficiently commented. Then all the necessary analyses (modal, quasi-static, buckling and random vibrations), which confirm at least computationally the proper functionality of the satellite during the launch, are carried out in the MSC PATRAN/NASTRAN software. Finally, an attempt is made to optimize the present structure through the study of different composite materials with the aim of reducing the total weight of the satellite, which represents one of the most crucial driving-factors of every space mission. | |
| dc.description.translatedabstract | Δυο από τα βασικότερα ζητήματα που απασχολούσαν την ανθρωπότητα για πολλούς αιώνες και θα συνεχίσουν να την απασχολούν, δεδομένου της συνέχισης της τεχνολογικής ανάπτυξης, είναι τόσο η δημιουργία όσο και η κατάληξη του σύμπαντος. Τα τελευταία χρόνια, η επιστήμη έχει στραφεί στον σχεδιασμό μικροδορυφόρων, οι οποίοι πέρα από την κάλυψη καθημερινών αναγκών, αποτελούν τον θεμελιώδη λίθο για την μετέπειτα ανάπτυξη καινοτόμων δορυφόρων, οι οποίοι σε κάποια μελλοντική φάση της ανθρώπινης ιστορίας θα δύνανται να δώσουν μια τελική απάντηση στα προαναφερθέντα θέματα. Η παρούσα εργασία πραγματεύεται τον σχεδιασμό ενός κυβοειδούς μικροδορυφόρου τύπου 6U-XL, κάνοντας χρήση πολύστρωτων δομών συνθέτων υλικών, ο οποίος αποσκοπεί στην μεταφορά ενός πτυσσόμενου ρομποτικού βραχίονα στο διάστημα. Σε πρώτο στάδιο, πραγματοποιείται η απαραίτητη βιβλιογραφική ανασκόπηση, ενώ αξιοσημείωτη είναι η αναφορά στην θεωρία της επιστήμης υλικών και ιδιαιτέρως των συνθέτων, τα οποία αποτελούν τόσο το παρόν όσο και το μέλλον των αεροδιαστημικών εφαρμογών. Επακόλουθα, παρουσιάζονται και σχολιάζονται επαρκώς όλα τα βασικά εξαρτήματα της δομής του μικροδορυφόρου, τα οποία σχεδιάστηκαν στο περιβάλλον του CATIA. Στην συνέχεια, εκτελούνται, εντός του πακέτου πεπερασμένων στοιχείων MSC PATRAN/NASTRAN, όλες οι απαραίτητες αναλύσεις (ταλαντωτικής συμπεριφοράς, αντοχής και ελαστικής ευστάθειας), οι οποίες τουλάχιστον υπολογιστικά επιβεβαιώνουν την ορθή λειτουργία του δορυφόρου κατά την διάρκεια της εκτόξευσης. Εν κατακλείδι, πραγματοποιείται μια απόπειρα βελτίωσης της παρούσας δομής, μέσω της μελέτης διαφορετικών πολύστρωτων δομών, αποσκοπώντας στην μείωση του συνολικού βάρους του μικροδορυφόρου, η οποία αποτελεί έναν από τους πιο κρίσιμους παράγοντες κάθε διαστημικής αποστολής. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/23357 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.subject | Μικροδορυφόροι | |
| dc.subject | Σχεδιασμός με χρήση υπολογιστή | |
| dc.subject | Ανάλυση με χρήση πεπερασμένων στοιχείων | |
| dc.subject | Σύνθετα υλικά | |
| dc.subject | Αεροδιαστημική μηχανική | |
| dc.subject.alternative | CubeSat | |
| dc.subject.alternative | Computer Aided Design (CAD) | |
| dc.subject.alternative | Finite Element Analysis (FEA) | |
| dc.subject.alternative | Composites | |
| dc.subject.alternative | Aerospace engineering | |
| dc.title | Design, analysis and optimization of a 6U CubeSat using composite materials | |
| dc.title.alternative | Σχεδιασμός, ανάλυση και βελτιστοποίηση ενός 6U μικροδορυφόρου με χρήση συνθέτων υλικών |