بررسی تحلیلی تاثیر مشخصات هندسی پایه مدار الکترونیکی در انتقال ضربه ناشی از جدایش ماهواره

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

3 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

چکیده

سیستم ماهواره هنگام پرتاب و جدایش تحت ضربه قرار می‌گیرد. در صورت عدم کنترل ضربه این ضربه بر قسمت‌های مختلف از جمله سیستم‌های الکترونیکی آسیب وارد می‌کند. در این مقاله مدار الکترونیکی مرتبط با سیستم هدایت ماهواره به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. این مدار روی 5 پایه که به بدنه متصل می‌باشند، قرار دارد. هدف از این بررسی و مطالعه، طراحی و تحلیل پایه‌ها، می‌باشد، به طوری که کمترین مقدار ضربه به مدار الکترونیکی وارد شود. مدار الکترونیکی در این مطالعه یک صفحه در نظر گرفته شده است. پارامترهای موثر در انتقال ضربه از جمله پارامترهای هندسی و زاویه پایه با سطح افق مورد مطالعه قرار گرفته است. تاثیر زاویه پایه با سطح افق بر سفتی سیستم به صورت تحلیلی بررسی و با استفاده از شبیه سازی المان محدود صحت سنجی شده است. نتایج این بررسی نشان می‌دهد که تغییر زاویه پایه، باعث می شود قابیت انتقال پذیری شتاب متناسب با فرکانس تحریک تغییر کند. همچنین به دلیل وابسته بودن قابلیت انتقال پذیری شتاب به نسبت ω/ω_n ، پارامترهای مختلف باید متناسب با محدوده فرکانس تحریک انتخاب شوند زیرا در صورت عدم انتخاب صحیح پارامترهای مختلف شتاب مدار از شتاب ورودی بیشتر خواهد بود.

کلیدواژه‌ها


  • Ledezma-Ramirez, D. F., Ferguson, N. S., & Brennan, M. J. (2012). An experimental switchable stiffness device for shock isolation. J. Sound Vib., 331(23), 4987-5001.
  • Park, K. S., Lim, S., Park, Y. P., Chang, Y. B., & Park, N. C. (2012). Shock and vibration isolation of laptop hard disk drive using rubber mount. Microsyst. Technol., 18(9), 1559-1566.
  • Fulcher, B. A., Shahan, D. W., Haberman, M. R., Conner Seepersad, C., & Wilson, P. S. (2014). Analytical and experimental investigation of buckled beams as negative stiffness elements for passive vibration and shock isolation systems. J Vib Acoust, 136(3).
  • Deng, C., Mu, D., Jia, X., & Li, Z. (2016). Effects of rubber shock absorber on the flywheel micro vibration in the satellite imaging system. Photonic Sens., 6(4), 372-384.
  • Tapia-González, P. E., & Ledezma-Ramírez, D. F. (2017). Experimental characterisation of dry friction isolators for shock and vibration. J LOW FREQ NOISE V A, 36(1), 83-95.
  • Ismail, M. I., & Ferguson, N. S. (2017). Passive shock isolation utilising dry friction. Shock. Vib., 2017.
  • Jung, B. H., Kim, Y. W., Lee, J. R., & Kim, D. S. (2019). Visualization of pyroshock wave reduction by insulator using a laser shock based simulation method.  Measurement, 137, 302-311.
  • Cao, X., Wei, C., Liang, J., & Wang, L. (2019). Design and dynamic analysis of metal rubber isolators between satellite and carrier rocket system. Mech. Sci., 10(1), 71-78.
  • Yue, K., Wang, F., Zhang, H., & Li, S. (2019, November). Design and Experiment of Vibration Reduction Scheme for Sensitive Detectors Based on Random Vibration. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 688, No. 3, p. 033085). IOP Publishing.

[10] Wu, Y., Jiang, L., Bai, H., Lu, C., & Li, S. (2019). Mechanical behavior of entangled metallic wire materials under quasi-static and impact loading. Materials, 12(20), 3392.

[11] Ding, J., Zhao, H., Wang, J., Sun, Y., & Chen, Z. (2020). Numerical and experimental investigation on the shock mitigation of satellite-rocket separation. Aerosp Sci Technol, 96, 105538.

[12] Park, H. S., Hwang, D. H., Han, J. H., & Yang, J. (2020). Development of shock-absorbing insert for honeycomb sandwich panel. Aerosp Sci Technol, 104, 105930.

[13] Yan, H., Qin, Z., Chu, F., Zhang, W., Yang, Z., Ming, A., & Wang, X. (2020). Dynamic response of aluminum honeycomb panels to high-frequency laser shock excitations. J Spacecr Rockets, 57(1), 198-201.

[14] Xixiong, W. A. N. G., Tao, Y. U., Huipeng, Y. A. N., Jifeng, D. I. N. G., Zhen, L. I., Zhaoye, Q. I. N., & Fulei, C. H. U. (2021). Application of stress wave theory for pyroshock isolation at spacecraft-rocket interface. Chinese J. Aeronaut., 34(8), 75-86.

 

[15] Hui, A. M., Yan, M., Zhang, L., Jin, Y. L., Wang, K., & Liu, H. (2021). Shock Characteristics of the Opposed Disc Springs (ODS) Shock Isolator with Pretightening under Boundary Friction Condition. Shock. Vib., 2021.

[16] Askari, AR, Lenci, S. Size-dependent response of electrically pre-deformed micro-plates under mechanical shock incorporating the effect of packaging, a frequency-domain analysis, Journal of the Brazilian Society of Int. J. Mech. Sci.. 43 (2021) 1-21.

[17] Younis, MI, Jordy, D, Pitarresi, JM. Computationally efficient approaches to characterize the dynamic response of microstructures under mechanical shock, J Micromech Microeng. 16 (2007) 628-38.

[18] Lee, D. O., Han, J. H., Jang, H. W., Woo, S. H., & Kim, K. W. (2010). Shock response prediction of a low altitude earth observation satellite during launch vehicle separation. Int. J. Aeronaut. Space Sci., 11(1), 49-57.