Návrh a analýza 3D tisknutého 1U rámu družice třídy CubeSat

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá tvorbou a následnou analýzou 3D tisknutého rámu pro satelit třídy CubeSat. Tento CubeSat je konstruován podle standartu „CubeSat Design Specification” z Kalifornské polytechniky revize 14. Unikátní přístup, jakožto použití 3D tisknutého plastu je bude potřeba podrobit následným reálným testů které nejsou v rámci této diplomové práce, jelikož použití 3D tisknutých plastů není zahrnuto v tomto standartu. Modelování a tvorba podpůrných materiálů pro generaci G-kódů a pro následnou MKP analýzu je provedeno v programu Autodesk Inventor Pro 2020. Tyto podpůrné materiály jsou ve formátu STEP. G-kódy pro 3D tisk jsou tvořeny v programu PrusaSlicer 2.4.1. MKP analýza je provedena v programu MSC Patran a MSC Nastran kde generace sítí, zavádění sil a umístění okrajových podmínek je použit program MSC Patran. Následná řešení je provedeno v řešiči MSC Nastran a poté interpretace výsledků je provedena díky vizualizacím zpět v programu MSC Patran. Celkový design je považován za úspěšný, jelikož splňuje veškeré požadavky na něj kladené a zároveň je adekvátně zkonstruován, aby vydržel zatížení na něj kladené během vypuštění na oběžnou dráhu kolem země.

This thesis contains the process of design and subsequent FEM analysis of a CubeSat class satellite with accordance to the “CubeSat Design Specification” from Californian Polytechnic State University revision 14. The software used for the design and generation of supportive materials is the Autodesk Inventor Pro 2020, generation of the G-code for printing is done in the PrusaSlicer 2.4.1. software and the analysis are done in the MSC Pantran and MSC Nastran software package. The overall design is considered as successful as it meets all the criteria, and the analysis shows that it can withstand the loads present in the launch process to the earth’s orbit.