OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA PARA CONTROLE DE FREQUÊNCIAS NATURAIS DE UM CUBESAT IDEALIZADO
Os CubeSats têm se tornando cada vez mais utilizados na indústria aeroespacial,
principalmente devido aos seus padrões pré-definidos de projeto, o que os torna mais
acessíveis e facilita o desenvolvimento e pesquisa, tanto para estudantes e
universidades, quanto para empresas de grande porte. Ainda assim, durante o seu
lançamento ao espaço, os CubeSats estão sujeitos a cargas externas como qualquer
outro satélite, como por exemplo, vibrações estruturais. Este trabalho propõe a
aplicação do MOT para o desenvolvimento de estruturas de CubeSat capazes de
vibrar em diferentes faixas de frequência, através do controle das suas frequências
naturais e da redução de massa. A metodologia desenvolvida é implementada em dois
estudos de caso, um teórico preliminar, com base em um modelo desenvolvido
através das especificações propostas pela Universidade Politécnica do Estado da
Califórnia, e um segundo estudo de caso, com base no CubeSat da equipe Sirius da
Universidade Federal do ABC. No primeiro caso buscou-se o desenvolvimento de uma
metodologia geral para a otimização topológica e no segundo caso a sua
implementação em um modelo real pré-existente. A modelagem utilizada é baseada
no método dos elementos finitos (MEF) e as simulações são executadas com o uso
do software Abaqus/CAE. Os desenhos técnicos foram realizados com o software
CATIA V5. Os resultados obtidos, por meio dessas simulações, mostram que a
otimização via software necessita também de uma análise crítica do projetista, de
modo a validar as respostas obtidas e propor melhorias. A metodologia desenvolvida
traz modelos com erros na ordem de 5% para a faixa de frequência idealizada, além
de uma redução de peso de aproximadamente 15%.