- Fungsi
Struktur staelit adalah salah satu komponen yang vital untuk menunjang misi yang dilakukan. Struktur satelit berfungsi untuk melindungi system-system yang bekerja didalamnya dari ganguan luar seperti tabrakan dari benda-benda langit. Selain itu struktur juga dapat bermanfaat untuk membantu mengalirkan panas dari suatu tempat di satelit ke tempat yang lain agar panas tidak terpusat pada suatu tempat saja.
Struktur akan di desain untuk menahan beban-beban yang mungkin terjadi selama misi berlangsung. Beban-beban yang mungkin terjadi adalah beban impact, beban tarik, beban tekan, beban torsi dan beban thermal.
- Konsep
Struktur akan didesain dengan konfigurasi seperti berikut:
1. Dimensi struktur adalah persegi panjang dengan ukuran 15 cm x 15 cm x 20 cm
2. Pada desain awal, struktur akan didesain dengan menggunakan material Al 6061
3. Pada desain awal, ketebalan struktur adalah 5 mm.
4. Pada pengembangan selanjutnya akan dilakukan percobaan dengan mengganti material struktur menjadi komposit dengan ceramic fiber.
Material Al 6061 T6 banyak dipakai untuk digunakan dalam struktur satelit. Material ini mempunyai modulus elastisitas sebesar 68,9 GPa, dengan Yield strength sebesar 276 MPa. Shear modulus Al 6061 T6 adalah 26 GPa dan Shear strength Al 6061 T6 adalah 207MPa.
- Desain Awal Struktur ITB SAT X
Piranti lunak CATIA banyak digunakan dalam proses desain ITB SAT. Dengan menggunakan piranti lunak tersebut, gambar tiga dimensi satelit dapat dibuat. Selain itu, gambar yang dibuat dapat digunakan untuk dijadikan acuan dalam proses analisis struktur satelit.
Gambar diatas memberikan informasi bahwa payload yang berada didalam struktur satelit masih diasumsikan berbentuk balok dengan berat dan massa jenis yang disesuaikan dengan payload tersebut. Dari gambar tersebut juga didapat informasi bahwa payload diasumsikan berjumlah 4 buah dengan ukurannya masing-masing.
Setelah gambar 3 dimensi satelit dibuat, gambar tersebut akan digunakan dalam proses analisis kekuatan struktur. Piranti yang digunakan saat ini adalah PATRAN. Piranti lunak ini digunakan karena dapat dipakai untuk melakukan analisis dengan berbagai macam modus pembebanan. Dalam proses analisis ini, struktur dikatakan kuat apabila beban yang terjadi tidak melebihi batas ketahanan strukturnya, dalam hal ini dilihat dari yield strength dan frekuensi naturalnya (pada modus pembebanan getaran).
Dalam modus pembebanan getaran, dicari kondisi satelit yang paling ekstrim, yaitu saat struktur bergetar tidak hanya pada satu arah pembebanan. Dari proses analisis dengan modus getar, didapat hasil seperti gambar berikut.
Gambar hasil pembebanan getaran modus I, didapat informasi bahwa frekuensi natural struktur adalah 1773,8 Hz dengan beban maksimum yang terjadi adalah 2,15 Mpa.
Modus getar II menghasilkan frekuensi natural struktur sebesar 2106,8 Hz dan beban maksimum yang terjadi adalah 1,35 Mpa.
Modus getar III menghasilkan frekuensi natural struktur sebesar 830,27 Hz dan tegangan maksimum yang terjadi adalah 3,03 Mpa.
Selanjutnya dilakukan perbandingan hasil analisis dengan kekuatan struktur. Hal yang dibandingkan adalah besar tegangan yang terjadi dengan yield strength material.
Dari hasil perbandingan, diketahui bahwa tegangan belum melewati yield strength. Namun masih ada beberapa hal yang janggal, seperti frekuensi natural struktur yang besar (dapat mencapai 2106 Hz) namun beban yang dialami struktur sangat kecil (jauh dibawah yield strength). Hal ini menandakan bahwa ada proses analisis yang mungkin saja salah dilakukan sehingga perlu dilakukan ulang. Selain itu belum dilakukan uji konvergensi agar dapat diketahui hasil pasti dari analisis.
Selain analisis kekuatan struktur dengan modus pembebanan getar, analisis kekuatan struktur dengan modus pembebanan thermal juga akan dilakukan, namun karena masih dalam proses belajar, maka belum dapat menghasilkan besar tegangan yang terjadi. Dalam analisis struktur dengan modus pembebanan thermal, piranti lunak yang digunakan adalah ABACUS. Piranti lunak ini digunakan karena lebih user friendly dan lebih mudah digunakan dibandingkan PATRAN. Selain itu analisis struktur dengan pembebanan thermal sangat sulit dilakukan pada piranti lunak PATRAN.
by: Ibnu Rusydi
