Satelliitin RF-tehonjakoverkon mekaniikkasuunnittelu
Koskinen, Joni (2016)
2016
Konetekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-11-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201610244634
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201610244634
Tiivistelmä
Mekaniikkasuunnittelu tarkoittaa erilaisten mekaanisten kappaleiden suunnittelua sekä mallinnusta. Mekaniikkasuunnittelu muodostaa osan teknistä suunnittelua ja sitä voidaan hyödyntää muun muassa tuotteiden kehittämisessä tai uusien tuotteiden suunnittelussa. Tässä diplomityössä mekaniikkasuunnittelu toteutettiin 3D-mallinnuksen avulla ja mallinnukseen käytettiin Solidworks-suunnitteluohjelmaa.
Diplomityön tavoitteena oli suunnitella ja mallintaa asiakkaan vaatimusten mukainen mekaniikka satelliitissa käytettävään tutkasignaalin tehonjakoverkkoon. Radiotaajuuksia käyttävä tehonjakoverkko koostuu erilaisista tehonjakoyksiköistä sekä niitä yhdistävistä kaapeleista. Diplomityössä keskityttiin suunnittelemaan kolme erilaista tehonjakoyksikköä, jotka integroidaan osaksi tehonjakoverkkoa. Tehonjakoyksiköiden mekaniikkaan vaikuttivat muun muassa asiakkaan toimittama vaatimusmäärittely, RF-teknologian toteutus sekä kappaleiden valmistusmenetelmät. Tehonjakoyksiköt integroidaan osaksi suurempaa kokonaisuutta ja niiden ominaisuudet, kuten massa ja ulkomitat, olivat tarkasti määriteltyjä. Suunnittelu vaati muun muassa erilaisten avaruusteknologiaa käsittelevien standardien tuntemista.
Työn teoriaosuudessa käsitellään 3D-mallinnuksen erilaisia toteutustapoja, suunnitteluprojektin toteutusta sekä avaruusteknologian asettamia erityisvaatimuksia. Teoriaosuudessa on hyödynnetty laaja-alaisesti avaruusteknologiaa sekä mekaniikkasuunnittelua käsittelevää kirjallisuutta. Kirjallisuustutkimuksen avulla on tutkittu erilaisia ratkaisumalleja sekä selvitetty avaruuskäyttöön suunniteltavan tuotteen erityisvaatimuksia. Lisäksi tehonjakoverkon suunnittelussa on tutkimusmenetelminä käytetty toimintatutkimusta sekä mallinnusta. Toimintatutkimuksen avulla on tutkittu DA-Design Oy:n aikaisemmin suorittamia avaruusteknologiaan liittyvä projekteja ja hyödynnetty näistä projekteista saatua informaatiota. Syklisen toimintatutkimuksen avulla tehonjakoverkon mekaniikkaa on kehitetty niin, että lopullinen tuote täyttää asiakkaan vaatimukset. Mallinnuksen ja simuloinnin avulla on vertailtu mekaniikan vaihtoehtoisia toteutustapoja sekä tutkittu tehonjakoyksiköiden rakennetta.
Tutkimuksen perusteella on suunniteltu ja mallinnettu kolme erilaista tehonjakoyksikköä, joiden tavoitteena on täyttää asiakkaan vaatimukset toiminnallisuuden sekä rakenteellisten ominaisuuksien osalta. Työssä on tutkittu erilaisten mekaanisten ratkaisujen vaikutusta tehonjakoyksiköiden ominaisuksiin, jotta lopulliset ratkaisumallit täyttävät kaikki niille asetetut vaatimukset.
Diplomityön tavoitteena oli suunnitella ja mallintaa asiakkaan vaatimusten mukainen mekaniikka satelliitissa käytettävään tutkasignaalin tehonjakoverkkoon. Radiotaajuuksia käyttävä tehonjakoverkko koostuu erilaisista tehonjakoyksiköistä sekä niitä yhdistävistä kaapeleista. Diplomityössä keskityttiin suunnittelemaan kolme erilaista tehonjakoyksikköä, jotka integroidaan osaksi tehonjakoverkkoa. Tehonjakoyksiköiden mekaniikkaan vaikuttivat muun muassa asiakkaan toimittama vaatimusmäärittely, RF-teknologian toteutus sekä kappaleiden valmistusmenetelmät. Tehonjakoyksiköt integroidaan osaksi suurempaa kokonaisuutta ja niiden ominaisuudet, kuten massa ja ulkomitat, olivat tarkasti määriteltyjä. Suunnittelu vaati muun muassa erilaisten avaruusteknologiaa käsittelevien standardien tuntemista.
Työn teoriaosuudessa käsitellään 3D-mallinnuksen erilaisia toteutustapoja, suunnitteluprojektin toteutusta sekä avaruusteknologian asettamia erityisvaatimuksia. Teoriaosuudessa on hyödynnetty laaja-alaisesti avaruusteknologiaa sekä mekaniikkasuunnittelua käsittelevää kirjallisuutta. Kirjallisuustutkimuksen avulla on tutkittu erilaisia ratkaisumalleja sekä selvitetty avaruuskäyttöön suunniteltavan tuotteen erityisvaatimuksia. Lisäksi tehonjakoverkon suunnittelussa on tutkimusmenetelminä käytetty toimintatutkimusta sekä mallinnusta. Toimintatutkimuksen avulla on tutkittu DA-Design Oy:n aikaisemmin suorittamia avaruusteknologiaan liittyvä projekteja ja hyödynnetty näistä projekteista saatua informaatiota. Syklisen toimintatutkimuksen avulla tehonjakoverkon mekaniikkaa on kehitetty niin, että lopullinen tuote täyttää asiakkaan vaatimukset. Mallinnuksen ja simuloinnin avulla on vertailtu mekaniikan vaihtoehtoisia toteutustapoja sekä tutkittu tehonjakoyksiköiden rakennetta.
Tutkimuksen perusteella on suunniteltu ja mallinnettu kolme erilaista tehonjakoyksikköä, joiden tavoitteena on täyttää asiakkaan vaatimukset toiminnallisuuden sekä rakenteellisten ominaisuuksien osalta. Työssä on tutkittu erilaisten mekaanisten ratkaisujen vaikutusta tehonjakoyksiköiden ominaisuksiin, jotta lopulliset ratkaisumallit täyttävät kaikki niille asetetut vaatimukset.