14/03/2015

Présentation

Soutenance S6

École Centrale de Lille

Cliquez et modifiez le titre

• Cliquez pour modifier les styles du texte du masque

– Deuxième niveau

• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 1 14/03/2015 1

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

Conférence

Equipe Mars Escapade : Nicolas HEIM Jordan DIBY Edouard COLIN Tristan MALLET Robin KLAJZYNGIER Juliette FOISSAUD Lucas ORSATTO

14/03/2015

Présentation

Soutenance S6

École Centrale de Lille

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– Deuxième niveau

• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 2 14/03/2015 2

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

2

Conception – Pôle Mécanique

Design CATIA

Input des autres

équipes

Spécificités BIRDY

Cubesat Design Specification

(CDS)

14/03/2015

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» Cinquième niveau

14/03/2015 3 14/03/2015 3

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

Conception – Pôle Mécanique

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 4 14/03/2015 4

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

Conception – Pôle Mécanique

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 5 14/03/2015 5

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

5

Centraliser l’information.

Dimensionner (CoM, CoI,

Mass budget…).

Offrir un visuel.

Conception – Pôle Mécanique

IDM-CIC pré-dimensionnement

14/03/2015

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» Cinquième niveau

14/03/2015 6 14/03/2015 6

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

6

Objet manipulable, permet de

confronter le modèle numérique au réel.

Valide ou non les choix de conception/montage.

Support de communication.

Conception – Pôle Mécanique

Impression 3D

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

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14/03/2015 7 14/03/2015 7

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

7

AIT/AIV – Pôle Mécanique

Système d’assemblage

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 8 14/03/2015 8

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

8

Tests pré-assemblage

Assemblage & intégration

Test post-assemblage

AIT / AIV – Tests vibratoires

Procédure d’intégration

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 9 14/03/2015 9

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

9

Mise en place - Fixation des accéléromètres - Installation sur pot vibrant par l’intermédiaire d’un test-pod

AIT / AIV – Tests vibratoires

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 10 14/03/2015 10

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

10

Evolution des tests

Vibrations sinusoïdales

• Mesure de la réponse

• Relevé de la fréquence propre

• Mesures fonctionnelles

Vibrations aléatoires contrôlées

• Mesure de la réponse

• Mesures fonctionnelles

Vibrations sinusoïdales

• Comparer la réponse avec la première

• Mesures fonctionnelles

AIT / AIV – Tests vibratoires

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 11 14/03/2015 11

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

11

Mesures fonctionnelles

AIT / AIV – Tests vibratoires

14/03/2015

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» Cinquième niveau

14/03/2015 12 14/03/2015 12

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

12

AIT / AIV – Tests vibratoires

Les résultats

- Comparaison des fréquences de résonance avec celles déterminées sur Catia

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 13 14/03/2015 13

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

13

FEA – Pôle Mécanique

Objectifs Earth Launch Space

Temperature Acoustic loads Temperature

Moisure Quasi static loads Therma flux

Dynamic loads Vacuum / Outgassing

Shock loads Radiations

Atomic oxygen

Environmental factors taken into account when designing the CubeSat

Champ axial max :11g Champ longitudinal max : 1,1 Champ max testé dans toutes les directions : 11 g

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 14 14/03/2015 14

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

14

Prévision du champ de déplacement

FEA – Pôle Mécanique

Démarche FEA Conditions aux limites Champ de déplacement cohérent

Charge appliquée à la structutre

Interpréter les résultats Apporter des modifications

14/03/2015

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» Cinquième niveau

14/03/2015 15 14/03/2015 15

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

15

Contrainte max : 63 kN

Déplacement max : 5 e-5 mm

FEA – Pôle Mécanique

Résultats et interprétations

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 16 14/03/2015 16

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

16

Modes propres Déformation associée à

chaque mode propre

FEA – Pôle Mécanique

Analyse modale

14/03/2015

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» Cinquième niveau

14/03/2015 17 14/03/2015 17

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

17

Le Pôle thermique

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 18 14/03/2015 18

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

18

Quel Environnement ?

Hostile

-270°C isolé

Radiations solaires

Radiations Planètes

Albedos

Variable

Spin de BIRDY

Trajectoire

Dissipation interne

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 19 14/03/2015 19

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

19

Le rôle du pôle thermique

But

• Modéliser le comportement thermique de BIRDY

Pourquoi ?

• Conseiller dans le choix des composants

• Orienter la disposition des sous systèmes

Comment

• En prévoyant les températures internes / externes

• En prévoyant la dilatation thermique

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 20 14/03/2015 20

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

20

L’étude thermique

De nombreux

cas possibles

Position relative à son

environnement

Son orientation (Spin)

4 cas extrêmes à prévoir

14/03/2015

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» Cinquième niveau

14/03/2015 21 14/03/2015 21

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

21

L’étude thermique

GTO Hot & Cold Case

EME Hot Case

EME Cold Case

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 22 14/03/2015 22

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

22

Structure principale reprise de l'étude mécanique

Panneaux solaires :

Matériau équivalent (uniformité thermique dans l'épaisseur)

Couplage thermique pour simuler les jonctions délicates

La simulation - ANSYS

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

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14/03/2015 23 14/03/2015 23

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

23

Températures globales Exemple : GTO HOT CASE

Exploitation des résultats

Températures locales

Prédiction des températures

extrêmes

14/03/2015

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14/03/2015 24 14/03/2015 24

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

Exploitation des résultats

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 25 14/03/2015 25

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

25

Températures globales Exemple : GTO HOT CASE

Exploitation des résultats

Températures locales

Prédiction des températures

extrêmes

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 26 14/03/2015 26

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

26

Fabrication – Spécificités du Design

Cubesat Classique

• 4 tôles fines

• 4 tiges carrées

Cubesat BIRDY

• 4 Frames

• Liaisons par encastrement

14/03/2015

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– Deuxième niveau

• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 27 14/03/2015 27

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

27

Fabrication – Usinage

• Matériau : Aluminium 7075

• Pièce brute : 100 x 400 mm

• Machines

• 3-axes commande numérique

• Machine conventionnelle

• Logiciel : Module FAO CATIA V5

Première étape : Préparation

14/03/2015

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– Deuxième niveau

• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 28 14/03/2015 28

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

28

Fabrication – Usinage Première étape : Préparation

• Matériau : Aluminium 7075

• Pièce brute : 100 x 400 mm

• Machines

• 3-axes commande numérique

• Machine conventionnelle

• Logiciel : Module FAO CATIA V5

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 29 14/03/2015 29

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

29

Deuxième étape : CN

Fabrication – Usinage

2H30 •Gros œuvre : usinage

des poches

0H30 •Phase de

contournage

0H30 •Agrandissement des

poches triangulaires

0H30 •Phase de précision :

encastrements

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 30 14/03/2015 30

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

30

Fabrication – Usinage

2H30 •Gros œuvre : usinage

des poches

0H30 •Phase de

contournage

0H30 •Agrandissement des

poches triangulaires

0H30 •Phase de précision :

encastrements

Deuxième étape : CN

14/03/2015

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 31 14/03/2015 31

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

31

Fabrication – Usinage

2H30 •Gros œuvre : usinage

des poches

0H30 •Phase de

contournage

0H30 •Agrandissement des

poches triangulaires

0H30 •Phase de précision :

encastrements

Deuxième étape : CN

14/03/2015

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– Deuxième niveau

• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 32 14/03/2015 32

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

32

Fabrication – Limites du modèle

• Finesse de l’épaisseur

finale des Frames

• Respect des contraintes

internes du matériau

• Barre de renfort

• Epaisseur supérieure

• Compromis conception et fabrication : Mass Budget

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• Troisième niveau – Quatrième niveau

» Cinquième niveau

14/03/2015 33 14/03/2015 33

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

33

Prochaine étape : les tests !

14/03/2015

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14/03/2015 34 14/03/2015 34

Conférence 14/03/15 Association Planète Mars

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