KR101145711B1 - Mechanical ground support equipment for thermal cycling of high stability payload structure - Google Patents

Mechanical ground support equipment for thermal cycling of high stability payload structure Download PDF

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Abstract

치수 안정성을 필요로 하는 시험 대상체를 열주기 시험하기 위한 본 발명에 따른 열주기 시험용 치구는, 시험 대상체를 지지하기 위한 다수의 장착부들과, 장착부들을 연결하는 빔을 포함하며, 장착부들은 위치 이동이 방지되도록 고정되어 있고, 장착부들을 연결하는 빔들 각각은 분할되어 있으며, 분할된 빔들의 각 쌍은 빔의 열변형에 의한 종방향 길이 변화를 휨 변형에 의해 흡수하는 플렉셔 부재에 의해 접속된다. The thermal cycle test fixture according to the present invention for thermally testing a test object requiring dimensional stability includes a plurality of mounts for supporting the test object and a beam connecting the mounts, the mounts being capable of positional movement. It is fixed to be prevented, and each of the beams connecting the mounting portions is divided, and each pair of divided beams is connected by a flexure member that absorbs longitudinal length change due to thermal deformation of the beam by bending deformation.

열주기 시험, 치구, 플렉셔 부재, 열변형, 고정자 Heat cycle test, fixture, flexure member, heat deformation, stator

Description

위성용 고-치수안정화 탑재체 구조물의 평면 열변형 발생 방지를 위한 열주기 시험용 치구{MECHANICAL GROUND SUPPORT EQUIPMENT FOR THERMAL CYCLING OF HIGH STABILITY PAYLOAD STRUCTURE}TECHNICAL GROUND SUPPORT EQUIPMENT FOR THERMAL CYCLING OF HIGH STABILITY PAYLOAD STRUCTURE}

본 발명은 위성 개발 절차에 있어서 우주 인증을 위한 인증 모델 시험 시에 궤도 열환경을 모사하는 열주기 시험을 위한 치구 설계 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인공위성에 탑재되는 고-치수안정화 구조물의 궤도 열환경 우주 인증을 위한 열주기 시험 시에, 시험 대상체인 구조물이 평면 열변형의 영향을 받는 것을 방지하기 위한 열주기 시험용 치구에 관한 것이다. The present invention relates to a jig design technology for the heat cycle test that simulates the orbital thermal environment during the test of the certification model for space certification in the satellite development procedure, and more specifically, orbit of the high-dimension stabilized structure mounted on the satellite In a thermal cycle test for thermal environmental space certification, the present invention relates to a thermal cycle jig for preventing a structure which is a test object from being affected by planar thermal deformation.

우주 공간의 인공위성에 탑재되는 고-치수안정화 구조물은, 열팽창 계수가 거의 0에 가까운 고탄성율 복합재료로 이루어진 주 구조물에 장착되기 때문에, 궤도 환경에서의 실제 온도 변화에 의한 열변형을 거의 받지 않는다. High-dimension stabilizing structures mounted on satellites in outer space are hardly subject to thermal deformation due to actual temperature changes in the orbital environment because they are mounted on main structures made of high modulus composites with a coefficient of thermal expansion close to zero.

또한, 위성 탑재체의 구성품을 주 구조물에 장착할 때에 열적 환경에서의 영향을 배제하기 위하여, 아이소-스태틱 마운트(iso-static mount)를 적용하여 주 구조물의 변형이 위성 탑재체의 구성품에 미치는 영향을 최소화(약 1/1000로 감소)하는 방법도 알려져 있다.In addition, in order to exclude the influence of the thermal environment when mounting the components of the satellite payload to the main structure, iso-static mount is applied to minimize the influence of deformation of the main payload on the components of the satellite payload. (Reduced to about 1/1000) is also known.

따라서, 우주에서의 실제 환경에서 반복되는 온도 변화가 탑재체 구조물에 미치는 영향을 열주기 시험에 의해 정확하게 평가하기 위해서는, 시험용 치구의 열변형이 구조물에 미치는 영향을 배제하여야 한다. 이를 위한 이상적인 방안은 인공위성의 주 구조물과 동일한 소재인 복합재료로 시험용 치구를 제작하는 것인데, 이 경우에는 치구 제작에 시험 대상체보다 비용이 더 많이 드는 문제가 발생한다. Therefore, in order to accurately evaluate the effect of repeated temperature changes on the payload structure by the heat cycle test in the real environment in space, the effect of the heat deformation of the test fixture on the structure should be excluded. An ideal solution is to fabricate a test fixture from a composite material that is the same material as the main structure of the satellite, in which case the cost of producing the fixture is more expensive than the test object.

따라서, 고도의 치수 안정성이 요구되는 구조물에 대한 열주기 시험시에, 고가의 복합재료로 제조된 치구를 사용하지 않더라도, 치구에 발생한 열변형이 시험 대상체인 구조물에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 방안이 요구되고 있다.Therefore, in the heat cycle test of a structure requiring high dimensional stability, even if a jig made of an expensive composite material is not used, it is possible to prevent the heat deformation occurring in the jig affecting the structure that is the test object. A solution is required.

위성용 고-치수안정화 구조물의 우주 인증을 위한 열주기 시험시에 대상체가 장착되어 있는 시험용 치구에서 발생하는 열변형은 고-치수안정화 구조물이 실제로 장착되어 있는 열팽창이 거의 없는 복합재료 구조체를 모사하지 못할 경우에 구조 안정성을 저하시키는 원인으로 작용한다. During thermal cycle testing for space certification of high-dimension stabilized structures for satellites, thermal deformations occurring in test fixtures in which the object is mounted may not simulate the composite structures with little thermal expansion in which the high-dimension stabilized structures are actually mounted. In this case, it acts as a cause of lowering structural stability.

위성용 고-치수안정성 구조체는 발사 환경/궤도 환경을 고려하여 설계되며, 이러한 요구 조건을 만족시키기 위해서는 열주기 시험용 치구에도 고-치수안정성 구조가 요구된다. 따라서 열주기 시험시에 실제 환경을 모사하지 못하고 시험용 치구로부터 변형이 발생하여 시험 대상체에 영향을 줄 경우에, 고정밀을 요하는 정렬이 틀어지는 등 실제 환경과 상이한 하중이 시험 대상체에 가해질 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 실제 탑재체가 장착되는 복합재료 구조물로 시험용 치구를 제작하고 시험을 하게 되면 가장 이상적이나, 대상 복합재료 구조물 역시 광학 탑재체 구조물과 동일한 고정밀의 치수 안정성 구조물이므로 제작에 고비용이 소요된다. High-dimension stability structures for satellites are designed considering launch environment / orbital environment, and high-dimension stability structures are required for heat cycle test fixtures to meet these requirements. Therefore, when deformation is generated from the test jig when the thermal cycle test is not simulated and affects the test object, a load different from the real environment may be applied to the test object, such as a misalignment requiring high precision. In order to prevent this, it is most ideal to manufacture and test a test fixture with a composite material on which the actual payload is mounted, but the target composite material is also the same high-precision dimensional stability structure as the optical payload structure, which requires high cost.

이와 같은 문제점은 탑재체가 장착되는 평면상의 열변형에 의해 야기되므로 열변형을 상쇄하는 설계를 통해 해결될 수 있다.This problem can be solved through a design that cancels the heat deformation because it is caused by the heat deformation on the plane in which the payload is mounted.

우주 인증을 위한 궤도 환경을 모사하는 열주기 시험의 경우에, 인증 시험 온도 범위가 70℃ 정도로 대상체의 크기를 고려하면 수십에서 수백 마이크로미터의 변형이 발생하게 된다. 이는 일반적인 구조물에서는 문제가 되지 않을 수 있지만, 광학 구조체와 같은 고-치수안정성 구조체의 경우에 심각한 문제를 발생시킬 수 있 다. In the case of a thermal cycle test that simulates an orbital environment for space certification, deformations of tens to hundreds of micrometers will occur if the size of the subject is considered to be within the certification test temperature range of 70 ° C. This may not be a problem for general structures, but can cause serious problems for high-dimension stable structures such as optical structures.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 시험용 치구에 있어서는 시험 대상체가 장착되는 위치에 고정 경계 조건을 부여하였으며, 형상 설계상 시험 대상체의 장착 위치들로부터 수평으로 컨틸레버형으로 뻗은 빔들을 서로 연결하기 위한 플렉셔(flexure)(휨 변형 및 복원 변형이 용이한 굴신성) 부재를 설치하여 평면상의 변형을 상쇄시키는 설계를 적용하였다. In order to solve such a problem, in the test fixture according to the present invention, a fixed boundary condition is given to a position where a test object is mounted, and in the shape design, connecting beams extending horizontally from the mounting positions of the test object to each other are connected to each other. A flexure (flexible that can be easily deflected and restored) was provided to offset the planar deformation.

장착 위치를 기준으로 시험용 치구의 변형이 적정 부위에서 상쇄되게 설계함으로써 실제 시험 대상체에 열변형이 가해지지 않게 한 본 발명이 요지로 하는 바는 다음과 같다. Based on the mounting position, the deformation of the test fixture is designed to offset at the appropriate site, so that the subject of the present invention that the thermal deformation is not applied to the actual test object is as follows.

본 발명에 따라 시험 대상체를 열주기 시험하기 위한 치구의 한 실시 형태에 따르면, 열주기 시험용 치구는 시험 대상체를 장착하기 위한 장착부들과, 각 장착부로부터 하나 또는 두 방향으로 캔틸레버 형태로 수평으로 뻗은 빔을 포함하며, 각 캔틸레버 빔의 장착부 쪽의 단부는 위치 이동이 방지되도록 고정되어 있고, 각 장착부로부터의 캔틸레버 빔은 플렉셔 부재에 의하여 다른 장착부로부터의 캔틸레버 빔에 접속됨으로써, 온도 변화에 따른 캔틸레버 빔의 종방향의 길이 변화는 플렉셔 부재에 의해 수용된다. According to one embodiment of the jig for thermally testing a test object according to the present invention, the heat-period test jig includes a mounting portion for mounting the test object, and a beam extending horizontally in the form of a cantilever in one or two directions from each mounting portion. And an end portion of the mounting portion side of each cantilever beam is fixed to prevent positional movement, and the cantilever beam from each mounting portion is connected to the cantilever beam from another mounting portion by a flexure member, thereby allowing the cantilever beam to respond to temperature changes. The length change in the longitudinal direction of is received by the flexure member.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 플렉셔 부재는 캔틸레버 빔을 접속하는 판형 부재로 이루어질 수 있으며, 판형 부재의 휨 변형에 의해 캔틸레버 빔의 길이 변화를 수용한다. 이와 같은 플렉셔 부재는 장착부들 사이의 거리의 정 중앙 의 위치에 설치되어 평면상의 변형을 상쇄시키는 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the flexure member may consist of a plate-like member connecting the cantilever beam, and accommodates the change in the length of the cantilever beam by the bending deformation of the plate-like member. Such a flexure member is preferably installed at the center of the distance between the mounting portions to offset the deformation in the plane.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 캔틸레버 빔들은 각각 단부의 단면에 부분적으로 돌출한 돌출부를 구비하고, 플렉셔 부재는 캔틸레버 빔들의 돌출부들을 접속하는 형태로 구성될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the cantilever beams each have a protrusion partially protruding in the cross section of the end portion, and the flexure member may be configured to connect the protrusions of the cantilever beams.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 플렉셔 부재에 접속된 2개의 캔틸레버 빔은 서로 이격되어 평행한 방향으로 향하고, 플렉셔 부재는 캔틸레버 빔의 종방향에 수직한 단부 단면에 부착되고 이격 거리만큼 연장되어 캔틸레버 빔을 접속할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, two cantilever beams connected to the flexure member are spaced apart from each other and point in a parallel direction, and the flexure member is attached to an end cross section perpendicular to the longitudinal direction of the cantilever beam and extends by a separation distance. Can be connected to the cantilever beam.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 캔틸레버 빔들과 플렉셔 부재들은 3개 이상의 장착부를 구비하는 다각형 루프 형상의 열주기 시험용 치구를 형성할 수 있다. 이러한 열주기 시험용 치구는 특히 트러스형 구조물의 단부들을 지지하여 시험하는 데에 적합하다. According to a preferred embodiment of the present invention, the cantilever beams and the flexure members may form a polygonal loop-shaped heat cycle testing jig having three or more mounting portions. This thermal cycle test fixture is particularly suitable for supporting by testing the ends of the truss structure.

또한, 시험 대상체는 고-치수안정성 구성품이 장착된 지지체와 이 지지체에 부착된 2개 이상의 트러스를 포함할 수도 있으며, 지지체의 일부 구획이 캔틸레버 빔들에 의해 형성되는 평면에 평행할 경우에, 캔틸레버 빔들과 플렉셔 부재들은 개곡형 루프를 형성하고, 루프의 개방 부분에 시험 대상체의 일부 구획을 배치할 수도 있다. The test subject may also include a support on which the high-dimension stable component is mounted and two or more trusses attached to the support, wherein the cantilever beams are provided when some compartment of the support is parallel to the plane formed by the cantilever beams. The flexure members form an open loop and may place some compartments of the test object in the open portion of the loop.

본 발명에 따른 열주기 시험용 치구를 구성하는 캔틸레버 빔과 플렉셔 부재는 모두 금속으로 이루어질 수 있다. The cantilever beam and the flexure member constituting the heat cycle test jig according to the present invention may both be made of metal.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 캔틸레버 빔들은 서로 평행하거나 직교하는 배치 관계만으로 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 2개의 캔틸레버 빔을 접속하는 플렉셔 부재는 그 길이 방향이 캔틸레버 빔의 종방향에 수직하게 배치되도록 하는 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, the cantilever beams can be made only in an arrangement relationship parallel or orthogonal to each other. In addition, the flexure member connecting the two cantilever beams is preferably such that its longitudinal direction is disposed perpendicular to the longitudinal direction of the cantilever beam.

플렉셔 부재는 캔틸레버 빔의 단부 횡단면에 또는 돌출부에 나사와 같은 체결 수단에 의해 연결되어 고정될 수 있다. The flexure member may be connected and fixed to the end cross section of the cantilever beam or to the protrusion by fastening means such as screws.

본 발명에 따른 열주기 시험용 치구의 장착부에 대응하는 캔틸레버 빔의 하방의 위치에는 시험 환경의 바닥부와 접촉하는 고정자가 부착되어 고정 경계 조건이 부여될 수 있고, 이 고정자는 회전체를 구비함으로써, 필요에 따라 열주기 시험용 치구를 이동시키거나 소정 위치에 정치되도록 할 수 있다. A stator in contact with the bottom of the test environment can be attached to a position below the cantilever beam corresponding to the mounting portion of the heat cycle testing jig according to the present invention, and a fixed boundary condition can be imparted. If necessary, the heat-period test fixture may be moved or settled in a predetermined position.

본 발명에 의하면, 인공위성에 탑재되는 구조물의 우주 인증을 위한 열주기 시험시에, 시험 대상체인 구조물의 장착 위치를 기준으로 시험용 치구의 변형이 적정 부위에서 상쇄되게 설계함으로써, 실제 시험 대상체에는 열변형이 가해지지 않는다. According to the present invention, in the heat cycle test for space certification of a structure mounted on a satellite, the deformation of the test fixture is designed to be offset at an appropriate site based on the mounting position of the structure, which is a test object. This is not applied.

또한, 본 발명에 따른 열주기 시험용 치구는 재질에 상관없이 평면상의 열변형을 상쇄시키므로, 고가의 복합재료를 사용할 필요가 없게 된다. In addition, the heat cycle test fixture according to the present invention cancels the planar thermal deformation regardless of the material, it is not necessary to use an expensive composite material.

특히, 본 발명에 따른 치구를 사용하여 열주기 시험을 실시함으로써, 시험 대상체가 고-치수안정성을 유지할 수 있도록 하여 신뢰성 있는 시험 결과를 얻을 수 있다. In particular, by conducting a heat cycle test using the jig according to the present invention, it is possible to obtain a reliable test result by allowing the test subject to maintain high-dimensional stability.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태에 설명한다. 도면에 도시된 실시 형태는 단지 예시적일 뿐이며 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described with reference to drawings. It is to be understood that the embodiments shown in the figures are merely exemplary and are not intended to limit the invention.

도 1의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 열주기 시험용 치구의 플렉셔 개념을 설명하기 위한 개략도이다. 1 (a) and (b) are schematic diagrams for explaining the concept of the flexure of the heat cycle jig according to the present invention.

위성용 광학 구조체나 초정밀 안테나 등의 탑재체 등은 베젤(bezel)과 같은 지지체를 매개로 하여 주 구조물에 탑재되며, 지지체에는 트러스가 부착되어 트러스의 단부가 주 구조물에 또한 장착된다. 이와 같이 지지체와 트러스를 포함하는 구조물의 일부가 주 구조물에 접속되어 상태를 모사하기 위하여, 일반적으로 복합재료로 이루어진 주 구조물에 해당하는 부분을 금속 등과 같은 소재의 치구로 대체하여 열주기 시험을 실시하였을 경우에는, 열주기 시험 중의 온도 변화에 따라 치구에 열팽창 또는 열수축이 발생하여, 트러스들 사이 및 지지체와 트러스 사이의 각도가 변화함으로써, 고-치수안정성을 요하는 탑재체에 대한 평가가 정확히 이루어질 수 없게 된다. Payloads such as satellite optical structures and ultra-precision antennas are mounted on the main structure via a support such as a bezel, and a truss is attached to the support so that the end of the truss is also mounted on the main structure. Thus, in order to simulate the state by connecting a part of the structure including the support and the truss to the main structure, a heat cycle test is performed by replacing a part corresponding to the main structure made of a composite material with a jig made of a material such as metal. In this case, thermal expansion or thermal contraction occurs in the jig according to the temperature change during the heat cycle test, and the angle between the trusses and the support and the truss is changed, so that the evaluation of the payload requiring high-dimensional stability can be made accurately. There will be no.

따라서, 본 발명에서는 열주기 시험 중에 치구의 열변형에 의해 장착부의 위치에 변형 또는 응력이 발생하지 않고 그에 따라 치구의 열변형이 시험 대상 구조물에 영향을 미치지 않도록, 도 1의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 지지체와 트러스를 포함하는 구조물이 지지되는 치구의 장착부(14)들이 위치 변화가 일어나지 않는 구속 경계 조건을 설정함과 더불어, 장착부(14)들 사이의 빔(12)을 분할된 형태로 구성하고 그 사이에 플렉셔 부재(16)를 개재시킨다. Therefore, in the present invention, the thermal deformation of the jig during the heat cycle test does not cause deformation or stress in the mounting position, and thus the thermal deformation of the jig does not affect the structure to be tested. As shown in b), the mounting portions 14 of the jig on which the structure including the support and the truss are supported set a constraint boundary condition in which the positional change does not occur, and the beam 12 between the mounting portions 14 Is configured in a divided form and the flexure member 16 is interposed therebetween.

단, 도 1의 (a)와 (b)에는 본 발명의 원리를 간결하게 설명하기 위한 목적으로, 다수의 장착부(14)들 중에서 2개만이 도시되어 있으며, 시험 대상체는 면접촉에 의해 열주기 시험용 치구(10)에 확고히 고정되나 도면의 간략화를 위하여 면접촉의 중심에 해당하는 부분만이 기호 "+"로 표시되어 있다. 1 (a) and (b), however, for the purpose of briefly explaining the principles of the present invention, only two of the plurality of mounting portions 14 are shown, and the test object is heated by surface contact. It is firmly fixed to the test fixture 10, but for the sake of simplicity, only the portion corresponding to the center of the surface contact is marked with the symbol "+".

도 1의 (a)의 실시 형태에서는, 빔(10)은 예를 들면 빔(10)의 하방에 배치된 고정자(도시 생략)에 의해 고정 경계 조건이 부여된 장착부(14)로부터 캔틸레버 형태로 형성되며, 열팽창에 의한 빔(10)들의 종방향 변형이 가능하도록 마주보는 한 쌍의 빔(10)들 사이에는 소정 간극이 형성된다. In the embodiment of FIG. 1A, the beam 10 is formed in a cantilevered form from a mounting portion 14 to which a fixed boundary condition is imparted, for example, by a stator (not shown) disposed below the beam 10. In addition, a predetermined gap is formed between the pair of beams 10 facing each other such that longitudinal deformation of the beams 10 by thermal expansion is possible.

마주보는 빔들 사이에 플렉셔 부재(16)가 배치되는 실시 형태의 일례로서, 빔(12)의 횡단면은 예를 들면 직사각형일 수 있고 단부면의 가장자리로부터 돌출부(13)가 형성되고, 마주보는 캔틸레버 빔(12)의 단부면으로부터는 반대쪽 가장자리로부터 돌출부(13)가 형성되며, 2개의 빔(12)의 돌출부(13)들의 단부가 플렉셔 부재(16)에 의해 접속된다. 이 때에, 플렉셔 부재(16)의 배치 및 부착이 용이하도록, 돌출부(13)의 단부면은 평탄한 것이 바람직하고, 돌출부(13)의 높이는 빔(12)의 종방향에 대하여 플렉셔 부재(16)가 수직으로 향하도록 설정되는 것이 바람직하다. As an example of an embodiment in which the flexure member 16 is arranged between opposing beams, the cross section of the beam 12 may be rectangular, for example, and a projection 13 is formed from an edge of the end face, and an opposing cantilever From the end face of the beam 12 a projection 13 is formed from the opposite edge, and the ends of the projections 13 of the two beams 12 are connected by the flexure member 16. At this time, the end face of the protrusion 13 is preferably flat, so that the flexure member 16 is easily disposed and attached, and the height of the protrusion 13 is the flexure member 16 with respect to the longitudinal direction of the beam 12. Is preferably set to face vertically.

이와 같은 구성에 의하여, 플렉셔 부재(16)는 더욱 용이하게 휨 변형되거나 굴곡 변형되면서 2개의 캔틸레버 형상의 빔(12)들의 변형을 상쇄할 수 있으며, 이와 같은 작용을 나타내는 플렉셔 부재(16)로는 특수한 소재를 필요로 하지 않고 통상의 판형 금속이 사용될 수 있다. By such a configuration, the flexure member 16 can more easily deflect or deform two cantilever-shaped beams 12 while flexing or bending deformation, and the flexure member 16 exhibiting such an action. The furnace does not require special materials and conventional plate metal can be used.

또한, 플렉셔 부재(16)는 예를 들면 나사, 볼트 등과 같은 체결구(도시 생략)에 의해 용이하게 빔(12)의 돌출부(13)의 단부에 부착될 수 있다. In addition, the flexure member 16 can be easily attached to the end of the projection 13 of the beam 12 by fasteners (not shown), for example, screws, bolts and the like.

도 1의 (b)의 실시 형태는, 열주기 시험용 치구의 임의의 평면 x-y 좌표계에 대하여 두 장착부(14)의 x 방향과 y 방향으로의 거리에 차이가 있을 경우에, 빔(12)과 플렉셔 부재(16')의 배치에 관한 구성을 나타낸다. 물론, 도 1의 (a)와 같이 플렉셔 부재(16)가 배치되도록 x 방향과 y 방향에 대해 경사지도록 한 쌍의 빔(12)들을 배치하여 빔(12)들의 단면이 대향하도록 할 수도 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다. In the embodiment of Fig. 1 (b), when there is a difference in the distance between the two mounting portions 14 in the x direction and the y direction with respect to an arbitrary plane xy coordinate system of the heat cycle testing jig, the beam 12 and the plane The structure regarding arrangement | positioning of the lexer member 16 'is shown. Of course, as shown in FIG. 1A, a pair of beams 12 may be disposed to be inclined with respect to the x and y directions so that the flexure member 16 may be disposed so that the cross sections of the beams 12 face each other. You will understand the point.

도 1의 (b)에 예시된 구성에서는 각 장착부(14)로부터의 캔틸레버 형태의 한 쌍의 빔(12)들이 서로 소정의 거리만큼 이격되어 평행하게 배치되고, 플렉셔 부재(16')는 빔(12)의 단부면에 부착되고 이격 거리만큼 연장되어 2개의 빔(12)들을 서로 접속한다. 도면에서의 점선은 캔틸레버 형태의 빔(12)이 열팽창한 형상과 그에 따라 플렉셔 부재(16')가 만곡된 형상을 과장하여 나타내고 있다. In the configuration illustrated in FIG. 1B, a pair of cantilever-shaped beams 12 from each mounting portion 14 are arranged in parallel and spaced apart from each other by a predetermined distance, and the flexure member 16 ' It is attached to the end face of 12 and extends by a separation distance to connect the two beams 12 to each other. The dotted line in the figure exaggerates the shape in which the cantilever-shaped beam 12 is thermally expanded and thus the flexure member 16 'is curved.

도 1의 (a)와 (b)와 같은 구성에 의하면, 시험용 치구의 재질에 상관없이 비교적 간단한 구조에 의하여, 열주기 시험용 치구의 주 구조체인 빔의 열팽창과 열수축에 의해 발생하는 길이 변화가 플렉셔 부재의 휨 변형에 의해 흡수되어 상쇄되므로, 대상 시험체에 미치는 열변형의 영향이 완전히 제거된다. According to the configuration as shown in Fig. 1 (a) and (b), regardless of the material of the test jig, a relatively simple structure, the length change caused by the thermal expansion and thermal contraction of the beam which is the main structure of the heat cycle test jig Since it is absorbed and offset by the flexural deformation of the lexer member, the effect of thermal deformation on the target specimen is completely eliminated.

도 2의 (a) 내지 (c)는 도 1에 도시된 플렉셔 개념을 조합하여 열주기 시험용 치구(10)를 구성한 몇 가지 실시 형태의 예를 나타내는 평면도이다. 시험 대상체가 부착되는 열주기 시험용 치구(10)의 각 장착부(14)로부터 하나 또는 두 방향 으로 캔틸레버 형태로 빔(16)이 연장되어 도 1의 (a) 또는 (b)에 도시된 플렉셔 부재(16, 16')에 의하여 접속됨으로써, 열주기 시험용 치구(10)는 평면도 상에서 전체적인 형상이 폐루프 또는 개루프를 형성하게 된다. 2A to 2C are plan views illustrating examples of some embodiments in which the heat cycle test jig 10 is configured by combining the flexure concept illustrated in FIG. 1. The flexure member shown in (a) or (b) of FIG. 1 is extended by extending the beam 16 in one or two directions from each mounting portion 14 of the heat cycle test fixture 10 to which the test object is attached. By being connected by (16, 16 '), the heat cycle testing jig 10 forms a closed loop or an open loop in its overall shape on a plan view.

도 2의 (a)에 예시된 열주기 시험용 치구(10)는 예를 들면 3개의 트러스에 의해 지지되어 있는 시험 대상체를 열주기 시험하는 데에 사용될 수 있다. 이 시험용 치구(10)는 전체적인 형상이 삼각형이지만 시험 대상체를 지지하는 장착부(14)의 개수에 따라 사각형이나 더욱 복잡한 형태로 구성할 수 있다는 점을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. The heat cycle test fixture 10 illustrated in FIG. 2A can be used to heat cycle test a test object supported by, for example, three trusses. This test jig 10 will be easily understood that the overall shape is triangular but may be configured in a rectangular or more complicated shape depending on the number of the mounting portions 14 supporting the test object.

도 2의 (b)에 예시된 실시 형태는 시험 대상체의 네 부분을 지지하여 열주기 시험을 하기 위한 열주기 시험용 치구(10)이다. 열주기 시험용 치구(10)의 장착부(14)들에 의해 형성되는 평면에 시험 대상체의 일부 구획이 접하는 경우에는, 도면에 도시된 바와 같이, 루프의 일부를 개방하여 개방부에 접한 2개의 장착부에 시험 대상체의 상기 일부 구획의 양단이 지지되도록 배치될 수 있다. The embodiment illustrated in FIG. 2 (b) is a heat cycle testing jig 10 for carrying out a heat cycle test by supporting four portions of a test subject. When a part of the test object is in contact with the plane formed by the mounting portions 14 of the heat cycle testing jig 10, as shown in the drawing, the two mounting portions which open part of the loop to contact the opening portion are shown. Both ends of the partial compartment of the test subject may be arranged to be supported.

도 2의 (c)는 (b)의 열주기 시험용 치구(10)의 변형 형태로서, (b)에 도시된 치구(10)의 장착부(14)들과 동일한 상대 위치에서 시험 대상체를 지지하기 위한 열주기 시험용 치구(10)를 나타낸다. 도 2의 (c)에 있어서는, 모든 빔(12)들이 서로 직교하거나 평행한 관계를 가지도록 배치되어 있으며, 그에 따라 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 플렉셔 부재(16')도 채용된다는 점에 의하여 도 2의 (b)와는 차이가 있다. 2 (c) is a modified form of the heat cycle test jig 10 of (b), for supporting the test object at the same relative position as the mounting portions 14 of the jig 10 shown in (b) The heat cycle jig 10 is shown. In FIG. 2 (c), all the beams 12 are arranged to have orthogonal or parallel relations with each other, so that the flexure member 16 'as shown in FIG. 1 (b) is also employed. There is a difference from (b) of FIG.

도 2의 (c)에 예시된 바와 같이, 소정의 평면 x-y 좌표계에 있어서, 모든 빔(12)의 종방향이 x 방향 또는 y 방향으로만 향하도록 배치하여 열주기 시험용 치구(10)를 구성하면, 도 2의 (b)에 도시된 열주기 시험용 치구(10)에 비하여 제작이 용이할 뿐만 아니라, 시험 대상체가 변경되었을 경우에 그에 따라 열주기 시험용 치구(10)의 구조를 변경하는 것도 용이하게 된다. As illustrated in FIG. 2C, in the predetermined plane xy coordinate system, when the longitudinal direction of all the beams 12 is disposed only in the x direction or the y direction, the jig 10 for thermal cycle test is constructed. In addition, it is easy to manufacture as compared to the heat cycle test jig 10 shown in FIG. 2 (b), and when the test object is changed, it is also easy to change the structure of the heat cycle test jig 10 accordingly. do.

도 3은 시험 대상체(20)가 열주기 시험용 치구(10)에 장착되어 있는 실시 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 본 실시 형태에서 시험 대상체(20)는, 광학 구조체와 기타 구성품들이 탑재된 지지체로서의 베젤(22)과, 베젤(22)의 상단 좌우 근방에 고정되어 하방으로 뻗어 있는 2개의 트러스(24)를 포함하는 구조물이다. 베젤(22)의 하부 양단 부분과 트러스(24)들의 일단에는 체결 보조구가 부속되어 있고, 볼트와 같은 체결구(도시 생략)에 의해 열주기 시험용 치구(10)의 장착부에 견고히 고정된다. 베젤(22)의 구조와 베젤에 탑재된 구성품들의 배치에 관한 구성은 본 발명에 따른 열주기 시험용 치구(10)의 본질적인 특징과는 무관하므로, 베젤과 탑재 구성품에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 3 is a perspective view schematically showing an embodiment in which the test object 20 is mounted on the heat cycle testing jig 10. In this embodiment, the test object 20 includes a bezel 22 serving as a support on which the optical structure and other components are mounted, and two trusses 24 fixed downward and fixed downward near the upper left and right sides of the bezel 22. It is a structure. A fastening aid is attached to the lower both ends of the bezel 22 and one end of the truss 24, and is firmly fixed to the mounting portion of the heat cycle test fixture 10 by a fastener such as a bolt (not shown). Since the structure of the bezel 22 and the arrangement of the components mounted on the bezel are not related to the essential features of the heat-period test jig 10 according to the present invention, a detailed description of the bezel and the mounting components will be omitted. .

도 3에 예시된 열주기 시험용 치구(10)는 횡단면이 직사각형이고, 본 실시 형태에서는 일례로 알루미늄으로 제조되었다. 장착부(14)로부터 뻗어 있는 캔틸레버 형태의 빔(12)들은 플렉셔 부재(16, 16')들과 조합되어 서로 접속되고, 플렉셔 부재는 빔의 단부의 표면 또는 돌출부에 볼트 등의 체결구(17)에 의해 확고히 고정되어 있다. 또한, 장착부(14)에서의 구속 경계 조건이 설정될 수 있도록, 장착부(14)에 해당하는 위치에서의 빔(14)의 하방에는 고정자(18)가 부착되어 있다. The heat cycle test fixture 10 illustrated in FIG. 3 is rectangular in cross section, and is made of aluminum in this embodiment as an example. The cantilever-shaped beams 12 extending from the mounting portion 14 are connected to each other in combination with the flexure members 16 and 16 ', and the flexure members are fastened to the surface or the projection of the end of the beam by a fastener such as a bolt. 17) is firmly fixed. In addition, the stator 18 is attached to the lower side of the beam 14 at the position corresponding to the mounting portion 14 so that the constraint boundary condition at the mounting portion 14 can be set.

도 3과 같은 구성에 의하면, 베젤(22)과 트러스(24) 사이에 존재하는 빔(12) 들 중에서 베젤(24)측으로부터의 캔틸레버 형태의 빔(12)은 하방의 고정자(18)에 의한 구속 경계 조건에 의하여 트러스 방향으로 열변형되고, 트러스(24)측으로부터의 캔틸레버 형태의 빔(12)은 하방의 또 다른 고정자(18)에 의한 구속 경계 조건에 의하여 베젤 방향으로 열변형된다. 따라서, 중앙부의 플렉셔 부재(16')는 모든 열변형을 흡수하여 트러스/베젤 방향의 열변형을 상쇄시킨다. 마찬가지로, 트러스(24)들 사이에 배치된 플렉셔 부재(16)는 양측의 캔틸레버 형태의 빔(12)에 의한 열변형을 흡수하여 상쇄시킨다. According to the configuration as shown in FIG. 3, among the beams 12 between the bezel 22 and the truss 24, the cantilever-shaped beam 12 from the bezel 24 side is formed by the lower stator 18. The heat deformation in the truss direction by the constraint boundary condition, and the cantilever-shaped beam 12 from the truss 24 side is heat deformation in the bezel direction by the constraint boundary condition by another stator 18 below. Thus, the flexure member 16 'in the center absorbs all the heat deformations to cancel out the heat deformations in the truss / bezel direction. Similarly, the flexure member 16 disposed between the trusses 24 absorbs and offsets the heat deformation caused by the cantilever-shaped beam 12 on both sides.

도 4는 도 3에 예시된 열주기 시험용 치구(10)의 저부 사시도이다. 시험 대상체가 장착되어 고정된 빔(12)의 상면에 대응하는 빔(12)의 하면에는 높이 조절이 가능한 고정자(18)가 부착되어 시험 환경을 구성하는 장비 내의 바닥에 고정될 수 있게 함으로써 구속 경계 조건이 형성되게 한다. 또한, 고정자(18)의 측방에는 회전체(19)가 부착되어, 필요에 따라 열주기 시험용 치구(10)의 이동을 가능하게 한다. 이와 같은 고정자(18)의 구성은 공지되어 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다. 4 is a bottom perspective view of the heat cycle testing jig 10 illustrated in FIG. 3. The lower surface of the beam 12 corresponding to the upper surface of the beam 12 to which the test object is mounted is fixed to the restraint boundary by attaching a height-adjustable stator 18 to be fixed to the floor in the equipment constituting the test environment. Allow conditions to form. Moreover, the rotor 19 is attached to the side of the stator 18, and enables the movement of the heat cycle testing jig 10 as necessary. Since the configuration of the stator 18 is known, detailed description thereof will be omitted.

전술한 실시 형태에 기초한 본 발명의 열주기 시험용 치구에 의하면, 시험 대상체인 구조물의 장착부의 위치가 고정된 상태에서 시험용 치구의 열변형이 장착부들 사이에 배치된 플렉셔 부재에서 상쇄되므로, 시험 대상체에는 열주기 시험용 치구의 열변형의 영향을 받지 않는다. 따라서, 실제 위성 주 구조물의 재료인 복합재료를 사용하여 열주기 시험용 치구를 제작하지 않더라도, 시험 대상체가 고-치수안정성을 유지할 수 있게 된다. According to the heat cycle test jig of the present invention based on the above-described embodiment, since the thermal deformation of the test jig is offset by the flexure member disposed between the mounting parts while the mounting part of the structure as the test object is fixed, the test object The thermal cycle test fixture is not affected by thermal deformation. Therefore, even if the composite material, which is the material of the actual satellite main structure, is not fabricated for the thermal cycle test fixture, the test object can maintain high-dimensional stability.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명하였으나, 본 발명의 범위가 이러한 실시 형태로만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 본질적이고 필수적인 구성을 벗어나지 않고 다양한 변형 형태가 물론 가능하다. 따라서, 본 발명에서 전술한 실시 형태는 예시적인 것일 뿐이며 제한적 의미를 갖는 것으로 해석되지 않아야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 기재된 사항 및 이로부터 파악될 수 있는 모든 변형 실시 형태를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, the scope of the present invention is not limited only to this embodiment, A various deformation | transformation is naturally possible without departing from the essential and essential structure of this invention. Accordingly, the foregoing embodiments in the present invention are merely exemplary and should not be construed as having a limiting meaning, the scope of the present invention including matters set forth in the appended claims and all modifications that may be understood therefrom. It should be understood that.

도 1은 본 발명에 따른 플렉셔의 개념을 설명하기 위한 개략도.1 is a schematic view for explaining the concept of a flexure according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 열주기 시험용 치구의 여러 실시 형태를 예시하는 개략적인 평면도.2 is a schematic plan view illustrating various embodiments of a heat cycle test fixture in accordance with the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 열주기 시험용 치구에 시험 대상체를 장착한 상태를 나타내는 개략적인 사시도. 3 is a schematic perspective view showing a state in which a test object is mounted on a heat cycle test jig according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 열주기 시험용 치구의 개략적인 저부 사시도. 4 is a schematic bottom perspective view of a jig for heat cycle test according to the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]

10: 열주기 시험용 치구10: jig for heat cycle test

12: 빔12: beam

14: 장착부 14: mounting part

16, 16': 플렉셔 부재16, 16 ': flexure member

17: 체결구17: Fastener

18: 고정자18: stator

19: 회전체19: rotating body

20: 시험 대상체20: test subject

22: 베젤22: bezel

24: 트러스24: Truss

Claims (10)

시험 대상체의 열주기 시험을 위하여 사용되는 열주기 시험용 치구에 있어서,In the heat cycle test jig used for the heat cycle test of the test subject, 서로 이격되어 대향하도록 배치되는 단부를 구비하고, 상기 단부에 형성되는 돌출부들을 포함하는 복수의 빔;A plurality of beams having end portions spaced apart from each other and facing each other, the beams including protrusions formed at the end portions; 상기 복수의 빔 각각에 형성되는 복수의 장착부들; 및 A plurality of mounting portions formed in each of the plurality of beams; And 상기 돌출부들을 연결하고, 상기 장착부들의 상대위치의 변화가 방지되도록 열변형에 의한 종방향 길이 변화를 휨 변형에 의해 흡수하는 플렉셔(flexure) 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 열주기 시험용 치구. And a flexure member that connects the protrusions and absorbs the longitudinal length change due to thermal deformation by bending deformation so as to prevent the change of the relative position of the mounting parts. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 분할된 적어도 한 쌍의 빔은 서로 이격되어 평행한 방향으로 향하고,The at least one pair of split beams are spaced apart from each other and point in parallel directions, 플렉셔 부재는 평행한 상기 한 쌍의 빔의 단부에 부착되고 이격 거리만큼 연장되어 빔을 접속하는 것을 특징으로 하는 열주기 시험용 치구.And a flexure member is attached to the ends of the pair of parallel beams and extends by a separation distance to connect the beams. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 플렉셔 부재는 빔의 종방향에 대해 수직 방향으로 향하도록 배치된 판형 부재인 것을 특징으로 하는 열주기 시험용 치구.And the flexure member is a plate-shaped member arranged to face in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the beam. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 플렉셔 부재의 양측의 빔들은 장착부까지의 거리가 동일한 것을 특징으로 하는 열주기 시험용 치구.Beams on both sides of the flexure member are heat cycle testing jig characterized in that the distance to the mounting portion is the same. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 빔들과 플렉셔 부재들은 개루프를 형성하고, The beams and the flexure members form an open loop, 상기 개루프의 개방 부분에는 시험 대상체의 일부 구획이 배치되는 것을 특징으로 하는 열주기 시험용 치구.The opening part of the open loop jig for a thermal cycle test, characterized in that some compartments of the test subject is disposed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 빔들은 서로 평행하거나 수직인 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열주기 시험용 치구.Jig for heat cycle testing, characterized in that the beams are arranged in parallel or perpendicular directions to one another. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 빔과 플렉셔 부재는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열주기 시험용 치구.The jig for thermal cycle testing, characterized in that the beam and the flexure member are made of metal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 시험 대상체는, 위성 탑재체가 장착된 지지체와, 지지체에 고정된 2개 이상의 트러스를 포함하는 것을 특징으로 하는 열주기 시험용 치구.The test object is a jig for a thermal cycle test, characterized in that it comprises a support on which the satellite payload is mounted, and two or more trusses fixed to the support. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 장착부의 위치에서의 빔의 하방에는 고정자가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 열주기 시험용 치구.A jig for heat cycle testing, characterized in that a stator is attached below the beam at the mounting position.
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