As the space technologies continue to advance, the needs for large space structures such as satellite panels and reflectors are increasing. Therefore, deployment technology that can efficiently store these large structures in a limited spaceship space is emerging as one of the core technologies. Shape memory polymer composites (SMPCs) are one of the promising candidates for the space deployable structure materials owing to their lightweight, ease of operation, and high mechanical properties. As the space deployable structures are getting larger and larger, SMPC actuators are required to have not only the large recovery moment but also the improved deformability. Although increasing the SMPC thickness is a simple method to increase recovery moment, it is not suitable for structures that require large deformation due to damages by low elongation of the reinforcing fibers and micro-buckling. Therefore, this trade-off relationship should be resolved to fulfill the requirements of simultaneous improvement on recovery moment and deformability. In this study, a sandwich type SMPC bending actuator is designed to improve deformability as well as recovery moment including two novel features: multiple neutral axes skins and a deployable core
우주형 전개 구조물은 발사체의 공간적인 제약에서 벗어나 대규모 우주개발을 가능하게 하는 핵심기술로 각광받고 있다. 형상기억고분자복합재는 경량 소재이며 구동이 간편하고 형상기억고분자에 비해 높은 기계적 물성으로 우주형 전개 구조물의 액추에이터로 적용 가능한 차세대 재료이다. 우주 기술의 발달로 전개 구조물들은 크기가 점차 커짐에 따라 형상기억고분자복합재 액추에이터는 향상된 복원력과 높은 변형률이 요구되는 추세이다. 그러나 연속섬유가 보강된 형상기억고분자복합재의 경우 섬유의 낮은 한계 변형률과 압축 시 발생하는 미세좌굴의 영향으로 대변형에 따른 파손이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 액추에이터의 두께를 얇게 제작할 수 있지만, 단면 이차 모멘트의 저하로 인한 복원력 감소가 동반된다. 따라서 대형 우주 전개 구조물에 형상기억고분자복합재 액추에이터를 적용하기 위해서는 변형률과 복원력의 상충관계를 해결하는 것이 필요 하다. 본 연구에서는 기존 형상기억고분자복합재료 액추에이터의 파손 문제를 극복하기 위한 다중중립축 (Multiple neutral axes)구조의 면재 (Skin)와 복원력 향상을 위한 코어 (Core)를 갖는 샌드위치 구조의 형상설계를 통해 변형률과 복원력을 동시에 향상시킬 수 있는 굽힘형 액추에이터 개발을 목표로 한다.
