Comparação de desempenho e estudo de elementos finitos em roscas para foguetemodelismo

• Main Author: Queiroz, Leonardo Camara
• Publication Date: 2021
• Format: Bachelor thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UFRN
• dARK ID: ark:/41046/001300000m3nm
• Download full: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/42943
• topic: Motor foguete; enálise estrutural de roscas; perfis de rosca; elementos finitos

Motores de foguetes precisam ser bem elaborados, sendo responsáveis por manter a combustão limitada ao volume e direcionar os gases oriundos da queima. Assim, cálculos estruturais são considerados visando o desempenho previsto. Este trabalho tem como objetivo principal avaliar perfis de roscas para substituir a utilização de parafusos, já que estes geram problemas de montagens e vazamento. Então, uma comparação analítica e computacional foi feita entre os perfis de roscas trapezoidais de passos finos e grossos, bem como triangulares finas e grossas. Elas foram aplicadas a um motor de foguete acadêmico, de combustão interna com propulsão sólida, validado para missões de 2 quilômetros de apogeu. Assim, primeiramente foram analisadas, analiticamente, as tensões de flexão, axial e de cisalhamento por torção, além da tensão de von Mises. Mais além, foi analisada a tensão de arrancamento de filete de rosca. Na análise computacional foram utilizados elementos finitos para compreender o comportamento da tensão de von Mises na rosca, bem como seu critério de falha por fadiga. Por fim, pôde-se perceber que os resultados de tensão nos casos analítico e computacional são semelhantes. Mais além, os resultados demonstram que a rosca trapezoidal grossa é estruturalmente melhor, superando as propriedades das demais roscas estudadas.