PROJETO ESTRUTURAL DE UM MOTOR-FOGUETE ACADÊMICO A COMBUSTÍVEL SÓLIDO
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| Data de Publicação: | 2018 |
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| Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
| Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/43060 |
Resumo: | Este trabalho tem como objetivo o projeto estrutural e dimensional de um motor-foguete acadêmico classe M de propulsão sólida, construído em aço carbono AISI 1040 capaz de transmitir potência suficiente a um foguete para atingir um apogeu de aproximadamente três quilômetros de altura, a ser fabricado, testado e estudado pela Equipe Potiguar Rocket Design em seus trabalhos. O trabalho apresenta uma melhoria no projeto dos motores-foguetes da Equipe, a segurança do projeto será analisada através de cálculos analíticos fazendo uso do critério de falha de Tresca-Guest e também por uma simulação numérica do modelo através do método dos elementos finitos utilizando o critério de von Mises, validando o dimensionamento de um envelope-motor a partir das diretrizes e considerações de projeto de vasos de pressão constantes no código normatizado pela ASME. Como proposta de modificação no projeto, é recomendada a utilização de filetes de rosca nos componentes principais do motor-foguete pelas facilidades associadas ao mecanismo nas operações de desmontagem e montagem com vedação. Todos os resultados obtidos nas análises estão em conformidade com os parâmetros de projeto e atendem os critérios de segurança adotados. |
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Galvão, MateusGeorge Santos MarinhoFernandez, José HenriqueAraujo, Jonatha Wallace da SilvaCosta, João Carlos2018-12-20T23:47:31Z2021-10-05T16:02:09Z2018-12-20T23:47:31Z2021-10-05T16:02:09Z2018-12-1320170009543ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6023: Informação e documentação - Referências - Elaboração. Rio de Janeiro, 2002. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10520: Informação e documentação – Citações em documentos – Apresentação. Rio de Janeiro, 2002. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14724: Informação e documentação — Trabalhos acadêmicos — Apresentação. Rio de Janeiro, 2011. AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS. ASME BPVC.I-2015: ASME Boiler and Pressure Vessel Code. New York: ASME, 2015 BEER, Ferdinand P. et al. Mecânica dos materiais. 5. ed. Porto Alegre: Amgh Editora Ltda, 2011. BUDYNAS, Richard G.; NISBETT, J. Keith. Elementos de Máquinas de Shigley: Projeto de Engenharia Mecânica. 8. ed. São Paulo: Amgh Editora Ltda, 2008. DAVENAS, A. Solid rocket propulsion technology, Nova York: Pergamon Press Ltd, 1993. p.603. FUNDAÇÃO ASTRONAUTA MARCOS PONTES (Brasil). História dos Foguetes. Disponível em: <http://www.astropontes.org.br/wp/programas/projetos_oap/campeonato-defoguetes- a-agua/historia-dos-foguetes/>. Acesso em: 21 nov. 2018. GARNER, Rob (Ed.). Dr. Robert H. Goddard, American Rocketry Pioneer. 2017. Disponível em: <https://www.nasa.gov/centers/goddard/about/history/dr_goddard.html>. Acesso em: 21 nov. 2018. GROEHS, Ademar Gilberto. Resistência dos materiais e vasos de pressão. 2. ed. São Leopoldo: Editora Unisinos, 2014. GRUPO AÇOTUBO. TUBOS DE AÇO. São Paulo: Catálogo: Açotubo, 2016. HIBBELER, R. C.. Resistência dos materiais. 7. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil Ltda, 2010. HUPPES, Ricardo Müller. Análise de falha em um vaso de pressão. 2009. 16 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2009. IECKER, Thyago Duarte. 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SUTTON, George P.; BIBLARZ, Oscar. Rocket Propulsion Elements. 7. ed. Nova York: John Wiley & Sons, Inc., 2001. TELLES, Pedro C. Silva. Vasos de pressão. 2. ed. Rio de Janeiro: Ltc, 2007. TOMAZINI, Guilherme Abreu. Diretrizes básicas para projetos de vasos de pressão segundo a ASME. 2015. 43 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2015. WILFORD, John Noble. Há 40 anos, o homem pisava no solo lunar. 2009. Disponível em: <https://www1.folha.uol.com.br/fsp/newyorktimes/ny2007200901.htm>. Acesso em: 27 nov. 2018.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/43060Este trabalho tem como objetivo o projeto estrutural e dimensional de um motor-foguete acadêmico classe M de propulsão sólida, construído em aço carbono AISI 1040 capaz de transmitir potência suficiente a um foguete para atingir um apogeu de aproximadamente três quilômetros de altura, a ser fabricado, testado e estudado pela Equipe Potiguar Rocket Design em seus trabalhos. O trabalho apresenta uma melhoria no projeto dos motores-foguetes da Equipe, a segurança do projeto será analisada através de cálculos analíticos fazendo uso do critério de falha de Tresca-Guest e também por uma simulação numérica do modelo através do método dos elementos finitos utilizando o critério de von Mises, validando o dimensionamento de um envelope-motor a partir das diretrizes e considerações de projeto de vasos de pressão constantes no código normatizado pela ASME. Como proposta de modificação no projeto, é recomendada a utilização de filetes de rosca nos componentes principais do motor-foguete pelas facilidades associadas ao mecanismo nas operações de desmontagem e montagem com vedação. Todos os resultados obtidos nas análises estão em conformidade com os parâmetros de projeto e atendem os critérios de segurança adotados.This project aims to design an academic solid rocket engine. The objective of the project is the structural design of an M-class academic rocket engine built in AISI 1040 alloy steel and capable of transmitting power to a rocket with a three-kilometer mark, to be manufactured, tested and studied by the Potiguar Rocket Design Team in its future works. This project introduces improvements to the methods used to design rocket engines using analytical and computational methods as Tresca-Guest’s theory of failure and the Finite Element Method to validate the design of a motor-case by using the ASME’s rules for construction of a pressure vessel and the application of screw threads in the main components for easiness in sealing and assembly and disassembly operations instead of fasteners for the fixation of the elements. All the results are validated by the design and safety parameters adopted. Keywords: rocketUniversidade Federal do Rio Grande do NorteUFRNBrasilEngenharia Mecânicarocket enginerocketrysolid propulsionPROJETO ESTRUTURAL DE UM MOTOR-FOGUETE ACADÊMICO A COMBUSTÍVEL SÓLIDOSTRUCTURAL ACADEMIC SOLID ROCKET MOTOR PROJECTinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALProjeto Estrutural de um Motor Foguete Acadêmico a Combustível Sólido_Galvão.pdfapplication/pdf3802363https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/43060/1/Projeto%20Estrutural%20de%20um%20Motor%20Foguete%20Acad%c3%aamico%20a%20Combust%c3%advel%20S%c3%b3lido_Galv%c3%a3o.pdfe608ed0067898d41b60d8f7ea3b01326MD51CC-LICENSElicense_rdfapplication/octet-stream701https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/43060/2/license_rdf42fd4ad1e89814f5e4a476b409eb708cMD52LICENSElicense.txttext/plain714https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/43060/3/license.txt7278bab9c5c886812fa7d225dc807888MD53TEXTProjeto Estrutural de um Motor Foguete Acadêmico a Combustível Sólido_Galvão.pdf.txtExtracted texttext/plain92382https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/43060/4/Projeto%20Estrutural%20de%20um%20Motor%20Foguete%20Acad%c3%aamico%20a%20Combust%c3%advel%20S%c3%b3lido_Galv%c3%a3o.pdf.txta158c301041cb1d5ca3c14d2509468fdMD54123456789/430602023-03-06 18:37:44.301oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/43060PGNlbnRlcj48c3Ryb25nPkZFREVSQUwgVU5JVkVSU0lUWSBPRiBSSU8gR1JBTkRFIERPIE5PUlRFPC9zdHJvbmc+PC9jZW50ZXI+CjxjZW50ZXI+PHN0cm9uZz5ESUdJVEFMIE1PTk9HUkFQSFMgTElCUkFSWTwvc3Ryb25nPjwvY2VudGVyPgoKPGNlbnRlcj5BdXRob3JpemF0aW9uIFRlcm0gZm9yIHRoZSBhdmFpbGFiaWxpdHkgb2YgTW9ub2dyYXBocyBmb3IgVW5kZXJncmFkdWF0ZSBhbmQgU3BlY2lhbGl6YXRpb24gaW4gdGhlIERpZ2l0YWwgTGlicmFyeSBvZiBNb25vZ3JhcGhzIChCRE0pPC9jZW50ZXI+CgpBcyB0aGUgY29weXJpZ2h0IG93bmVyIG9mIHRoZSBtb25vZ3JhcGgsIEkgYXV0aG9yaXplIHRoZSBGZWRlcmFsIFVuaXZlcnNpdHkgb2YgUmlvIEdyYW5kZSBkbyBOb3J0ZSAoVUZSTikgdG8gbWFrZSBhdmFpbGFibGUgdGhyb3VnaCB0aGUgRGlnaXRhbCBMaWJyYXJ5IG9mIE1vbm9ncmFwaHMgb2YgVUZSTiwgd2l0aG91dCByZWltYnVyc2VtZW50IG9mIGNvcHlyaWdodCwgYWNjb3JkaW5nIHRvIExhdyA5NjEwLzk4ICwgdGhlIGZ1bGwgdGV4dCBvZiB0aGUgd29yayBzdWJtaXR0ZWQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHJlYWRpbmcsIHByaW50aW5nIGFuZCAvIG9yIGRvd25sb2FkaW5nLCBhcyBhIG1lYW5zIG9mIGRpc3NlbWluYXRpbmcgQnJhemlsaWFuIHNjaWVudGlmaWMgcHJvZHVjdGlvbiwgYXMgb2YgdGhlIGRhdGUgb2Ygc3VibWlzc2lvbi4KRepositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-03-06T21:37:44Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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