Study of a Coke Can as a rocket structure and its flutter effects

Abstract

This final bachelor work (TFC) is a study of a Coke Can properties to be reused in a rocket as a structure. The work is focused in the possible flutter effects that this structure could present. There are two main blocks to achieve: First block is a good proposed structure model. Second block is a good internal rocket flow model. For this reason, two students are required. First block studies the Coke Can behaviour in terms of weak structural points (Crack propagation, flanges, bulkhead). Some pressure test will be done. Because this structure will have a very high thermal load, the steel material study is required. In addition, the solid propellant (APCP or Candy) inside the rocket structure should be taken into account. Second block studies the flow inside the combustion chamber in order to find weak points, the pressure field, the temperature field and speed field. Also it is required to know the flow behaviour in the nozzle. Some SolidWorks simulations in terms of Computed Fluid Dynamics (CFD) should be done. In addition, structural elastic studies will provide the oscillation modes. It is necessary to know if the flow will generate resonant frequencies that are in the range of the structural oscillation modes.

Aquest treball final de carrera (TFC) és un estudi de les propietats d'una llauna de refresc per ser reutilitzada com estructura per a un coet. El treball se centra en els possibles efectes de fluctuació que aquesta estructura podria presentar. Es compon de dos grans blocs: El primer bloc és un bon model de l'estructura proposada. El segon bloc és un bon model intern del flux en el coet. Per aquesta raó, es requereixen dos estudiants. El primer bloc estudia una llauna de Coca Cola tipu s i el seu comportament quant a punts febles estructurals (Propagació d'esq uerdes, brides i tancament). Es realitzen algunes proves de pressió. A causa de que aquesta estructura tindrà una càrrega tèrmica molt alta, es realitza un estudi del material, que és acer. A més es té en compte el com bustible sòlid (APCP o Candy) que porti dins de l'estructura del coet. El segon estudi estudia el flux a l'interior de la cambra de combustió a fi de trobar punts febles, camp de pressions, camps de te mperatures i el camp de velocitats. També s'estudia el comportament del flu x en la gola. Es realitzen algunes simulacions de SolidWorks calculades en ter mes de dinàmica de fluids (CFD). A més, s'estudia el comportament elàs tic de l'estructura i els modes d'oscil·lació. Finalment s'esbrina si el flux generarà freqüències de ressonància que es trobin en el rang dels modes d'o scil·lació estructurals.