Dissertação
Analysis and Design Improvement of a Spacecraft Thermal Deflector EVALUATED
Esta tese foca o desenvolvimento de metodologias para implementar análises de elementos finitos estruturais e térmicas para caracterizar o comportamento de deflectores térmicos compósitos em sanduíche com núcleo de aglomerado de cortiça e peles compósitas, utilizando um software comercial. Para este fim, foram realizados ensaios experimentais em provetes representativos, havendo um foco no módulo de armazenamento e nos factores de amortecimento associados ao núcleo de cortiça e às peles de laminado de fibra de carbono. As propriedades estáticas foram determinadas utilizando um ensaio de flexão em três pontos para a amostra sanduíche. Para as propriedades dinâmicas, foi aplicado o algoritmo RFP às funções de resposta em frequência da análise modal para a identificação dos parâmetros modais. Uma metodologia de ajustamento do modelo constitutivo dos materiais foi testada utilizando software comercial. Para verificar as características operacionais do deflector, implementou-se uma análise térmica de elementos finitos para o problema de radiação/condução acoplado, utilizando um método de factor de vista em corpos cinzentos-difusos. Verificações analíticas foram efectuadas ao modelo de elementos finitos e estudos paramétricos foram utilizados para determinar alterações no design que reduzissem o fluxo de calor radiativo para o satélite. Foi proposta uma solução final: aplicar isolamento térmico multicamada na face do deflector virada para o satélite e revestimento térmico reflector na face virada para a tubeira. Nesta solução, todos os requisitos térmicos foram cumpridos, mantendo-se a temperatura da cortiça abaixo do máximo permitido. Conclui-se que este design apresenta um melhor isolamento térmico do que os típicos deflectores de titânio.
novembro 27, 2015, 10:30
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Miguel António Lopes de Matos Neves
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Auxiliar