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NUMERICAL FATIGUE LIFE ANALYSIS OF COMBUSTION CHAMBER WALLS FOR FUTURE REUSABLE LIQUID ROCKET ENGINES (LREs) APPLICATIONS

Gulczynski, Mateusz T. und Riccius, Jörg und Waxenegger-Wilfing, Günther und Deeken, Jan C. und Oschwald, Michael (2022) NUMERICAL FATIGUE LIFE ANALYSIS OF COMBUSTION CHAMBER WALLS FOR FUTURE REUSABLE LIQUID ROCKET ENGINES (LREs) APPLICATIONS. In: NUMERICAL FATIGUE LIFE ANALYSIS OF COMBUSTION CHAMBER WALLS FOR FUTURE REUSABLE LIQUID ROCKET ENGINES (LREs) APPLICATIONS, SP2022 (143). 3AF – Association Aéronautique et Astronautique de France. SPACE PROPULSION 2022, 2022-05-09 - 2022-05-13, ESTORIL, PORTUGAL.

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2MB

Offizielle URL: https://www.3af-spacepropulsion.com/

Kurzfassung

Within the presented manuscript the focus is towards maturing damage propagation simulation models of the regeneratively cooled combustion chamber (CC) inner liner, to gain an in-depth understanding of the interactions between influential elements including elevated temperature, cyclic conditions and the fatigue life mechanisms. A coupled thermal and structural 2D Finite Element Analysis (FEA) of a CC wall nozzle throat cross-section was set-up comprising the full cycle with pre-cooling, start-up, hot run, post-cooling and relaxation back to ambient temperature and pressure. The remaining useful life of the CC wall was estimated by a post-processing method including the cumulative effect of the fatigue damage and tensile strain accumulation. The proposed accumulative damage model for the low cycle fatigue (LCF) analysis consists of a model’s combination in accordance with Bonora-Gentile-Pirondi (2004) and Dufailly-Lemaitre (1995). Contrary to conventionally proposed studies with damage parameter values integrated as state variables in the FEA, we propose an alternative approach by introducing the damage parameter in the post processing method to save numerical analysis time. The integration of a directional progressive accumulation of plastic strain in cyclic thermo-mechanical loading, is especially important for rocket engine components during their test phase, as well as to increase the reusability capacity of the future reusable launch vehicles (RLVs).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/186612/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vorlesung, Vortrag)
Titel:NUMERICAL FATIGUE LIFE ANALYSIS OF COMBUSTION CHAMBER WALLS FOR FUTURE REUSABLE LIQUID ROCKET ENGINES (LREs) APPLICATIONS
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gulczynski, Mateusz T.Mateusz.Gulczynski (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5932-8981NICHT SPEZIFIZIERT
Riccius, JörgJoerg.Riccius (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5935-874XNICHT SPEZIFIZIERT
Waxenegger-Wilfing, Güntherguenther.waxenegger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5381-6431NICHT SPEZIFIZIERT
Deeken, Jan C.Jan.Deeken (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5714-8845NICHT SPEZIFIZIERT
Oschwald, MichaelMichael.Oschwald (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9579-9825NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 Mai 2022
Erschienen in:NUMERICAL FATIGUE LIFE ANALYSIS OF COMBUSTION CHAMBER WALLS FOR FUTURE REUSABLE LIQUID ROCKET ENGINES (LREs) APPLICATIONS
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:SP2022
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Gulczynski, Mateusz T.Mateusz.Gulczynski (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5932-8981NICHT SPEZIFIZIERT
Riccius, JörgJoerg.Riccius (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5935-874XNICHT SPEZIFIZIERT
Waxenegger-Wilfing, GüntherGuenther.Waxenegger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5381-6431NICHT SPEZIFIZIERT
Deeken, Jan C.Jan.Deeken (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5714-8845NICHT SPEZIFIZIERT
Oschwald, MichaelMichael.Oschwald (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9579-9825NICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:3AF – Association Aéronautique et Astronautique de France
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ANSYS Parametric Design Language (APDL), combustion chamber (CC), damage propagation, doghouse effect, low cycle fatigue (LCF), liquid rocket engines (LREs), PROMETHEUS, reusable launch vehicles (RLVs), thermo-mechanical fatigue (TMF)
Veranstaltungstitel:SPACE PROPULSION 2022
Veranstaltungsort:ESTORIL, PORTUGAL
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:9 Mai 2022
Veranstaltungsende:13 Mai 2022
Veranstalter :3AF – Association Aéronautique et Astronautique de France
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Digitalisierung
DLR - Forschungsgebiet:D - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):D - keine Zuordnung
Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtantriebe > Raketenantriebe
Institut für Raumfahrtantriebe > Raketenantriebssysteme
Hinterlegt von: Gulczynski, Mateusz T.
Hinterlegt am:30 Mai 2022 07:53
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:47

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