[AR] Re: JB Weld Usability

  • From: "Troy Prideaux" <troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
  • To: <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Tue, 31 Aug 2021 14:44:38 +1000

The design of the forward closure in the 1st illustration doesn’t really make 
sense to me. Normally the whole outside (periphery) section will be inverted 
from how it’s illustrated ie. the 2 protruding rings will be inverted as o-ring 
grooves and the rest would be a snug fit into the inside of the tubular 
section. Maybe the intention is to fill that internal section (between to 2 
protruded ribs with JB Weld?) which should work, but it’s not really an optimal 
method of retention. The key issue I have with your design is it relies pretty 
heavily on the glue being rigid and well bonded. If there was enough thermal 
transfer into that section of the tubing, there’s a chance the glue may soften 
sufficiently to cause a weakness. Yes, there’s screws supporting, but there’s 
also a gap where there’s a section of the screw unsupported creating a bending 
stress on the screw… okay, yes, that’s unlikely to be substantial structural 
weakness, but I suppose it could be an issue if the margins were tight.

  The primary point I’m seeing is: if you have the capability to machine up 
these parts, then why are you even bothering with glue at all? Why not rely on 
threads and o-rings or screws and o-rings without the glue?

 

Regarding the 2nd illustration: yes, you certainly can structurally retain the 
forward closure with a thread as you illustrated, but ideally you want your 
o-ring seal on the pressure side of that that thread. You want this because the 
axial stress on your cylindrical casing is pretty much ½ the hoop stress. So, 
you really don’t want to thin your casing wall with a thread in an area exposed 
to the full hoop stress from the internal chamber pressure. Okay, to load it 
with the axial stress of the closure retention, but not the chamber pressure. 
Okay, a hybrid design might allow for the pressure to be completely confined to 
within the fuel grain, but you’ll want to be very confident of no leakage to 
the casing wall if you wanted to seal the chamber after the thread.

 

Nozzles: I wouldn’t spend too much time on nozzle geometry for now. With a low 
pressure chamber primarily working at low altitudes, there’s not much to be 
gained in thrust coefficient - period. For a 300psi chamber work on something 
like a x3 expansion ratio (going from memory) 45 deg half angle for the 
convergent section and a 15deg half angle for the exit cone. 

 

Troy

 

From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Jack Hanna
Sent: Tuesday, 31 August 2021 2:07 AM
To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [AR] Re: JB Weld Usability

 

Okay, here's an image with current prototype for the engine design i'm going 
for, it's not perfect but in hindsight I should've started with this as I've 
had a hard time describing exactly what i'm trying to do and a hard time trying 
to get an answer for what I want to do. Currently i'm wondering about using 
JB-weld or another adhesive or some other sort of security between the hose 
adapter fitting and the thread which leads into the injector bulkhead, I was 
planning on having O rings surrounding the bolts, but as Troy said that doesn't 
make too much sense, so I will be changing them to be next to each other with 
the bolt holes more offset. The only reason i'm so concerned about the hose to 
injector fitting is because I don't trust just threads to secure the pressure 
of the nitrous, however from all the fittings and such i've seen it might be 
perfectly fine but that's what I've been trying to ask, but failing. Regardless 
if anyone has design critiques please let me know, as i'm trying to go semi 
overkill with safety as hopefully i'll be able to reuse this to test out more 
designs. Some questions that I currently have now that I actually have a 3d 
model so I can ask better specific questions:

- Would it be worth it to thread a part of the bulkhead like in the figure 
below? I am not a machinist and will be learning how to use a lathe to cut 
threads while doing this, so while it makes sense to be to have it be held even 
better together I don't know if the payoff would be worth time time. Also I 
assume that could create other problems, with rubbing the o-rings and even just 
currently looking at it I know i'm going to have trouble fitting in the o-rings 
in the first place.



Above is an updated O-ring injector design

 

- Different profile converging diverging nozzles, worth it to test?  This is 
just a thrown together random shape I did to get a feel for what I want to 
machine, but would it be worth it to machine multiple sizes of nozzles to swap 
out their profile to see what pressures it can handle? Given how theoretically 
it should be easy to swap nozzles In my mind it makes sense to be able to test 
different levels of choking within the nozzle to see what level can produce the 
most thrust / create mach diamonds / whatnot, I'm sorta planning on doing this 
but I want to know if it's even something I should consider in this design or 
if I should just look deeper into the math to figure out the optimal profile 
rather than test other profiles. Also this won't be held in with only 1 screw, 
it's just for simplicity's sake. 



Thanks so much for all the help ya'll have given me, without it I wouldn't be 
nearly as far into this project. Also, the O-rings I found should be good, but 
i'll list some of the specs here to make sure I haven't made a big mistake. // 
Square-Profile High-Temperature Silicone O-Rings -60 to 400f operating 
temperature, Durometer 70A (Medium) and has these specifications. ASTM D2000, 
SAE AS568. Once again thanks.

 

On Mon, Aug 30, 2021 at 10:07 AM Terry McCreary <prfesser@xxxxxxxxxxx 
<mailto:prfesser@xxxxxxxxxxx> > wrote:

At TRATECH last month John DeMar showed a design for a reloadable solid motor 
that was compatible with Aerotech 38 mm reload(s) but did not require machining 
snap rings nor threads (well, except for tapping for some set screws). The aft 
thrust ring was JBWelded to the casing as it would not get hot enough to debond.

 

Best -- Terry

 

  _____  

From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx>  
<arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> > on behalf 
of Troy Prideaux <troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 
<mailto:troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx> >
Sent: Sunday, August 29, 2021 7:01 PM
To: arocket@xxxxxxxxxxxxx <mailto:arocket@xxxxxxxxxxxxx>  
<arocket@xxxxxxxxxxxxx <mailto:arocket@xxxxxxxxxxxxx> >
Subject: [AR] Re: JB Weld Usability 

 

Should say “… which shouldn’t really matter …”

 

High temp JB weld is good adhesive – it will bond to things that more regular 
epoxy won’t (eg: PVC plastic) but it’s also quite brittle once fully cured – 
which should really matter much for closure retention relying on the shear 
strength & adhesion of any adhesive used, although watch out for potential 
diameter increases from strain if the closure is directly bonded to the inside 
of the tubing wall, although if also using franken-bolt retention in 
combination, that should mitigate that issue substantially.


Troy

 

 

From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx>  
[mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Jack Hanna
Sent: Sunday, 29 August 2021 4:02 AM
To: arocket@xxxxxxxxxxxxx <mailto:arocket@xxxxxxxxxxxxx> 
Subject: [AR] JB Weld Usability

 

Hello!
I've been working on a hybrid engine recently and picked up some JB weld for 
cheap, and have been wondering if it's a semi-practical bulkhead adhesive that 
can keep pressure. I'm planning on having two o ring grooves on either side of 
bolt holes to have a hopefully overkill secure piece, however I'm wondering 
especially with the hose threads if I could JB-weld it together to effectively 
get one piece. Has anyone here used it and if so what are some of its 
limitations or things to note when using. Thanks! Also, it says "5020 PSI" on 
the packaging, i'm assuming that's the best case scenario and wondering what 
practical pressures it can handle in terms of leakage. 

PNG image

PNG image

PNG image

Other related posts:

  1. Home
  2. arocket
  3. Archive
  4. 08-2021