Las cámaras de combustión de los motores cohete soportan temperaturas muy altas y gradientes térmicos durante el servicio que inducen múltiples fenómenos dañinos como la plasticidad, la fatiga de bajo ciclo (LCF) y la fluencia. Se pueden utilizar modelos numéricos durante el diseño de estos componentes mecánicos para simular los principales procesos mecánicos dañinos, teniendo en cuenta el comportamiento complejo del material debido a fenómenos de endurecimiento no lineales y viscoplasticidad. Este trabajo representa una mejora con respecto a investigaciones anteriores de los autores, con referencia particular a la adición del criterio de fatiga de Wang-Brown, para considerar los efectos de la multiaxialidad y la no proporcionalidad de las cargas, y el modelo de Voce para tener en cuenta el endurecimiento isotrópico no lineal. Se ha considerado una aleación de cobre endurecida por precipitación como el material de la estructura interna de la cámara de combustión. Las áreas más críticas resultaron ser la superficie interna de la cámara y, en particular, en correspondencia con la región de la garganta, de manera consistente con las pruebas experimentales disponibles en la literatura realizadas en geometrías similares. Los resultados demostraron que la fatiga de bajo ciclo y el ratcheting térmico (inestabilidad plástica) son los fenómenos dañinos dominantes para el caso de prueba considerado.