AeroPublications

Projeto Estrutural de um Trem de Pouso para uma Aeronave Rádio-Controlada

Assumpção, M. E.; Nacif, G. L.; Panzera, T. H.; Christoforo, A. L.

O evento SAE Aerodesign acontece anualmente em São José dos Campos desde 1999, visando à competição entre aeronaves de pequeno porte construídas por equipes de alunos de graduação em Engenharia das principais Universidades Brasileiras e do Exterior. A aeronave deve apresentar elevada eficiência estrutural e carregar o máximo possível de carga, atendendo as exigências de projeto da competição. A equipe “Trem Ki Voa” da Universidade Federal de São João Del Rei (UFSJ) participou da competição de 2009 projetando uma aeronave monoplano de asa alta e empenagem bi-plana, com trem de pouso triciclo. Este trabalho apresenta o projeto estrutural do trem de pouso, materiais e os respectivos processos de fabricação, utilizando o método de elementos finitos e ensaios mecânicos para verificação e validação do dispositivo. Além das características estruturais, o trem de pouso deve apresentar uma combinação adequada entre fator de amortecimento e mínima deformação sob carregamento máximo. O método de seleção foi fundamental na escolha do material, garantido as melhores propriedades do compósito híbrido. Os modelos bidimensionais e unidimensionais apresentaram resultados próximos. A metodologia adotada mostrou-se fundamental para a obtenção de uma estrutura com desempenho desejável, além de facilitar o desenvolvimento de futuros projetos.

 

 

Análise Teórica do Fator de Intensidade de Tensão de uma Resina Epóxi

Miranda, V. S.; Carvalho, A. L. C.; Assumpção, M. E.; Silva, V. R. V.; Christoforo, A. L.; Silveira, M. E.

Nos últimos anos, o campo da fratura mecânica tem indubitavelmente prevenido um número substancial de falhas em estruturas e o MEF tem se firmado como uma ferramenta versátil para soluções numéricas para problemas de engenharia e pode à primeira vista ser o método ideal para estudo do comportamento das trincas nos materiais. Quando aplicado corretamente, a mecânica da fratura não só ajuda a prevenir, mas permite aos projetistas se apoiarem mais em análises racionais do que em tentativas e erros.

O objetivo principal desse projeto, através de técnicas numéricas usadas na análise de problemas de fratura e sua aplicação computacional, baseado nos fundamentos do Método dos Elementos Finitos, determinar o valor teórico o Fator de Intensidade de Tensão (K) para um material polimérico (resina epóxi). Desta forma, pretende-se contribuir para o desenvolvimento de técnicas na predeterminação do comportamento das trincas, o que possibilitaria um aumento da segurança. Também, tem-se associado ao conhecimento do comportamento das trincas uma redução nos custos devido à superdimensionamentos e devido à utilização de estruturas que possuem defeitos, e que, a prior, levariam a sua substituição, e por uma análise pormenorizada verifica-se certa tolerância quanto a sua vida útil.

 

 

Estudo Comparativo em Longarinas Tipo Caixão de Madeira Freijo e Cilíndrico-Cônica de Carbono Para uma Aeronave Rádio Controlada

Silva, N. S.; Santos, P.R.; Miranda, V. S.; Souza, D. A. C.; Carvalho, A. L. C.

Desde 1999, a SAE BRASIL promove anualmente em São José dos Campos a competição SAE BRASIL AERODESIGN. A competição tem como objetivos, promover conhecimentos aeronáuticos e estimular o espírito de trabalho em equipe. Torna-se necessário desenvolver uma aeronave otimizada e com grande eficiência estrutural e que transporte a maior carga possível, além de atender todos os requisitos propostos pelo regulamento. As longarinas têm como principais objetivos, resistir às forças de flexão e torção, causadas pelas forças de sustentação e arrasto. Por isso, torna-se necessário projetar e construir longarinas mais eficientes, aprimorando técnicas e projetos anteriores da equipe “Trem ki voa” de aerodesign da Universidade Federal de São João Del Rei (UFSJ). Neste trabalho, objetiva-se comparar longarinas tipo caixão em madeira com a longarina cilíndrico-cônica em carbono bidirecional. Nos projetos foram usados os softwares Ansys® para a simulação em métodos de elementos finitos e Matlab® para a determinação das cargas através do método de Sherenk. Através desta comparação, é possível comprovar que a longarina do tipo cilíndrico-cônica é mais eficiente.

 

 

Projeto Ótimo de Aeronave de Carga Rádio Controlada

Abreu Jr., L.; Cerqueira, S. A. A. G.

No projeto de aeronaves, tomou impulso nas últimas décadas a otimização multi-disciplinar, o uso de métodos de otimização para resolver problemas de projeto incorporando diversas disciplinas – aerodinâmica, análise estrutural, propulsão, teoria de controle e engenharia econômica. Neste trabalho são desenvolvidas ferramentas de projeto assistido por computador para auxiliar na definição das características gerais de uma aeronave de carga rádio-controlada (ACRC), atendendo aos requisitos da competição SAE Aerodesign. Esta competição, realizada anualmente, premia aeronaves que somem a maior pontuação em diversos quesitos, dentre eles projeto, carga levantada e eficiência estrutural. O algoritmo desenvolvido, baseado na seleção clonal, visa oferecer ao projetista um conjunto diverso de soluções localmente ótimas, que são então comparadas considerando características de difícil quantificação, como, por exemplo, a facilidade construtiva. Neste artigo são apresentados resultados parciais do trabalho, incluindo rotinas para modelagem da aerodinâmica, estabilidade estática, do desempenho e cálculo estrutural de aeronaves, este último limitado à estimativa de peso da aeronave e principalmente das superfícies aerodinâmicas (asa e empenagens). Os resultados obtidos até o momento têm sido satisfatórios, com soluções encontradas rapidamente e significativamente melhores aos projetos antes considerados.

 

 

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