Utilização de Compósitos com Tecidos Híbridos em Estruturas Aeronáuticas

Utilização de Compósitos com Tecidos Híbridos em Estruturas Aeronáuticas

• Autor
• Moisés Medeiros de Lima
• Co-autores
• Ana Claudia de Melo Caldas Batista , Lorano Matheus de Oliveira Fonseca
• Resumo

•  

  Com o avanço do setor aeroespacial as indústrias desenvolveram novos materiais, dentre eles foram desenvolvidos os compósitos reforçados com fibras com o intuito de substituir os materiais convencionais, garantindo propriedades mecânicas semelhantes ou até superiores, facilidade na fabricação de estruturas complexas e com baixa massa específica. Assim sendo, os VANT’s (veículos aéreos não tripuláveis), tem contribuído com o desenvolvimento de novas tecnologias que podem ser implementadas largamente na indústria aeroespacial, durante sua evolução os VANT’s tiveram grande influência ao AeroDesign. Um dos principais desafios enfrentados pelo AeroDesign é alcançar projetos estruturais que atendam às necessidades de resistência e massa da aeronave. Assim, o presente trabalho teve como objetivo geral do estudo planejar, projetar e desenvolver estruturas aeronáuticas utilizando compósitos polimérico com tecidos híbridos (carbono/vidro sarja 2x2) como reforço e a resina epóxi como matriz, para que minimize a massa estrutural de uma aeronave garantindo-a boas propriedades mecânicas requeridas, como: rigidez e resistência à flexão, à tração e à compressão. Para tanto, utilizou-se análise de tensões ao longo da longarina (estrutura principal da asa da aeronave que foi projetada e fabricada), bem como o cálculo dos esforços internos (esforço normal, esforço cortante e momento fletor) presentes na longarina utilizando o Ftool®. A definição geométrica da longarina teve como base as dimensões do perfil aerodinâmico adotado pela equipe Acceptor AeroDesign e os ensaios mecânicos (tração uniaxial e flexão) para construção. A fabricação dos corpos de prova do ensaio de tração uniaxial foi realizada pelo processo de laminação vacuum bag e os ensaios seguiu a norma ASTM D3039 (2014). Com o ensaio de tração uniaxial, foi possível perceber que o compósito híbrido sarja 2x2 carbono/vidro se provou viável, pois a tensão máxima obtida no ensaio se mostrou superior ao que a longarina é submetida. Após finalizada a construção da longarina, o teste de cargas (ensaio de flexão na estrutura) comprovou que o compósito suportou com eficiência as cargas projetadas (aproximadamente 275 N). Portanto, conclui-se que o dimensionamento e a fabricação da longarina atenderam as necessidades do projeto, sendo viável sua utilização.

   

• Palavras-chave
• Compósitos Híbridos, Propriedades Mecânicas, Estruturas Aeronáuticas, AeroDesign.
• Área Temática
• Engenharias

Voltar Download