Avaliação estrutural da asa de um VANT: estudo de caso para uma aeronave da competição SAE Brasil Aerodesign
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2020
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O presente trabalho teve como objetivo a realização de um estudo de caso visando redução de massa da estrutura presente nas asas das aeronaves que participam da competição SAE Brasil Aerodesign. Para tanto, inicialmente foram determinados os requisitos de projetos com base nas normas e bibliografias pertinentes; logo após foi definido o fator de carga e traçado o diagrama V-n, que refere-se ao envelope de voo ao qual a aeronave pode ser exposta sem que haja falha estrutural; na sequência, com o auxílio do MATLAB®, foram obtidas as forças de sustentação ao longo da envergadura, fazendo uso do método de Schrenk. Uma vez obtida a distribuição de sustentação, a geometria estrutural foi importada para o software de análise em elementos finitos ANSYS®. Então melhorias e alterações foram feitas visando atender aos requisitos de projeto: fator de segurança estrutural, deflexão máxima na ponta da asa e velocidade mínima de flutter. Ao final das análises obteve-se uma configuração que atendeu às especificações de projeto e apresentou uma redução de 52% de massa estrutural da asa. [resumo fornecido pelo autor]
Abstract
The present work had as objective the accomplishment of a case study aiming at reducing the mass of the structure present in the wings of the aircraft that participate in the SAE Brasil Aerodesign competition. To this goal, design requirements were initially determined based on the relevant standards and bibliographies; soon after the load factor was defined and the V-n diagram was drawn, which refers to the flight envelope to which the aircraft can be exposed without structural failure; then, with the help of MATLAB®, the lift forces were obtained along the span, using the Schrenk method. Once the support distribution was obtained, the structural geometry was imported into the ANSYS® finite element analysis software. Then improvements and changes were made to meet the design requirements: structural safety factor, maximum wing tip deflection and minimum flutter speed. At the end of the analysis, a configuration was obtained that met the design specifications and presented a 52% reduction in the structural weight of the wing. [resumo fornecido pelo autor]