Validação numérica do conjunto estrutural asa-fuselagem de um vant biplano

Abstract

Este trabalho apresenta a validação estrutural do conjunto asa-fuselagem de um aeromodelo biplano desenvolvido no ano de 2020 pela equipe Nisus Aerodesign para participar da competição Society of Automotive Engineers (SAE) Brasil. Análises estruturais aprofundadas dentro de projetos de engenharia aeroespacial são de extrema importância para otimização financeira e temporal do projeto e nos permite verificar quais os pontos críticos dessas estruturas. Sendo assim, este trabalho busca identificar os principais carregamentos e esforços aos quais o conjunto está submetido durante o voo, além de validar os cálculos estruturais do aeromodelo por meio numérico, e dessa forma legitimando a qualidade do fundamento técnico por parte da equipe quando não havia conhecimento para tal estudo. A metodologia proposta aventa, portanto, uma série de cálculos a serem realizados durante o projeto estrutural desses componentes, que também inclui uma análise estrutural estática usando o Método dos Elementos Finitos (MEF), por meio do programa Ansys Workbench, para verificar o comportamento das estruturas sólidas e compósitas quando submetida a cargas de voo. A partir dos resultados obtidos nas análises numéricas é possível concluir que algumas estruturas estavam superestimadas, tais como as nervuras e as estruturas sanduíches, pois apresentavam elevadas margens de segurança, e decisões de projeto baseadas em teoria foram precipitadas sem o devido estudo de caso. Contudo, os cálculos por parte da equipe estavam correto e apresentam margens de segurança satisfatórias para a eficácia do projeto.