Projeto e análise estrutural de uma longarina para aeronave aerodesign fabricada com técnica de enrolamento filamentar

Abstract

Neste trabalho, apresenta-se o projeto e a análise estrutural de uma longarina de um avião AeroDesign produzida pela técnica de enrolamento filamentar. A aeronave foi projetada para levar cargas nos moldes da competição SAE AeroDesign na qual deseja-se obter a melhor relação resistência peso. No trabalho desenvolve-se os detalhes do cálculo do carregamento aerodinâmico proveniente da geração de sustentação na asa, assim como um método de aplicação das cargas na estrutura. A segurança estrutural é garantida utilizando as normas aeronáuticas como diretrizes. Para o dimensionamento da longarina foram analisadas as limitações da técnica de enrolamento filamentar para guiar as escolhas de projeto. Para avaliar a resistência da longarina, utiliza-se simulações em elementos finitos utilizando teoria dos laminados, que possui limitação quanto a aplicação na técnica construtiva da longarina. Para considerar o entrelaçamento entre as camadas, foi investigado o efeito da sequência de laminação frente a resistência da estrutura. Por fim, selecionou-se a melhor configuração de longarina que atendeu aos requisitos de projeto e de fabricação.

In this work is performed the design and structural analysis of a wing spar of an AeroDesign airplane produced by the filament winding technique. The plane was design to lift loads in the SAE AeroDesign Competition’s in with the best resistance/weight ratio is required. This works explains the details off lift loads originating from the wing as the applications method on the structure, the structural safety is granted by using aeronautical standards.To sizing, the wing spar was analyzed the filament winding limitation to guide the project choices. Was used finite element simulations in order to validate using Laminate Theory. In order to consider the interlacing between the layers, the effect of the lamination sequence on the strength of the structure was investigated. Finally, we selected the best stringer configuration that met design and manufacturing requirements.