Algumas superfícies de controle de aeronave possuem deformações indesejadas quando submetidas aos carregamentos de vôo. Este trabalho apresenta uma proposta de aplicação de atuadores piezoelétricos em superfícies de controle de tal forma que as deformações geradas pelos atuadores piezoelétricos atenuem as deformações ocasionadas pelos carregamentos aerodinâmicos. Para avaliação da efetividade da aplicação proposta, é apresentada uma metodologia de modelagem em elementos finitos da aplicação dos atuadores piezoelétricos em superfícies de controle. Resultados obtidos através desta metodologia de modelagem são comparados com resultados experimentais de referências bibliográficas como forma de validação da metodologia proposta. Uma proposta de lay-out estrutural de spoiler de aeronave com atuadores piezoelétricos é apresentada como exemplo da aplicação.

O presente trabalho busca contribuir com a expansão do desenvolvimento tecnológico e científico na geração de energia elétrica da modalidade eólica. O trabalho apresenta em detalhes as principais considerações e carregamentos em como proceder as análises para o dimensionamento de uma torre cônica tubular metálica para um gerador eólico de 100 kW. São considerados os aspectos de vibrações mecânicas e de análise estrutural estática, tanto da estrutura global como a análise detalhada das juntas parafusadas pré-tensionadas. O trabalho se justifica pela necessidade de redução de custo e pelo desenvolvimento de estruturas mais eficientes para as diversas regiões do país que possuem diferentes potenciais energéticos para geração de energia eólica.

O tema central desta pesquisa foi a avaliação estrutural de pavimentos, com ênfase no estudo sobre a retroanálise de bacias de deflexões, de dados de ensaios não destrutivos, provenientes do Falling Weight Deflectometer (FWD). Com a evolução da demanda das indústrias aeroportuária e rodoviária, as empresas desses setores passam a lidar com um volume de tráfego cada vez maior. Em conjunto, percebe-se o aumento da adoção e desenvolvimento de sistemas de gerenciamento de pavimentos. Assim, a pesquisa de ferramentas que se apliquem na avaliação estrutural de pavimentos é um tema relevante e bastante pesquisado. O objetivo desta dissertação foi estudar e propor uma rotina rápida de retroanálise de bacias de deflexões de FWD, para obtenção dos módulos de elasticidade das camadas do pavimento. Buscou-se um processo na forma de um programa de computador, com características de ser de resposta rápida ao se analisar várias estruturas, de modo que possa ser adotada em rotinas de sistemas de gerencia de pavimentos. Trata-se de uma alternativa aos variados programas e soluções que vem sendo pesquisados, cujos enfoques são a precisão e análise de estruturas individualmente. Foram realizados testes com diversas estruturas de pavimentos flexíveis e semirrígidos para avaliar o desempenho da rotina proposta. Os resultados do trabalho indicam que a rotina depende do banco de dados utilizado, mas apresenta uma precisão de 15% no valor dos módulos, com grau de confiança de 95%.

O tratamento térmico, considerado um processo especial, induz deformações em estruturas metálicas tratadas. Este trabalho propõe um método, baseado em técnicas estatísticas aplicadas a dados históricos, que permite visualizar, atestar de maneira significativa e obter uma previsão das variações dimensionais devidas ao tratamento térmico. O método proposto foi aplicado na averiguação das deformações ocorridas na têmpera e no revenimento de envelopes motores S40 e S43, usados correntemente no VLS-1 (veículo lançador de satélites). As variáveis "Diâmetro", "Comprimento" e "Erro de Forma Longitudinal" da região cilíndrica de tais motores foram avaliados antes e após tratamento térmico. Os resultados indicaram uma diminuição de "Diâmetro" e "Comprimento" e um aumento do "Erro de forma longitudinal". Finalmente, o método proposto obteve um intervalo de valores, com um nível de confiança de 95%, que permite o estabelecimento de tolerâncias de projeto para as variáveis trabalhadas, os quais devem ser usados como critérios na aceitação de um envelope motor.

Esta dissertação apresenta as aplicações de um túnel de choque hipersônico, ou túnel de vento hipersônico pulsado, e os conceitos do funcionamento de tubos de choque e de túneis de choque. São, também apresentadas as considerações necessárias no projeto de túnel de choque hipersônico, a ser desenvolvido na Divisão de Aerotermodinâmica e Hipersônica do Instituto de Estudos Avançados (IEAv/CTA). São apresentadas as avaliações das características construtivas, estruturais e dimensionais, utilizando-se aplicativos comerciais de modelagem e análise estrutural pelo método de elementos finitos (MEF) e as considerações assumidas na análise de cada segmento do túnel, bem como os resultados obtidos para cada segmento. O trabalho é concluído com as recomendações de limites a serem adotados para as condições de uso do novo túnel de choque hipersônico da Divisão de Aerotermodinâmica e Hipersônica do Instituto de Estudos Avançados.

No cálculo de resposta dinâmica de estruturas através de superposição modal é de fundamental importância que os modos de deformação correspondentes às deformações geradas pelas cargas sejam incluídos, o que exige o cálculo de um grande número de modos (problema de auto-valores), podendo tornar a solução do problema muito cara, do ponto de vista computacional. A utilização de modos residuais permite a obtenção de soluções com alta precisão sem a necessidade de se incluir um grande número de modos de deformação. Este trabalho utiliza modos residuais na solução de problemas dinâmicos estruturais, cuja solução é obtida através de superposição modal. Os resultados obtidos são comparados àqueles resultantes da integração direta das equações de movimento do sistema. Exemplos numéricos são apresentados e seus resultados são amplamente comentadosA inserção do Brasil no competitivo mercado espacial se tornou possível após o domínio do desenvolvimento da tecnologia de foguetes de sondagem alcançada nas décadas de 1970 e 1980, com o projeto Sonda IV. Entretanto, os foguetes de sondagem não permitiam a inserção de satélites em órbita, o que levou o país ao desenvolvimento do Veículo Lançador de Satélite (VLS-1). O Brasil é detentor da melhor localização geográfica para lançamentos comerciais equatoriais, dada a economia de energia alcançada durante os lançamentos. Para atingir plena autonomia na área espacial um país precisa ser detentor de tecnologia na área de produção e lançamento de lançadores, satélites e ter seu campo de lançamento. Assim, este trabalho tem por objetivo o estudo sobre os meios de solo, voltado à fase final de integração no campo de lançamento, para a montagem de veículos de médio e grande porte, englobando a forma de montagem dos mesmos, pré-dimensionamento de prédios e instalações. Explana-se a logística no que se refere a transporte, armazenagem e suprimentos, usada durante a campanha de lançamento para o veículo. Discorre-se sobre o Centro de Lançamento de Alcântara e os veículos de médio e grande porte do Programa Nacional de Atividades Espaciais (PNAE). Aborda-se sobre a interação entre as edificações, para que se possa atingir o sucesso da missão, incluindo requisitos mínimos de segurança durante o lançamento. Comenta-se sobre planejamento e coordenação de campanhas de lançamento de veículo de médio e grande porte. E, finaliza-se, com a apresentação das considerações finais, expondo sugestão para futuros trabalhos e as contribuições deste estudo.

A estabilidade aeroelástica de asa cantilever é investigada no regime subsônico de escoamento. Esta configuração foi escolhida por ser largamente utilizada em ensaios em túneis de vento, com uma grande quantidade de resultados experimentais disponível para comparações. A investigação se baseia em modelos matemáticos, com o método clássico de elementos finitos para a representação estrutural, e o método doublet-lattice e a teoria das faixas para o cálculo das cargas aerodinâmicas não-estacionárias. A fim de desacoplar os graus de liberdade estruturais emprega-se uma transformação modal convencional, e as cargas aerodinâmicas instacionárias são obtidas diretamente na base modal. Os modelos estrutural e aerodinâmico são agrupados nas equações de moviemnto generalizadas, as quais representam um problema de autovalor que é resolvido utilizando os métodos k e p-k. os resultados obtidos são discutidos em termos da precisão e da conveniência dos métodos.

The selective inversion technique in structural dynamics is presented. Plate and shell models under different constrains are presented and are compared with analytical results for validation and performance analysis. Complex aeronautical structures represented by a rear fuselage model is simulated and checked by finite element models. Conclusion based on accuracy and computational efforts are presented stemming on versatility and advantages in the eigenvalues extraction in dynamic analysis.

Este trabalho apresenta um sistema de controle de estruturas flexíveis (placas) fazendo uso de um torque desenvolvido por uma planta hidráulica. A estrutura flexível está montada em um mancal hemisférico a gás, construído no ITA para medidas de propriedades de massa, que flutua sobre um colchão de ar e gira com atrito desprezível, posicionando a placa em uma determinada posição angular. A atuação do torque excita diversos modos de vibrações da placa, possibilitando identificar diversos parâmetros dinâmicos das plantas hidráulica e flexível. Por outro lado, a ação de um controlador analógico ou digital na malha de controle, permite gerar um torque para minimizar as amplitudes máximas dessas vibrações, quando a placa estiver oscilando em torno da posição desejada. Seguindo os conceitos da Engenharia Mecatrônica, o modelo completo de todos os sistemas (elétrico, mecânico translacional, mecânico rotacional, hidráulico e flexível) foi obtido pela técnica dos grafos de ligação (Bond Graphs), de forma a ser apresentado em uma linguagem gráfica, unificada. Foram gravados e analisados os dados de ensaios para a identificação do sistema, para posterior validação do modelo analítico escrito no Espaço de Estados. Finalmente, para ressaltar, depois do uso do Princípio de Hamilton para obtenção das equações do movimento da placa e da aplicação do método dos modos assumidos, as equações obtidas são apresentadas na linguagem de grafos de ligação, por um modelo inédito de placas flexíveis, útil para projetos de sistemas de controle no Espaço de Estados. Este modelo pode ser utilizado facilmente com softwares recentes, como o "20_sim" e "CAMP/G".

Neste trabalho se procurou calibrar modelos de previsão de desempenho de pavimentos aeroportuários, através da análise direta de parâmetros que os caracterizassem. Para tanto se montou uma base de dados com informações de estrutura, clima, tráfego, condição de uso e histórico de construção e manutenção, para pistas de aeroportos em operação no Brasil. Dos resultados obtidos, os mais expressivos são destacados e indicados para serem utilizados como modelos de previsão de desempenho, limitados pelas considerações feitas nas respectivas análises.