Esta dissertação tem como principal objetivo dar continuidade às análises experimentais exploratórias iniciadas em outros trabalhos semelhantes, buscando identificar os fatores contribuintes mais significativos para o fenômeno da deformação induzida em estruturas aeronáuticas. Neste trabalho foram avaliados os efeitos do nível de deformação do rebite (nível de conformação, ou de esmagamento), o efeito da inserção de pinos com interferência, a influência da anisotropia do material das chapas (direção de grão) à linha de rebitagem e o efeito da espessura para rebites de cabeça protuberante. Um experimento foi idealizado neste sentido e os resultados avaliados por meio de uma Análise de Variância (ANOVA). Uma formulação algébrica para a deformação induzida também é aqui desenvolvida.

A utilização de painéis reforçados em estruturas aeronáuticas é explicada pela sua eficiência em resistir às solicitações mecânicas presentes nas estruturas como é o caso da flambagem, que é uma condição limitante de projeto, por isso, torna-se importante a avaliação das estruturas aeronáuticas em compressão. Um fator importante no desempenho das estruturas é o tipo de junta utilizada nos painéis reforçados; a união convencional dos componentes é dada por rebites, mas apresentam certas desvantagens em relação ao método de fixação por adesivos. Este método vem ganhando prestígio e muitos estudos estão sendo realizados na caracterização mecânica do mesmo, portanto, esta tecnologia exige estudos mais aprofundados. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento de juntas rebitadas e coladas em flambagem linear, pós flambagem até a falha de painéis longos de fuselagem e asa; e o comportamento das juntas em falha local de painéis curtos de fuselagem e asa, quando submetidos em compressão através dos métodos comparativos de ensaio e análise numérica. Os painéis foram instrumentados e ensaiados no Laboratório de Estruturas Aeronáuticas do ITA e depois avaliados via simulações pelo software ABAQUS 6.14-1 através das modelagens de perturbação linear e quase estática. Uma metodologia de análise numérica é proposta para modelar os painéis colados ensaiados, levando em consideração não linearidades geométricas e falha progressiva na interface reforçador/revestimento, revestimento e reforçadores. Apesar da pequena diferença entre os valores experimentais e numéricos para a carga de falha dos painéis longos de asa rebitados e colados, os resultados experimentais e numéricos mostraram boa correlação em todas as avaliações efetuadas. Além disso, conforme esperado os resultados determinaram comportamento superior para as juntas coladas em relação à junta rebitada em todos os casos analisados.

O presente trabalho surgiu da necessidade da Embraer de que o aplicativo WSDS (Wing Structure Design System) aumentasse seu nível de aderência ao processo de dimensionamento estrutural de asas realizado na empresa, através de uma análise estrutural mais acurada das espessuras dos painéis de revestimento da asa. Para solucionar esse problema utilizou-se recursos disponíveis no domínio dos Sistemas Especialistas, em uma abordagem de Engenharia Baseada no Conhecimento. Assim, para se armazenar parte do conhecimento da Embraer a respeito de dimensionamento estrutural de uma asa, esse trabalho desenvolveu e implementou o Sistema Baseado no Conhecimento chamado SASP (Structural Analysis of Skin Panels). Esse sistema refina o cálculo da espessura dos painéis de revestimento de uma asa realizado pelo PDO (Preliminary Design Optimization). Foram realizados estudos de caso com asas de duas aeronaves da Embraer. A análise dos resultados obtidos mostrou que há limitações na forma como o módulo PDO do WSDS realiza a busca por uma configuração mais leve para a estrutura da asa. O principal problema encontrado foi a forma como o PDO realiza as distribuições de esforços na seção transversal da baia, que utiliza um retângulo como aproximação da seção transversal das baias da asa. Os estudos de sensibilidade realizados com o SASP indicaram que são necessárias várias iterações para que o sistema alcance resultados mais acurados e que a escolha do correto método de análise do painel de revestimento tem grande influência no resultado final. O presente trabalho contribuiu também para desenvolvimento de um modelo generativo de asa, aproximando o resultado encontrado pelo PDO do resultado real, melhorando a precisão de análises preliminares realizadas pela Embraer.

A busca pelo projeto ótimo, do ponto de vista da minimização do peso estrutural, é sempre uma constante na vida de um projetista. Deste modo, com o auxílio da teoria de tração diagonal, é aqui proposta uma metodologia de análise preliminar do conjunto composto por caverna, reforçadores e revestimento para uma dada seção da fuselagem, onde a variação da distância entre cavernas, bem como a configuração de reforçadores e revestimento compatível ao dado espaçamento, proporcionam argumentos importantes à escolha do projeto final da seção de estudo. Este trabalho teve como ferramentas de auxílio: planilha desenvolvida em programa Excel, para a análise dos elementos estruturais com relação às cargas externas e, modelo de elementos finitos para a análise das tensões provenientes da pressurização no conjunto de estudo e para a análise das tensões nas cavernas advindas da inércia dos passageiros. Vale salientar que a metodologia aqui apresentada é válida somente para o trecho da fuselagem de seção constante. A configuração estrutural final é somente aplicável para a região da estação de estudo escolhida e não para a fuselagem toda.

Este trabalho descreve o estudo de diversas configurações e metodologias de fixação da asa à fuselagem para aviões convencionais, enumerando vantagens, desvantagens e aplicabilidades. Abrange, também, um projeto preliminar de um sistema de junção asa-fuselagem de uma aeronave polivalente de treinamento avançado de pilotos, de apoio tático e ataque leve. Trata-se de uma aeronave desenvolvida pelo grupo Treinador Avançado (TA) do Programa de Especialização em Engenharia (PEE), uma parceria entre o Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) e a Empresa Brasileira de Aeronáutica (EMBRAER). O projeto é desenvolvido no âmbito estrutural, com cálculos de pré-dimensionamento e especificação dos prendedores da união asa-fuselagem. A análise estrutural, incluindo tensões e distribuição dos esforços, é realizada por elementos finitos e através de métodos analíticos. Os principais elementos estruturais, bem como os prendedores da junção, são gerados em um programa de CAD, para visualização e verificação da integração entre si e da aeronave como um todo.

Este trabalho descreve o procedimento para o cálculo uma seção de fuselagem. O procedimento enfoca o efeito da tração diagonal em painéis curvos submetidos à esforços de cisalhamento, tração e compressão. Este trabalho descreve também um procedimento simples e conservador para o cálculo das cargas atuantes na fuselagem, bem como a variação do momento de inércia da seção da fuselagem. Além disso, utilizando como exemplo um avião de passageiros de pequeno porte, desenvolveu-se uma planilha com o objetivo de verificar o dimensionamento da estrutura da seção de estudo.

O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia analítica implementada em computador para a determinação das tensões atuantes e a análise preliminar da estrutura principal de ligação asa-fuselagem. Um estudo de caso para um avião de referência é apresentado. No caso apresentado, o wing-stub é subdividido em duas seções, transversal e longitudinal. As seções carregam forças da fuselagem e da asa, as quais são independentemente consideradas. O envelope de cargas utilizado é aquele de um avião similar. Planilhas interativas e interdependentes são utilizadas para obtenção das tensões no wing-stub e para a verificação da estabilidade estrutural dos painéis reforçados da estrutura. O wing-stub do avião de referência é do tipo totalmente molhado, com longarinas, painéis superior e inferior com reforçadores sem flange e nervuras internas construídas em placas planas. A análise preliminar proposta neste trabalho não considera furos para alívio de peso e alocação de sistemas.

O objetivo deste trabalho é fazer uma pré-análise dos componentes estruturais que constituem uma fuselagem de uma aeronave de transporte regional e o seu projeto preliminar. Foram apresentados os componentes quanto as suas funções e suas construções na aeronave como revestimento, reforçadores, cavernas e janelas. As linhas básicas estruturais da aeronave foi obtida através de dados históricos e definidos na fase de ante-projeto. Foram considerados 11 tipos de configurações de distribuição de reforçadores ao longo da secção reta da fuselagem e 6 tipos de perfis de reforçadores. Após feita todas as combinações possíveis de configurações e reforçadores foram feitos modelos de elementos finitos de uma região da fuselagem logo após a asa, por ser a região mais solicitada em serviço, para a verificação da sua integridade. Foi estudada a montagem dos reforçadores na fuselagem conforme o tipo de perfil, tipo de fabricação, se extrudado ou em chapa conformada, peso do conjunto e cuidados quanto a ser tomados quanto a corrosão. Após os dados obtidos nas pré-análises de integridade e flambagem e da manufatura da fuselagem, foi feito um projeto de forma preliminar, pois esta poderá sofrer mudanças futuras até que o projeto da aeronave finalize.

Este trabalho tem como objetivo analisar os diferentes tipos de ligações entre asa e fuselagem mais utilizadas atualmente no mercado aeronáutico. Uma revisão bibliográfica do assunto ée apresentada e revela diferentes soluções de ligação em aplicações semelhantes. Nas avaliações das soluções de ligações, procura-se destacar vantagens e desvantagens referentes a aspectos como peso, montagem, acesso, vedação e manutenção dessas ligações, bem como as dificuldades de manufatura e conseqüências na vida útil de uma aeronave comercial ou executiva. Todo estudo ée baseado no projeto de um avião corporativo proposto pela Embraer e desenvolvido por um grupo de projeto durante nove meses.

Este trabalho tem como objetivo a definição dos materiais, processos de fabricação e layout estrutural do leme de uma aeronave executiva/corporativa de longo alcance, derivada do jato da EMBRAER EMB-195. O trabalho contempla um estudo da influência do layout estrutural do leme em material compósito sobre as propriedades estruturais de flambagem, índice de falha e deslocamentos da estrutura, utilizando-se ferramentas computacionais de modelagem e de análise estrutural. Foram consideradas uma configuração utilizando o processo de fabricação pelo método one-shot e outra configuração com fabricação por rebitagem. Concluiu-se que a configuração que utiliza o método one-shot apresenta peso e custo de produção inferiores, sendo a mais adequada para aplicação na aeronave em questão.