Quando peças aeronáuticas são danificadas, muitas vezes é mais econômico repará-las do que substituí-las. No intuito de analisar o efeito de discrepâncias na posição nominal de orifícios em juntas mecânicas de compósitos laminados, este trabalho compara duas técnicas de reparo estrutural, sendo elas denominadas reparo convencional e reparo por spot-face, com o objetivo de restaurar as propriedades mecânicas de modo a não refugar a peça. O método convencional usa tecido seco picado na região interna do orifício, com o acréscimo de uma camada de material pré-impregnado em cada lado do laminado. Esta técnica é largamente utilizada em função de sua eficiência na restauração das propriedades mecânicas. O método spot-face consiste em preencher a região do orifício com um empilhamento de camadas de nivelamento, seguida de camadas de reparo de material pré-impregnado. A resina adesiva é responsável pela colagem desta estrutura no orifício da peça. Esta técnica é mais simples e mais rápida do que o reparo convencional. Este trabalho compara a resistência de juntas reparadas pelos dois processos. O ensaio de bearing foi o escolhido para avaliar a resistência mecânica dos orifícios de juntas de compósitos reparados. Os corpos-de-prova foram fabricados com materiais pré-impregnados de carbono e fibra de vidro e resina epóxi com orifício de diâmetro 3/16"(5,1mm). O uso da técnica spot-face nos reparos em peças de carbono não leva a uma perda considerável das propriedades mecânicas. Por se uma técnica mais rápida do que a convencional, o seu uso reduz consideravelmente o tempo gasto comparado ao reparo convencional. Quanto ao uso do método spot-face em peças reparadas com fibra de vidro, é necessário um critério mais rigoroso para sua utilização, já que ocorre uma queda média de resistência a bearing em relação à técnica convencional de 12,7%.

Este trabalho compara resultados experimentais e de vários modelos numéricos utilizados para reproduzir uma junta sobreposta, unida por quinze rebites distribuídos em três carreiras. Foram confeccionados modelos numéricos 2D simples, porém significativos, variando e combinando o tipo do elemento para representar os rebites e chapas, até o modelo numérico 3D composto de elementos sólidos, que considera contato e atrito entre as chapas e os rebites. Na modelagem numérica são abordados os principais fundamentos teóricos que influenciam o comportamento deste tipo de junta, assim como, na modelagem matemática, são apresentadas as características e propriedades dos elementos utilizados para representar as chapas, os rebites e o tipo de análise empregada. É descrita a metodologia empregada no ensaio experimental e na simulação computacional. Em seguida, é apresentado e comparado o resultado analítico fazendo uso do modelo da linha neutra, com o resultado numérico para os modelos mais significativos deste trabalho. Por fim é feita uma discussão dos resultados numéricos obtidos, apresentada conclusões e propostas para desenvolvimentos futuros.

A definição do tipo de junção asa-fuselagem, a ser utilizada em um projeto aeronáutico, passa por aspectos como: qualidade e precisão dos processos fabris necessários à fabricação da junta, tempo previsto para execução do projeto, disponibilidade de matérias-primas, cadência esperada de produção etc. A definição e a análise do número de parafusos, como também dos valores de pré-cargas aplicadas nos mesmos, são frutos de um árduo e complexo trabalho envolvendo as equipes de Projeto Estrutural, Engenharia Estrutural e Cargas. Sendo assim, ressalta-se que o presente trabalho procura explorar algumas possíveis ferramentas para projetar uma junção tipo parafusos em tração, tão somente sob o ponto de vista do Projeto Estrutural. São apresentados dois tipos de análises. A primeira, pelo método analítico, não demonstrou ser uma boa opção, para o caso de estudo, pois apresenta dificuldades quanto à possibilidade de iterações, atividade esta fundamental para otimização da junta. A segunda, via método numérico, demonstrou ser uma opção relativamente melhor, pois permite que haja iteratividade tanto do ponto de vista do número de parafusos na junção como da distribuição das cargas por estes parafusos. O método, obtido do ESDU 85021, para definição dos valores de pré-carga, ou torques de montagem, utilizou como valor de entrada as cargas obtidas pelo método numérico. O método do ESDU 85021 pode ser considerado conservativo, uma vez que despreza a existência de reforçadores nos flanges de junção. Porém, este método merece ser estudado a fim de implementar melhorias que permitam apurar o grau de conservadorismo e viabilizar um caminho prático e seguro para definição dos valores de pré-cargas.

A fixação de componentes e equipamentos por meio de ligações denominadas channel fittings ée amplamente utilizada em aplicações aeronáuticas envolvendo, muitas vezes, regiões de altas transferências de carga. Este trabalho tem por objetivo revisar os principais procedimentos analíticos usados no dimensionamento e verificação deste tipo de conexão, realçando suas similaridades e diferenças.

Este trabalho pretende mostrar uma comparação entre diversos critérios de previsão de falha em juntas mecânicas de laminados de compósito. A maioria dos critérios atualmente utilizados é baseada em estudos do final da década de 80 ao início dos anos 90. Portanto, são critérios desenvolvidos quando os recursos computacionais eram muito limitados em comparação com os recursos disponíveis atualmente. Neste trabalho é feita uma análise computacional utilizando modelo de placa de elementos finitos com não-linearidades de contato e de material utilizando o software Abaqus, situação inviável à época em que os critérios foram propostos. Uma comparação entre qualidade de resultado, modelagem teórica, custo computacional e previsão de modo de falha é apresentada.

Na atualidade há uma busca por novos materiais para a fabricação da estrutura das aeronaves como meio de gerar melhorias tanto na manufatura como na manutenção das mesmas. Os materiais compostos, entre eles os compósitos de fibra de carbono, são materiais que acrescentam as características esperadas quando comparados aos metais. Contudo, os materiais compostos não são bons condutores de eletricidade e desta forma uma atenção deve ser dada para as conseqüências de incidências de descargas atmosféricas em aviões que são constituídos destes materiais. Este trabalho avalia a ocorrência de centelhamento em junções de compósito de fibra de carbono encontradas nas asas de uma aeronave quando da passagem de uma corrente de alta intensidade proveniente de uma incidência direta de uma descarga atmosférica. Para alcançar os resultados desejados os parâmetros da corrente de descarga são avaliados na teoria e na prática.

Uma das principais causas para o surgimento de tensões na região de encaixe da pá no disco de turbinas está associada à força centrífuga, cargas de torção devidas à pressão dos gases e cargas térmicas. Devido a este fenômeno, a avaliação de tensão nesta região deve ser executada a fim de evitar a algum tipo de falha. Neste trabalho, um modelo de elementos finitos 3D foi criado no software ANSYS 13.0, com o objetivo de avaliar as tensões e deformações na região da junção que conecta a raiz da pá ao rasgo do disco de uma turbina. Uma atenção particular foi dada ao tipo de fixação "fir-tree", em que atualmente é utilizada na maioria das turbinas dos motores de turbinas a gás. Um modelo preliminar do disco foi desenvolvido com seção retangular constante usando o software CATIA como forma comparativa dos resultados de tensões obtidos ao longo do disco pelo software de elementos finitos com resultados analíticos. Posteriormente, foram geradas as geometrias da pá e do disco para o tipo de junção dovetail com seção retangular constante no software CATIA como forma de validação da metodologia aplicada, tal como: condições de contorno, tipo de malha e elementos de contato. Em seguida, aplicou-se esta metodologia no encaixe tipo fir-tree, em que a geometria da pá e do disco foi construída no software ProE, sendo que esses componentes foram gerados separados como modelos paramétricos. Esta abordagem possibilita mudanças das variáveis de projeto com facilidade e antes de importar o modelo completo, os componentes foram montados no software CAD. Todos os modelos comentados foram importados e analisados pelo software ANSYS 13.0 utilizando o módulo estrutural do ambiente Workbench. A configuração do módulo de estrutura estática do Workbench do ANSYS 13.0 reconhece automaticamente as faces da pá que estão em contato com o disco do dovetail e fir-tree como uma conexão de contato. Por fim, um caso realístico de uma turbina foi avaliado neste trabalho e os resultados para esta situação revelam uma assimetria das tensões ao longo da espessura e ao longo dos dentes da pá e do disco. Efeitos na mudança do coeficiente de atrito e alteração do material também foram avaliados para este modelo realístico. Os resultados adquiridos foram comparados com as propriedades mecânicas do material adotado, particularmente a tensão de escoamento.

Como reflexo do aumento do grau de complexidade nos softwares e das exigências cada vez maiores impostas pela área espacial, a busca de processos que venham organizar e melhorar o desenvolvimento de software tem aumentado nos últimos anos. Muitas organizações implantam processos sem existir um objetivo estratégico bem definido. É cada vez maior a adoção a ferramentas de gestão estratégica como o Balanced Scorecard (BSC), que proporciona a organização transformar sua estratégia em ação, por meio de objetivos, indicadores de desempenho e uma aplicação integradora se tornando uma ferramenta essencial para a organização transmitir sua missão e estratégia em objetivos tangíveis e mensuráveis. É com este princípio que o presente trabalho tem como objetivo desenvolver o Balanced Scorecard e o seu respectivo mapa estratégico na área de software espacial, focando principalmente as áreas que dizem respeito à garantia da qualidade, utilizando-se os processos do Modelo de Capacidade e Maturidade Integrado (CMMI) que atualmente é um dos modelos de processos mais utilizados pela comunidade de software mundial em conformidade com as normas da European Space Agency (ESA) E-40 e Q-80 referentes a software espacial.

Este trabalho tem como objetivo desenvolver duas novas propostas de reparos estruturais em juntas mecânicas de compósitos laminados tipicamente utilizadas na indústria aeronáutica. Tratam-se de juntas de laminado de carbono com furos deslocados. Em um dos métodos foi utilizado um elemento metálico instalado na região afetada pelo deslocamento da furação. A outra proposta consiste na adesão de batoques de laminados compósitos pré-fabricados aderidos nas faces da junta. Ensaios de bearing (esmagamento) e pull-out (arrancamento) foram realizados na temperatura ambiente (RTA - room temperature ambient) e úmida elevada (ETW - elevated temperature wet) de forma a comprovar a eficiência destes reparos. Na temperatura ambiente, as propostas de reparos com adição de elementos metálicos e com utilização de batoques laminados apresentaram resistências mecânicas equivalentes a 82% e 78% do laminado original, respectivamente. Na condição ambiental úmida e elevada, mostraram resultados equivalentes a 80% e 68% do laminado original, respectivamente.

A fixação de estruturas e equipamentos aeronáuticos por meio de juntas aparafusadas é amplamente utilizada e requer bastante cuidado de projeto. Quanto à carga de trabalho, existem dois tipos de juntas aparafusadas: juntas de cisalhamento e juntas de tração. O escopo deste trabalho restringe-se somente ao estudo do segundo tipo de junta, onde os parafusos são predominantemente tracionados em sua condição de trabalho. Uma junta aparafusada tem a função de resistir aos carregamentos de operação e manter o aperto do parafuso por toda sua vida em serviço. Para isso, é necessário um adequado dimensionamento dos parafusos. A determinação da pré-carga de aperto é a base do cálculo da maioria dos conceitos de cálculo deste tipo de união. Uma das principais incertezas no dimensionamento de uma junta fixada por parafusos é a determinação do coeficiente de rigidez dos componentes sob compressão nesta união (com placas e arruelas). Através dos coeficientes de rigidez dos componentes de uma junta é possível entender a sua distribuição de carga, resistência, vida em fadiga, etc. Baseado na importância deste tipo de aplicação na engenharia aeronáutica, o presente trabalho tem como objetivo: 1. apresentar um critério de cálculo para juntas aparafusadas em aplicações aeronáuticas; 2. revisar as principais referências usadas no cálculo e dimensionamento de juntas rigidamente fixadas por parafusos; e 3. propor o método dos elementos fininitos (MEF) de modo a determinar a rigidez dos componentes de uma junta aparafusada, que pode ser muito útil para juntas com graus de complexidade geométrica. Para o estudo da rigidez de juntas, relizado neste trabalho, utiliza-se do método da energia considerando a montagem de uma junta aparafusada como um sistema conservativo. Os coeficientes de rigidez de placas e parafuso são calculados com base na energia de deformação de cada um destes componentes para uma dada carga no parafuso. Em primeira análise, o MEF é proposto no estudo das variações geométricas das placas (espessura e largura). Os resultados obtidos são comparados às teorias de cálculo de rigidez convencionais. Com esta comparação é possivel avaliar a aplicação do método de cálculo proposto com as principais referências convencionais. O segundo estudo utiliza o MEF em uma aplicação de junta aparafusada não convencional. Nesta junção, as placas são de alumínio, e o parafuso é feito de aço. Entre a cabeça e a porca do parafuso apresenta-se uma bucha de uma liga de cobre e berílio. Esta bucha trabalha junto com as placas em compressão pela carga de aperto, e a sua presença causa incertezas no uso dos métodos de cálculos convencionais de rigidez. Neste estudo, é possível comparar o método com resultados de equações embasadas em experimentos neste tipo de montagem. Como último estudo, avalia-se a rigidez de três configurações de juntas, diferentes em relação às cabeças de parafuso. Esta avaliação usa apenas os recursos numéricos como exemplo de aplicação do método apresentado, que tem como proposta investigar os efeitos dos diferentes tipos de cabeças de parafusos na rigidez das placas sob compressão.