Desde que foi patenteado, no início da década de 90, o processo de união por FSW (Friction Stir Welding) vem despertando a atenção das grandes indústrias aeronáuticas devido às suas vantagens quando comparado aos processos convencionais de junta. No entanto, este é um processo que ainda depende de muito estudo e validação. O trabalho presente visa apresentar um dispositivo de fabricação e montagem simples que pode ajudar neste processo. Ele foi concebido para testar a resistência da solda do tipo sobreposta de reforçadores integrados a impactos, utilizando o conceito largamente conhecido do Ensaio de Charpy.

O presente trabalho aborda a concepção, o desenvolvimento e a otimização de um metamodelo de painel de cobertura aeronáutico, em alumínio, com reforçadores reticulados, resistente à compressão. O objetivo deste trabalho é mostrar que o conceito de painel reticulado apresenta melhores resultados do que um painel de cobertura aeronáutica tradicional, em termos de resistência à compressão e Eficiência Estrutural. Conclui-se que o painel com reforçadores reticulados apresenta resultados em termos de tensão compressiva de colapso de 20% a 30% melhor do que um painel tradicional, para diversas razões de aspecto, e de 10 a 15% em termos de Eficiência Estrutural. Dessa forma, existe um potencial de que a concepção de painéis de revestimento aeronáutico a partir desses metamodelos reticulados apresente um aumento do espaçamento entre os elementos longitudinais de suporte, i.e., nervuras de uma asa ou as cavernas de uma fuselagem, ou mesmo que tais elementos sejam desnecessários em algumas aplicações.

Os satélites e veículos espaciais são expostos a cargas dinâmicas de diferentes naturezas, como harmônica, aleatória, acústica e choques mecânicos. Essas condições severas são transmitidas da estrutura primária do satélite até os equipamentos embarcados, podendo causar a falha da missão devido à fadiga dos componentes eletrônicos. O autor apresenta um modelo analítico novo para avaliar a vida útil de componentes eletrônicos (capacitores, chips, osciladores etc) montados em placas de circuito impresso (PCI). O dano em fadiga é calculado pelo deslocamento relativo entre PCI e componente, rigidez dos terminais, assim como pelos modos naturais de vibrar da PCI e do próprio componente. Métodos estatísticos são utilizados para contagem de ciclos de fadiga. O modelo é aplicado a testes de fadiga experimentais disponíveis na literatura. Os resultados analíticos apresentam a mesma ordem de grandeza dos experimentais.

O objetivo deste trabalho é investigar um modelo de elementos finitos baseado no programa computacional ABAQUS para avaliar tensões em painéis reforçados colados submetidos a cargas de compressão. Pretende-se acessar não somente as tensões no revestimento e reforçadores, mas principalmente observar o comportamento do adesivo estrutural. O modelo proposto nesta análise foi capaz de apresentar bons resultados quanto à previsão de carga de flambagem teórica, comparada com o modelo de elementos finitos (MEF). Foi possível avaliar a carga de flambagem do painel e reforçadores, bem como a carga do início da degradação do adesivo e sua posterior falha. Ensaios experimentais são necessários para verificar a aderência dos resultados à realidade. Além disso, pesquisas devem ser realizadas em torno de critérios de falha do adesivo.

Propõe-se um elemento finito para placas piezelétricas com base no princípio dos deslocamentos virtuais. O elemento é derivado da teoria de placas laminadas na qual o deslocamento mecânico varia ao longo da espessura segundo a hipótese de Reissner-Mindlin e o potencial elétrico varia linearmente no interior de cada camada, com continuidade C0 nas interfaces laminares. O elemento não faz uso de integrações numéricas, não apresenta travamento associado ao cisalhamento transversal e pode ser utilizado como sensor ou atuador. Alguns resultados numéricos são apresentados para demonstrar o desempenho do elemento.

Neste trabalho se propõem a investigação numérica e experimental do comportamento estrutural de painéis reforçados laminados em materiais compósitos sujeitos a cargas de cisalhamento no plano. Os objetivos do trabalho são: (i) desenvolver um ensaio para caracterizar o comportamento no regime de pós flambagem de painéis reforçados sujeitos a cargas de cisalhamento no plano, (ii) projetar o dispositivo de ensaio, (iii) identificar os deslocamentos fora do plano do painel em pós flambagem mediante instrumentos óticos sem contato (topogrametria) e (iv) correlacionar os valores obtidos do ensaio com o modelo numérico proposto. Na parte experimental, uma metodologia de ensaio foi proposta visando obter resultados confiáveis e reprodutíveis. Foram estabelecidos: o corpo de prova, mecanismos de ensaio, instrumentação, metodologia de aquisição de dados e análise dos resultados obtidos. Na parte numérica, foi realizada uma série de modelos via elementos finitos utilizando o software ABAQUS 6.5-1, capazes de capturar o comportamento no regime da pós flambagem do painel reforçado. Não linearidade geométrica e do material, assim como interações entre falha na fibra e trincas na matriz utilizando um modelo de falha bidimensional baseado na mecânica contínua do dano, foram consideradas. Resultados preliminares na configuração estudada indicam que painéis reforçados laminados em materiais compósitos sujeitos a cargas de cisalhamento no plano possuem uma considerável capacidade de carga pós flambagem.

O objetivo do presente trabalho ée o de analisar os efeitos do campo de tração diagonal no dimensionamento de um revestimento integral de uma asa. Para isso foi desenvolvida uma ferramenta de análise preliminar do caixão central. Os cálculos foram realizados através de uma planilha eletrônica, com o auxílio de uma linguagem de programação, para a automatização dos mesmos. Basicamente essa ferramenta fornece as tensões atuantes, os parâmetros para a análise de flambagem dos painéis, análise de tração diagonal e de falha dos componentes estruturais. Foram analisados dois casos, o primeiro sem a ocorrência de flambagem e o segundo com a flambagem do revestimento superior na condição última de carregamento, que forneceram os parâmetros necessários para a comparação.

Neste trabalho foi estudado o comportamento dinâmico de um painel de carbono/epoxi sujeito a vários níveis de cargas de cisalhamento. O estudo foi feito através da análise modal experimental do painel. Com o estudo de técnicas de medição de vibração, foram obtidas funções de resposta em frequência de boa qualidade. Com os dados das funções de resposta em frequência, os parâmetros modais foram calculados utilizando o software LMS Test.LabTM. As análises foram feitas considerando as variações das frequências naturais e dos modos de vibrar para vários níveis de carregamento. Foram feitos três experimentos principais. No primeiro o painel foi excitado em uma região afastada dos reforçadores. No segundo experimento o painel foi excitado próximo aos reforçadores. E no último experimento o painel foi dividido em seções delimitadas pelos reforçadores e cada uma foi analisada independentemente. Com a análise modal experimental para várias condições de carregamento foi possível observar a variação do comportamento dinâmico com o aumento da carga de cisalhamento. Frequências naturais e modos de vibrar pré e pós flambagem foram obtidos. Foi observada a perda de efetividade dos reforçadores com o aumento da carga de cisalhamento e também o campo de tração diagonal no painel.

Placas retangulares reforçadas em uma direção e sujeitas à flambagem por compressão, na mesma direção dos reforçadores, são estruturas de aplicação usual principalmente no extradorso ou intradorso de asas de aeronaves. Devido à excentricidade dos reforçadores, alguns cuidados devem ser tomados na aplicação da carga na análise linear de flambagem. Se uma placa carregada não permanece plana antes de flambar, a flambagem pode fisicamente não ocorrer e, consequentemente, a carga de flambagem determinada numa análise linear será ilusória. Este trabalho apresenta uma expressão analítica, com base na linearização do problema em relação ao campo de deslocamentos, para a carga na qual placas reforçadas flambam globalmente, comparando-a a resultados rigorosos.

O presente trabalho tem como objetivo a aplicação de elementos finitos híbridos tridimensionais (também chamados de quase-Trefftz) na análise de uma estrutura tipicamente aeronáutica (painel reforçado sujeito a diversos tipos de carregamento) fabricada de material compósito. Elementos de Trefftz são elementos finitos híbridos onde as tensões são aproximadas no domínio do elemento através de polinômios hierárquicos harmônicos e ortogonais derivados dos potenciais de Papkovitch-Neuber, os quais devem satisfazer localmente as equações diferenciais de Navier e os deslocamentos são aproximados na sua fronteira estática por polinômios. Elementos quase-Trefftz são elementos que usam funções de aproximação de tensões que são "a priori" solução da equação de Navier para materiais isotrópicos, posteriormente adaptados para materiais compósitos. Para tal análise, um modelo local representando a interface entre o revestimento e o reforçador do painel foi desenvolvido. Através dos resultados pode ser verificada a eficiência do elemento quase-Trefftz. Em uma estrutura tipicamente aeronáutica, o elemento proposto gerou bons resultados quando comparado a um elemento finito tridimensional convencional, mesmo em meio a malhas grosseiras. O elemento também apresentou baixa sensibilidade à distorção da malha, o que possibilita a sua utilização em geometrias complexas ou que apresentam singularidades, tais como trincas, reentrâncias ou furos.