Fundamentos de Engenharia Aeronáutica - Volume único

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Para que a estrutura da aeronave suporte as cargas provocadas por uma rajada, todos
os pontos obtidos devem estar dentro do envelope de vôo do diagrama de manobra,
assegurando assim a integridade da estrutura.
6.5 - Principais Materiais Utilizados na Indústria Aeronáutica
Antes do dimensionamento inicial das componentes de uma aeronave ser realizado é
necessário reunir a seguinte informação:
a) Diagramas de tensão de corte, momentos de flexão e torsão incluindo todas as
concentrações de carga relevantes.
b) Todos os critérios de rigidez e requisitos necessários à vida da aeronave.
c) Na localização inicial das principais partes constituintes da aeronave, deve ter-se
sempre em conta a possibilidade de revisão e alteração à medida que o projeto vai sendo
executado e se torna mais detalhado e preciso.
d) Na escolha inicial dos materiais de construção, é muitas vezes aconselhável uma
investigação das diversas alternativas possíveis antes de se chegar a uma conclusão final.
Em termos de análise as principais distinções incidem especialmente entre os metais e
os compósitos. É necessário adaptar os diagramas de força de corte, momento de flexão e
momento de torção de modo a que se permita visualizar as reações aos carregamentos, nos
pontos de junção das longarinas na raiz das asas, antes mesmo de se encontrar a relação inicial
do centro de gravidade global da aeronave. Refinados métodos de análise estrutural requerem
especificações dos pormenores estruturais. Por outro lado algumas técnicas podem fazer uso
de iterações com valores de entradas iniciais, arbitrárias, de modo a chegar a uma solução
otimizada, estes processos normalmente não se revelam eficientes. Torna-se mais eficiente,
usar a teoria elementar para se obter uma primeira indicação do dimensionamento estrutural, e
usar os processos de análise mais avançados para se obter uma otimização da estrutura.
Quando se usa a teoria elementar é importante reconhecer as limitações da sua
aplicação e estabelecer uma certa tolerância para que possa ser possível a sua aplicação.
As propriedades dos principais materiais de construção necessárias à análise inicial
podem ser resumidas como:
Rigidez
Módulo de Elasticidade (Young) E
Módulo de Elasticidade Transversal G
Deve-se levar em conta que nos casos dos metais uma dada espessura fornece ambos
os módulos E e G nas mesmas proporções enquanto nos compósitos há que ter em
consideração a direção das fibras que os constituem.
Tensões Toleradas
Tensão de Flexão
Tensão de Corte
Tensão de Tração devido à pressão
O material que normalmente é utilizado na maior parte da estrutura da aeronave é liga
leve em alumínio. Os comentários que se seguem referem-se primeiramente a este tipo de
materiais, mas algumas medidas que digam respeito a outras ligas metálicas também são
possíveis.
a) Tensão de Flexão
Uma avaliação cuidada da tolerância à flexão é complexa, requer um conhecimento
dos detalhes principais da estrutura, quer nas superfícies de tensão quer de compressão. A
experiência sugere que se a magnitude permitida para as tensões de compressão for
utilizada para a tensão superficial, isso faz com que a tolerância para a fadiga e propagação de