Análise de deformação transversal em placas finas : estudo de caso para a placa de um Aileron

Abstract

A deflexão de placas finas como material de revestimento de ailerons é um fator de atenção imprescindível no projeto de asa de uma aeronave. Ela é calculada por meio da definição de vários parâmetros de projeto de asa, como distância entre longarinas, distância entre nervuras, carga uniformemente distribuída, módulo de elasticidade do material - nesse caso, o escolhido foi uma liga de alumínio - e espessura do revestimento. O objetivo principal deste trabalho é calcular esta deflexão, identificando a deflexão máxima, e mostrar como isso influencia na performance da asa. O aileron em uma asa é um componente extremamente importante pois auxilia na performance aerodinâmica da aeronave e no seu controle. Os materiais de revestimento utilizados, a liga 2024Al-T6 e a liga 6061-T6, foram escolhidos com base nas suas propriedades mecânicas e tratamento térmico, que proporcionam rigidez à estrutura. A placa fina, então, comporta-se reagindo à momentos de flexão e torção em diferentes configurações e condições de contorno. É analisada, neste trabalho, a placa fina sob ação de carga uniformemente distribuída na condição de contorno de bordas simplesmente apoiadas e de bordas engastadas. Para isso foi utilizado o MATLAB e o método de Timoshenko para cálculos analíticos de deflexão destas duas condições de contorno, respectivamente. Os cálculos se dão pela teoria das placas de Kirchhoff e método de Navier, resultando em deformações pequenas, que aumentam conforme pressão aplicada aumenta e espessura de revestimento diminui. Quando a distância entre nervura diminui, observa-se também a diminuição da de deflexão. Resultados experimentais também foram obtidos. Resultados analíticos e numéricos de deflexão máxima - estes últimos obtidos com o uso do programa Ansys - são comparados.