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Título: Correlação teórico-experimental e ajuste do modelo estrutural dinâmico em elementos finitos de uma asa de aeronave SAE
Autor(es): Lima, Tiago Araujo
Orientador(es): Carneiro, Sérgio Henrique da Silva
Assunto: Aeronaves
Estruturas de aviões
Estruturas (Engenharia)
Aerodinâmica
Software - desenvolvimento
Data de apresentação: 18-Dez-2019
Data de publicação: 25-Jan-2021
Referência: LIMA, Tiago Araujo. Correlação teórico-experimental e ajuste do modelo estrutural dinâmico em elementos finitos de uma asa de aeronave SAE. 2019. 85 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Aeroespacial)–Universidade de Brasília, Gama-DF, 2019.
Resumo: O presente trabalho tem como objetivo apresentar a correlação teórico-experimental estrutural dinâmica de um modelo de asa de aeronave de pequeno porte utilizada em competição SAE Aerodesign usando o Método dos Elementos Finitos (MEF) e otimização de parâmetros. Para isso, desenvolve-se os principais conceitos acerca da dinâmica estrutural que justificam o uso de modelagem numérica e a necessidade de se realizar esse tipo de estudo, além de explicar brevemente como o MEF funciona e os tipos de elementos usados. Depois, descreve-se o conceito de otimização associado à aplicação prática no software comercial ANSYS. Para a correlação, utiliza-se dois modelos em elementos finitos, um mais detalhado e um mais simplificado, sendo que o primeiro foi usado como referencial experimental a partir de um ajuste inicial tomando como base dados experimentais, e os primeiros modos de vibração observados. Discorre-se acerca das observações feitas com a comparação do modelo detalhado aos dados experimentais e do ajuste do modelo simplificado, tendo sido possível obter a aproximação de alguns dos modos de vibração. Além disso, deve-se destacar que a metodologia apresentada pode ser adaptada para diversos tipos de estudo, nos quais é interessante variar parâmetros de modelo para estudo dos resultados obtidos.
Abstract: This work presents the theoretical-experimental structural dynamics correlation of a SAE Aerodesign aircraft wing model using the Finite Element Method (FEM) and parametric optimization. To do so, the main concepts about structural dynamics that justify the use of numerical modeling and show the necessity of this kind of study are developed, as well as a brief explanation about how FEM works and the type of elements used. Then, the optimization concept and its practic application with the comercial software ANSYS is described. To do the correlation, two models are used, one more detailed and another simplified, where the first was used as the experimental reference, after it was initially updated using experimental data, and the initial vibration modes observed. The observations after the comparison of the detailed and experimental data, and after the ajustment of the simplified model, are then explained, with the methodology presented being able to approximate some vibration modes. Furthermore, the methodology here presented may be used for a variety of studies, where model parameters variation is a requirement to analise the obtainable results.
Informações adicionais: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)–Universidade de Brasília, Faculdade UnB, Gama, 2019.
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