Análise de estabilidade aeroelástica dinâmica de modelos analíticos e numéricos utilizando Nastran

Abstract

As agencias de regulamentação aeronáutica exigem em seus processos de cerificação que as aeronaves sejam seguras e livres dos fenômenos ditos aeroelásticos dentro de seu envelope de operações. Frente a essas necessidade e a importância de se estudar e analisar tais fenômenos de potencial catastrófico, o presente trabalho visa propor procedimentos de análise de fenômenos aeroelásticos de natureza dinâmica. Nesse contexto, destaca-se o Nastran, que é um software amplamente utilizado na indústria aeronáutica a mais de 50 anos. No entanto, sua interface não amigável acarreta em dificuldades na sua utilização, devido a ausência de facilitadores gráficos como se conhece em softwares como ANSYS e CATIA, por exemplo. Visto que é um software exclusivo para análise em elementos finitos, o usuário não dispõe de ferramentas de pré e pós-processamento. Primeiramente, é realizado nesse trabalho um estudo acerca de fenômenos aeroelásticos, enquanto o entendimento do software se dá através de exemplos contidos nos manuais do programa. Com a compressão básica do programa, é feito uma breve explicação de seu funcionamento, abordando as estruturas dos arquivos de entrada e saída, bem como formato para entrada de dados e demais recursos disponíveis. Com isso, propõem-se duas vias de análise: a primeira, e mais trabalhosa, envolve a escrita da simulação pelo editor de texto Nastpad, seguido da execução no Nastran e pós-processamento via código MatLab; já a segunda via, utiliza-se o Femap como software de pré e pós-processamento. O Femap, além das referidas facilidades, possui interface gráfica bem intuitiva e permite a integração com o Nastran, de forma que todo o procedimento é feito em um software. Para por a prova ambos os procedimentos, toma-se como base os modelos HA145A e HA145B. A primeira via de procedimentos é aplicada nos dois modelos, enquanto a segunda é aplicada na asa do aeromodelo de 2019 da equipe de competição Mamutes do Cerrado. Os resultados obtidos são comparados com a solução analítica via Matlab.