Desenvolvimento de metodologia e validação de projeto de desgaste de reforços com peso otimizado para futuras asas compostas
Data
Breve relato
A DOVER teve como objetivo desenvolver uma ferramenta e metodologia de otimização de projeto dedicada a apoiar o projeto de configurações de painéis reforçados compostos com design inovador e peso otimizado, com a capacidade de melhorar todas as áreas e parâmetros de configuração, como geometrias, sequências de empilhamento ou rebites anti-descascamento. A precisão e confiabilidade da metodologia resultante foram validadas através de testes experimentais.
A proposta de solução da DOVER tem sido a criação e validação de uma ferramenta e metodologia de projeto que permita a otimização dos painéis compósitos reforçados estruturais das asas. A ferramenta desenvolvida proporciona um ambiente para a investigação de designs leves inovadores, incluindo a geometria da armadura, a espessura e disposição dos diferentes componentes, a forma do cone ou a configuração dos rebites anti-descascamento. Utilizando esta ferramenta, o projetista pode prever a falha de qualquer configuração de batimento dos reforços e obter uma otimização global do painel com considerável economia de tempo, uma vez que não requer modelos numéricos complexos para prever o comportamento, e economicamente, uma vez que não é necessário realizar campanhas de teste dispendiosas.
Para alcançar esta solução, a DOVER foi estruturada em diferentes etapas que garantem a máxima qualidade, precisão e confiabilidade. Através de um estudo experimental inicial do comportamento do painel enrijecido, é estabelecida uma base experimental que é utilizada para desenvolver um modelo e gerar uma metodologia para prever o aparecimento de falhas. Esta metodologia é posta em prática através da concepção de diferentes configurações inovadoras de painéis reforçados. As soluções otimizadas são avaliadas e correlacionadas com os resultados experimentais. Para tal, numa fase final foram fabricados painéis mono-endurecidos e obtidas tensões e deformações no momento da falha para validar o desenvolvimento.
O trabalho realizado para atingir os objetivos acima mencionados foi estruturado em quatro tarefas principais:
Tarefa 1.- Definição das campanhas de testes, fabricação de corpos de prova e execução das campanhas de testes iniciais, incluindo impacto nos corpos de prova, testes de tração e compressão, tanto estáticos quanto de fadiga após impacto, e realização desses testes à temperatura ambiente, em condições de frio e em condições úmidas e quentes.
Tarefa 2.- Preparação de modelos de elementos finitos, correlacionando os seus resultados com os resultados obtidos experimentalmente para o posterior desenvolvimento de uma metodologia e de um critério que permita prever o início da falha.
Tarefa 3.- Desenvolvimento de painéis reforçados inovadores através de estratégias de otimização em modelos simples de elementos finitos utilizando a metodologia de projeto.
Tarefa 4.- Validação dos novos projetos através de ensaios experimentais em corpos de prova mono-endurecidos sob tração e compressão com cargas estáticas e fadiga após impacto.