Departamento de Ciências Aeroespaciais
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Percorrer Departamento de Ciências Aeroespaciais por Domínios Científicos e Tecnológicos (FOS) "Engenharia e Tecnologia"
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- Análise de propagação de dano e da resposta piezoresistiva em laminados de CFRPPublication . Pereira, Duarte Amaro; Silva, Abílio Manuel Pereira da; Pereira, João Pedro NunesOs laminados de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) são amplamente utilizados em estruturas aeronáuticas devido à sua elevada resistência específica, rigidez e durabilidade. Contudo, a sua suscetibilidade a defeitos internos e externos, como a rutura frágil da matriz, delaminação e rutura de fibras, pode comprometer significativamente o desempenho estrutural e a segurança em serviço. Neste trabalho estudou-se experimentalmente a propagação de fissuras em laminados de CFRP através de ensaios de flexão em três pontos e a monitorização piezoresistiva em condições de carga cíclicas. Foram fabricados laminados em fibra de carbono em autoclave com diferentes configurações de empilhamento: unidirecional [0]10, [0]16 e [0]22, cruzada [0/90]5 e simétrica [0/45/90/-45/0]S e realizaram-se ensaios mecânicos de flexão em três pontos e ensaios cíclicos com monitorização em tempo real da resposta elétrica e observação microscópica da evolução dos danos. Os ensaios de flexão em três pontos evidenciaram comportamentos distintos à fratura para cada tipologia de empilhamento. O laminado unidirecional de 10 camadas apresentou a maior resistência máxima à flexão (1469 MPa) e o módulo de elasticidade mais elevado (136 GPa), enquanto os laminados de 16 e 22 camadas exibiram resistências 26 % e 29 % inferiores, respetivamente. O laminado simétrico revelou a maior deformação máxima (1,35 %) e flecha a meio do vão (8,16 mm), evidenciando maior capacidade de absorção de energia, ao passo que o laminado cruzado apresentou resistência de 588 MPa e deformação de 1,27 %, associadas à redistribuição de tensões entre camadas ortogonais. Nos ensaios cíclicos com monitorização piezoresistiva, todos os laminados mostraram correlação direta entre o carregamento e a variação relativa de resistência (?R/R0). O laminado simétrico apresentou a maior sensibilidade eletromecânica, com Gauge Factor (GF) médio de 247,9, aproximadamente 1,56 vezes superior ao do laminado unidirecional de 16 camadas (GF= 158,8) e 2,63 vezes superior ao do laminado unidirecional de 10 camadas (GF= 94,4). O laminado cruzado apresentou o valor mais baixo (GF= 36,4), correspondendo a uma redução de cerca de 85 % face ao laminado simétrico. Estes resultados confirmam que os laminados unidirecionais apresentam o melhor desempenho mecânico, enquanto os laminados simétricos evidenciam maior sensibilidade piezoresistiva, demonstrando o potencial dos CFRP como materiais multifuncionais self-sensing aplicáveis em sistemas de Structural Health Monitoring (SHM) aeronáuticos.
- Estudo da viabilidade da otimização da área de produção dos painéis WP3 da Airbus Atlantic PortugalPublication . Marques, Erika Almeida; Saúde, José Manuel Mota Lourenço da; Moutinho, Sandra Cristina PimentaA dissertação foi desenvolvida na Airbus Altantic Portugal. Este trabalho teve como objetivo o estudo da viabilidade da otimização da área de produção dos painéis WP3 através da redução do lead time do produto, aplicando ferramentas de melhoria contínua, baseadas na filosofia Lean Production de modo a aumentar a eficiência e o desempenho do processo produtivo. O estudo inicia-se com uma revisão das ferramentas Lean, tais como Value Stream Mapping, 5S e standard work, que visam minimizar o desperdício e melhorar o desempenho operacional. O caso de estudo envolve o diagnóstico da situação atual do processo produtivo, identificando problemas e oportunidades de melhoria. Através da implementação de ferramentas Lean, foram propostas soluções para reduzir os tempos de paragem, reorganizar os postos de trabalho e reduzir as atividades sem valor acrescentado. Os resultados demostram melhorias de 3% e 6% de redução do tempo útil de produção dos painéis inferiores e superiores, respetivamente, bem como uma redução do tempo de reparações. A dissertação conclui destacando a aplicação bem sucedida das ferramentas Lean no setor de fabricação aeronáutica e com sugestões de trabalhos futuros, incluindo a integração de um sistema enterprise resource planning para monitorizar os processos e um seguimento do trabalho realizado para garantir a sustentabilidade das melhorias implementadas.
- Modelling Asteroid Trajectory in Earth’s AtmospherePublication . Morais, Renato Henriques; Santos, Luis; Silva, André Resende Rodrigues da ; Melício, RuiEarth’s atmosphere is humanity’s last defence against the potential threat of asteroid impacts. To assess the impact risk and devise effective mitigation strategies, it is essential to understand the interaction between asteroids and the atmosphere. This paper presents a comprehensive study that employs a system of differential-algebraic equations (DAEs) to model the trajectory and associated physical processes involved in an atmospheric entry and the consequent impact of an asteroid. The Apophis asteroid is utilized as a case study to compare and evaluate the performance of two numerical methods for solving these equations. The findings from this research contribute to advancing our understanding of asteroid entry dynamics and provide valuable insights for enhancing asteroid impact mitigation strategies. The Apophis asteroid, represented as a 340 m diameter sphere with a density of 3190 kg.m−3, enters the atmosphere at a velocity of 30759 m.s−1 and a 45-degree angle from an altitude of 81 km. The first method employed is the 4th-order Runge-Kutta method (RK4) with a constant time-step, commonly used for solving highly non-linear problems like this. The second method is based on the Dormand-Prince method, which utilizes a dynamic time step and provides a 4th-order solution with error estimation using a 5th-order solution. Computational efficiency and the resulting solutions are compared between the two methods. The study finds that the Dormand-Prince method offers a more accurate numerical solution with less computational effort. However, both approaches demonstrate a correspondence of at least three significant digits, confirming their validity. Overall, during its traversal through the atmosphere, the Apophis asteroid experiences a decrease in initial velocity by 0.83%, a loss of 22% of its initial mass, and a variation in its angle with the horizontal by 1.5%.