Estudo preliminar da supressão de flutter em componentes aeronáuticos

Pereira, Angelique Pinto

http://hdl.handle.net/10400.6/3630

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Authors

Pereira, Angelique Pinto

Advisor(s)

Silva, José Miguel Almeida da

Abstract(s)

As instabilidades aeroelásticas são um dos principais factores que restringem o envelope de voo de uma aeronave. Um dos principais fenómenos aeroelásticos na aeronáutica é o Flutter, uma oscilação auto-excitada que pode levar à falha catastrófica da estrutura da aeronave. Este trabalho consiste num estudo computacional, baseado na análise transiente do software ANSYS® de supressão activa do fenómeno de Flutter de um material tipicamente utilizado em estruturas aeroespaciais, designadamente uma placa de alumínio. Procurou-se avaliar, em particular, a supressão activa deste fenómeno aeroelástico através da utilização de actuadores piezoeléctricos, que quando sujeitos a uma tensão eléctrica exercem um controlo sobre as características de rigidez e o amortecimento dos componentes. Para a colocação dos piezoeléctricos foi realizado um estudo computacional paramétrico utilizando o mesmo software, de modo a definir a melhor disposição dos actuadores e desta forma se verificar a eficácia na capacidade de deformação da placa, quando sujeita a esforços de flexão e de torção. Os resultados demonstram que a aplicação de piezoeléctricos no controlo aeroelástico constitui uma técnica valiosa para atenuar vibrações aeroelásticas, podendo assim reduzir o peso da aeronave. Deste modo pode-se estender o envelope de voo de aeronaves dotadas de estruturas adaptativas, embora com limitações inerentes à energia necessária para obtenção de deformações, principalmente quando se pretende controlar o modo de torção. Os resultados obtidos neste trabalho constituem uma importante base de partida para outras investigações futuras que exijam a aplicação de materiais piezoeléctricos com funções de sensores e/ou actuadores em estruturas aeronáuticas com funcionalidades adaptativas, sendo esta actualmente uma área de grande actividade de investigação a nível internacional.