Estruturas Aeroespaciais I

Imagem d@ Pedro Vieira Gamboa [Ficheiro Local]
Pedro Vieira Gamboa
Código:
15089
Ano:
3
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
TP(60H)
Área Científica:
Aeronáutica e Astronáutica
Tipo de ensino:
Presencial
Estágios:
Não aplicável
Objectivos de Aprendizagem:
Pretende-se que o aluno adquira competências adequadas que lhe possibilitem compreender a função dos diversos componentes das estruturas de veículos aeroespaciais, bem como calcular o nível de esforços decorrentes da aplicação de carregamentos associados à operação deste tipo de veículos.
No final da unidade curricular, o aluno deverá:
- identificar os principais elementos estruturais de uma aeronave e compreender a sua função;
- ser capaz de calcular as cargas aplicadas nos diferentes elementos estruturais da aeronave;
- compreender os fundamentos teóricos necessários para a definição das equações gerais de equilíbrio;
- ser capaz de calcular esforços (tensões e deformações) em componentes aeronáuticos sujeitos a diferentes modos de carregamento;
- compreender os mecanismos de instabilidade estrutural em membros esbeltos;
- saber analisar e dimensionar estruturas uni- e multicelulares de paredes finas;
- saber projetar elementos estruturais de aeronaves.
Conteúdos programáticos:
1. Introdução às Estruturas de Aeronaves: conceitos gerais; evolução histórica; tipos de componentes estruturais e sua função; tipos de cargas impostas à aeronave; requisitos de aeronavegabilidade; definição de envelope de voo.
2. Cálculo de cargas: definições, diagrama V-n, forças no avião, cargas nas asas, cargas nas empenagens, cargas na fuselagem, cargas no trem de aterragem.
3. Análise de estruturas de parede fina: esforços de flexão (tensões e deslocamentos); esforços de corte e torção em vigas de secção aberta e fechada; idealização estrutural.
4. Análise de tensões em componentes de aeronaves: longarinas com afilamento; vigas com secção variável; fuselagens; asas; aberturas em asas e fuselagens; nervuras e cavernas de fuselagens.
5. Instabilidade estrutural: contextualização do problema em estruturas aeronáuticas; instabilidade elástica e plástica em colunas e vigas; efeito de imperfeições; aspetos de projeto.
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
Esta unidade curricular está desenvolvida numa estrutura essencialmente teórico-prática. Nela, as matérias são transmitidas oralmente com apoio de projeção de diapositivos multimédia, de informação complementar escrita no quadro e através de resolução de um número elevado de exercícios. Em complemento, existe uma componente prática de projeto utilizando os conhecimentos adquiridos.
Bibliografia principal:
1. P.V. Gamboa, Apontamentos da unidade curricular - Estruturas Aeroespaciais I, ~540 acetatos, UBI, 2025.
2. T. Megson, “Aircraft Structures for Engineering Students”, 6th edition; Butterworth-Heinemann; 2017.
3. Bruce K. Donaldson; “Analysis of Aircraft Structures: An Introduction”; McGraw-Hill; 1993.
4. David Peery; “Aircraft Structures”, 2nd edition, McGraw-Hill; 1982.
5. C.T. Sun, “Mechanics of Aircraft Structures”; Wiley-Interscience; 1998.
6. F. Beer, E. Johnston, J. DeWolf, and D. Mazurek, “Mechanics of Materials”, 5th edition, McGraw-Hill Science; 2008.
7. F. Beer, E. Johnston, E. Eisenberg, and G. Staab, “Vector Mechanics for Engineers – Statics”; McGraw-Hill Science; 2003.
8. Carlos A. G. Moura Branco, “Mecânica dos Materiais”, 3ª edição, Fundação Calouste Gulbenkian; 1998.
9. Michael C.Y. Niu, “Airframe Structural Design”, Conmilit Press LTD., 1998.
Língua:
Português