Estruturas Aeroespaciais II

Imagem d@ Pedro Vieira Gamboa [Ficheiro Local]
Pedro Vieira Gamboa
Código:
15095
Ano:
3
Semestre:
S2
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
PL(15H)/TP(45H)
Área Científica:
Aeronáutica e Astronáutica
Tipo de ensino:
Presencial
Estágios:
Não aplicável
Objectivos de Aprendizagem:
Pretende-se que o aluno adquira competências adicionais às obtidas em Estruturas Aeroespaciais I, que permitam analisar com métodos mais avançados esforços e deformações em componentes e estruturas aeroespaciais através da utilização de ferramentas analíticas e computacionais adequadas. Também se pretende que saibam identificar carregamentos críticos de natureza não permanente e desenvolver um componente estrutural aeronáutico.
No final da unidade curricular, o aluno deverá:
- saber analisar e dimensionar estruturas aeroespaciais em compósitos laminados;
- saber aplicar o método dos elementos finitos em diferentes situações para calcular esforços em componentes aeronáuticos sujeitos a diferentes modos de carregamento;
- compreender os mecanismos de fadiga e saber prever o dano em componentes;
- compreender os fenómenos aeroelásticos de superfícies sustentadoras e o seu impacto no projeto da estrutura;
- saber projetar, fabricar e ensaiar um componente estrutural em compósito laminado.
Conteúdos programáticos:
1. Estruturas em materiais compósitos: propriedades dos materiais compósitos utilizados em aeronáutica; análise de esforços em compósitos laminados; tipos de falha; análise de componentes aeronáuticos laminados (asas e fuselagens); fabrico e ensaio de componentes em compósito laminados.
2. Métodos computacionais para análise estrutural: métodos matriciais (barras, vigas, treliças 2D e 3D); método dos elementos finitos (elementos viga, triangular e quadrilateral); exemplos de aplicação (análise estática); programas comerciais de MEF.
3. Introdução à Mecânica da Fratura: mecanismos de ruína e sua importância para o projeto de estruturas aeronáuticas; energia associada à fratura; propagação de fendas por fadiga e fluência; fator de intensidade de tensão; fatores ambientais.
4. Introdução à aeroelasticidade: interação fluido-estrutura; fenómenos de divergência, flutter e reversão de comandos; estimativa de velocidades críticas; técnicas para controlo destes fenómenos.
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. Existe, também, uma componente de prática de laboratório para fabricar e ensaiar o componente estrutural desenvolvido no projeto.
Bibliografia principal:
1. Gamboa. P.V., Apontamentos da unidade curricular - Estruturas Aeroespaciais II, ~400 acetatos, UBI, 2024.
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 ed.)”; McGraw-Hill; 1982.
5. Sun, C.T.; “Mechanics of Aircraft Structures”; Wiley-Interscience; 1998.
6. Dowling, N.E.; “Mechanical Behavior of Materials: Engineering Methods for Deformation, Fracture and Fatigue – 2nd Edition”; Prentice Hall; New Jersey, USA; 1999.
7. Suresh, S.; “Fatigue of Materials – 2nd Edition”; Cambridge University Press; Cambridge, U.K.; 1998.
8. Baker, A., Stuart, D., Kelly, D. (Editors); “Composite Materials for Aircraft Structures – 2nd Edition”; AIAA Education Series; 2004.
9. Carlos A. G. Moura Branco; Mecânica dos Materiais (3ª ed.); Fund. Calouste Gulbenkian; 1998.
Língua:
Português