Publicação: Estudo do comportamento termomecânico de ferramentais de montagem de estruturas aeronáuticas
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL
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Passini, Adriano
Resumo
O presente trabalho investiga o comportamento termomecânico de ferramentais de montagem
de componentes críticos para o voo, com foco nas superfícies de comando e nos efeitos da
dilatação térmica sobre as tolerâncias do produto. A análise realizada é extremamente útil para
processos de montagem situados em ambientes não controlados termicamente. Foram realizadas
medições de temperatura nos gabaritos de montagem de superfícies de controle de duas aeronaves
durante dois dias quentes, incluindo temperaturas do ambiente e do teto no hangar onde esses
ferramentais estão localizados. Modelos estruturais foram desenvolvidos para realizar análises
por elementos finitos (MEF), revelando deslocamentos significativos nas direções vertical e
transversal, impactando diretamente as tolerâncias das dobradiças e provocando atrasos na
montagem na ausência de calços corretivos. Para generalizar a análise, foi criado um modelo
térmico baseado no Método da Capacitância Global (MCG) para estimar as temperaturas das
superfícies a partir das condições ambientais. O modelo apresentou um erro médio abaixo de
10%, e as análises estruturais subsequentes confirmaram os resultados de deslocamento com
um erro baixo e diferenças entre os modelos construídos em torno de 0,06 mm, validando a
metodologia para futuras avaliações em processos de montagem.
Abstract
The present work investigates the thermomechanical behavior of assembly tooling for flight critical components, focusing on control surfaces and the effects of thermal expansion on
product tolerances. The analysis carried out is extremely useful for assembly processes located
in thermally uncontrolled environments. Temperature measurements were performed on the
assembly jigs of control surfaces from two aircraft during two hot days, including ambient
and ceiling temperatures in the hangar where these tools were located. Structural models were
developed to perform finite element analyses (FEA), revealing significant displacements in the
vertical and transverse directions, directly impacting hinge tolerances and causing assembly
delays in the absence of corrective shims. To generalize the analysis, a thermal model based
on the Lumped Capacitance Method (LCM) was created to estimate surface temperatures from
environmental conditions. The model showed an average error below 10%, and the subsequent
structural analyses confirmed the displacement results with a low error and differences between
the built models around 0.06 mm, validating the methodology for future evaluations in assembly
processes.
Palavras-chave
Ferramental, Tolling, Método da Capacitância Global, Lumped Capacitance Method, Dilatação Térmica, Thermal Expansion, Método de Elementos Finitos, Finite Element Method, Tolerância, Tolerance, Montagem, Assembly
Citação
BORGES, Davi Guilherme Dourado. Estudo do comportamento termomecânico de ferramentais de montagem de estruturas aeronáuticas. 2025. 51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia - MG, 2025.
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