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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/38145| ORCID: |  http://orcid.org/0009-0001-6117-7008 |
| Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Comparação entre métodos analíticos e computacionais para o estudo do comportamento de olhais submetidos a reparos |
| Alternate title (s): | Comparison between analytical and computational methods for the study of the behavior of lugs subjected to repairs |
| Author: | Medina, Giovanni José Filippin |
| First Advisor: | Souza, Fernando Lourenço de |
| First member of the Committee: | Souza, Márcio Peres de |
| Second member of the Committee: | Cardoso, Thiago Gomes |
| Summary: | Em estruturas de trem-de-pouso, e aeroespaciais como um todo, é comum a utilização de conjuntos de olhais para união de peças e componentes. Tal conjunto é constituído basicamente pelo olhal, pelo pino e eventualmente por buchas. Mesmo sendo estruturas projetadas para resistir às cargas transmitidas, podem colapsar ou terem que passar por reparos ao longo de sua vida operacional. Diante desses, são necessárias novas análises estruturais, visto que a resistência mecânica do componente é afetada. Para isso, existem metodologias analíticas e computacionais amplamente utilizadas nos meios acadêmico e industrial. No entanto, apresentam limitações e restrições em seu uso, fazendo com que, por vezes, precisem ser utilizadas conjuntamente. Posto isso, foi desenvolvido neste projeto um estudo comparativo entre essas metodologias, com o objetivo de avaliar como elas podem ser utilizadas de maneira conjunta. O trabalho se desenvolve a partir da seleção de um olhal de ligação do trem-de-pouso na fuselagem de uma aeronave comercial, e são simulados dois reparos na estrutura, que consistem em variar o diâmetro do furo pelo qual passa o pino. A metodologia analítica utilizada é semi-empírica e baseada na literatura clássica do início da década de 1950, e é utilizada para prever os modos de falha da estrutura e calcular a carga admissível para cada um deles. O procedimento computacional, feito por meio do Método dos Elementos Finitos no software ANSYS® (com auxílio do software CATIA® para geração de geometrias), é utilizado para calcular tensões e vida em fadiga do componente. Em relação às análises estáticas, as três geometrias se mostraram seguras, tanto pelo cálculo analítico quanto pelo computacional. No entanto, em relação à análise de fadiga, a terceira geometria apresenta vida da ordem de 12 000 ciclos, o que poderia ser insuficiente dependendo da vida operacional da aeronave. Avaliando o que cada metodologia pode fornecer, o Método dos Elementos Finitos mostrou-se como ferramenta mais completa, mesmo tendo sido desenvolvido um modelo simplificado do olhal. Os cálculos analíticos, por sua vez, mostram seu valor ao servirem de base para o projeto da estrutura, e também como validação do modelo computacional. |
| Abstract: | Lugs are found in a number of aerospace applications, including landing gear attachment points. The main components of a typical assembly are the lug, the pin and bushing (if used). Even though these structures are designed to resist applied loads, they may fail or may need to be repaired over their operational life. In view of this, new structural analysis are required, since the mechanical strength of the component is affected. For this, there are analytical and computational methods widely used in academic and industrial applications. However, there are limitations and restrictions in their use, so that sometimes they need to be used together. Therefore, it was developed in this project a comparative study between these methodologies, with the objective of evaluating how they can be used jointly. The work starts with the selection of a lug on the main landing gear of a commercial aircraft, and the repairs consist in oversizing the pin hole diameter. The analytical methodology used is semiempirical and developed in early 1950’s, and it’s used to predict the failure modes in wich the structure can fail and calculate the allowable load for each of them. The computational procedure, done by means of the Finite Element Method in ANSYS® (CAE software) and CATIA® (CAD software), is used to evaluate stresses and the fatigue life of the component. Regarding to static analysis, the component is safe for all repair conditions, according to both methodologies. However, regarding to fatigue analysis, the component is not safe for the last repair condition, as the fatigue life is 12 000 ciclos, which may be less than the remaining airplane operation life. Evaluating what each methodology can provide, the Finite Element proved to be the most complete tool, even though a simplified model of the lug assembly was developed.. The analytical calculations, in turn, show their value by providing the basis for the structure design, and also as a validation of the computational model. |
| Keywords: | Estruturas aeroespaciais Aerospace structures. Olhal Lug Métodologias analíticas Analytical method Método dos elementos finitos Finite element method |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::ESTRUTURAS AEROESPACIAIS |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Quote: | MEDINA, Giovanni José Filippin. Comparação entre métodos analíticos e computacionais para o estudo do comportamento de olhais submetidos a reparos. 2023. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/38145 |
| Date of defense: | 31-Jan-2023 |
| Appears in Collections: | TCC - Engenharia Aeronáutica |
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