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ORCID:  http://orcid.org/0009-0006-6823-7575
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Modelagem estrutural e dinâmica de pás rotativas por meio do método dos elementos finitos
Author: Nunes, Jônatas de Oliveira
Honorio, Lucas Rodrigues
First Advisor: Morais, Tobias Souza
First member of the Committee: Silva, Higor Luis
Second member of the Committee: Venson, Giuliano Gardolinski
Summary: Este trabalho segue um modelo de elementos finitos desenvolvido no artigo de Magari, Shultz e Murthy, que aborda a dinâmica de pás de helicópteros, e estende sua aplicação para a análise de dinâmica rotativa de uma pá que pode ser utilizada em diversos contextos, como pás de turbinas eólicas, pás de helicópteros e outras aplicações estruturais similares. A modelagem e simulação das vibrações foram realizadas utilizando MATLAB, implementando um código capaz de calcular as frequências naturais considerando diferentes condições de contorno, tanto para a pá em repouso quanto em movimento rotacional. As equações fundamentais utilizadas para descrever o comportamento dinâmico da pá foram extraídas do artigo "Dynamics of Helicopter Rotor Blades" (Computers & Structures, v. 29, n. 5, p. 763-776, 1988), o que garantiu uma base teórica consolidada para o desenvolvimento do modelo. Para validar os resultados obtidos com o MATLAB, foi realizada uma comparação detalhada com simulações de elementos finitos no software FEMAP. Essa abordagem foi adotada para assegurar a precisão do modelo numérico, já que o FEMAP permite a análise detalhada do comportamento estrutural com alta fidelidade e pode capturar efeitos que, eventualmente, não são diretamente incorporados no modelo analítico. A comparação fornece maior confiabilidade aos resultados, verificando a consistência entre o modelo desenvolvido e as previsões de um software amplamente utilizado na indústria.
Abstract: This work follows a finite element model developed in the article by Magari, Shultz and Murthy, which addresses the dynamics of helicopter blades, and extends its application to the analysis of the rotational dynamics of a blade that can be used in various contexts, such as wind turbine blades, helicopter blades and other similar structural applications. The modeling and simulation of the vibrations were performed using MATLAB, implementing a code capable of calculating the natural frequencies considering different boundary conditions, both for the blade in safety and in rotational motion. The fundamental equations used to describe the dynamic behavior of the blade were extracted from the article "Dynamics of Helicopter Rotor Blades" (Computers & Structures, v. 29, n. 5, p. 763-776, 1988), which ensured a consolidated theoretical basis for the development of the model. To validate the results obtained with MATLAB, a detailed comparison was performed with finite element simulations in the FEMAP software. This approach was adopted to ensure the accuracy of the numerical model, since FEMAP allows detailed analysis of structural behavior with high fidelity and can capture effects that are not directly incorporated in the analytical model. The comparison provides greater reliability to the results, verifying the consistency between the developed model and the improvement of a software widely used in the industry.
Notes: Este trabalho foi feito por uma dupla composta por alunos de engenharias diferentes, sendo Engenharia Aeronáutica e Engenharia Mecânica
Keywords: Dinâmica estrutural e rotativa
Simulação
Modelagem numérica
MATLAB
FEMAP
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::ESTATICA E DINAMICA APLICADA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: NUNES, Jônatas de Oliveira; HONÓRIO, Lucas Rodrigues. Modelagem estrutural e dinâmica de pás rotativas por meio do método dos elementos finitos. 2024. 46 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica e Aeronáutica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46530
Date of defense: 13-Nov-2024
Appears in Collections:TCC - Engenharia Mecânica

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