PROJETO DE VIGA TUBULAR UTILIZANDO FIBRA DE CARBONO

Resumo

O mercado está a cada dia focando mais em materiais com alta resistência e baixa massa especifica, a fibra de carbono supre muito bem essas necessidades e as áreas da engenharia que mais utilizam esta fibra são a automotiva e a aeronáutica. Neste trabalho optou-se por um estudo com aplicações em uma aeronave radiocontrolada não tripulada destinada a competição Aerodesign que é organizada pela SAE (Sociedade dos Engenheiros da Mobilidade) do Brasil, o trabalho foi realizado com fins de aumentar o nível de possibilidades construtivas e conhecimento técnico da equipe Kamikase, representante da UNISC, o que resulta em melhores colocações na competição. A fibra de carbono é composta por vários filamentos muito pequenos que dificultam os seus processos, por essa razão o processo de fabricação adaptado foi por laminação manual e utilizando como matriz resina polimérica, para garantir a qualidade da peça necessitou-se fazer a cura em alta pressão e com temperatura controlada, pressão e temperatura foram adquiridas através do uso de moldes impressos em impressoras 3D. Após a preparação dos corpos de prova foram coletadas suas densidades e realizados testes de flexão, torção, tração e flambagem em equipamentos de precisão, com os resultados dos testes foi possível aplicar os resultados no dimensionamento de um tail-boom (estrutura da aeronave que liga a fuselagem e a empenagem) e avaliar o desempenho da peça na prática medindo sua resistência e as deformações nas situações em que a estrutura é exigida, essa avaliação é feita, pois o processo de laminação é manual e pode haver uma mudança nessas propriedades da peça causadas pela quantidade de matriz impregnada no tecido ser heterogênea e também pela não repetitividade do processo. Por se tratar de uma aeronave para competição, o ganho de velocidade é importante, pois aumenta exponencialmente a sustentação e também é necessária uma redução de peso. Esta estrutura desenvolvida reduziu satisfatoriamente o peso da aeronave e impactou também no arrasto sem haver perdas significativas. Para o desenvolvimento do estudo, foi feito o uso de produtos de modelagem 3D e simulação computacional com auxílio do software Solidworks® e seus suplementos Simulation® e Flow Simulation®, para simulações estrutural e fluidodinâmica, outro recurso que foi muito explorado, porque, neste caso, as falhas são localizadas e evitadas antes da prototipação, já que esta tem custos mais elevados, ainda mais quando são utilizados materiais nobres como a fibra de carbono.