PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Dissertação de Mestrado 2008

Efeito de bulging no crescimento de trincas em fuselagens pressurizadas.

Autor

André Luís Fernandes Garcia

Orientador

  • Orientador Carlos Eduardo Chaves

Área de Concentração

Mecânica dos Sólidos e Estruturas

Data de Defesa

22/04/2008

Número da Tese

000547095

Resumo

Trincas longitudinais em aviões com fuselagens pressurizadas são sujeitas a carregamento de membrana e de flexão. A interação entre estes dois carregamentos no assim chamado "efeito de inchamento" ou "bulging effect", o qual pode elevar significantemente o fator de intensidade de tensão na ponta da trinca e reduzir a resistência residual. A filosofia de construção tolerante ao dano requer uma determinação realista do estado e tensões na vizinhança das trincas em fuselagens aeronáuticas. Entretanto, poucos estudos têm sido feitos para avaliar a significância do efeito "bulging" para trincas em fuselagens estreitas (narrow-body) representativos da aviação regional e a conseqüência de não inclusão destes efeitos na predição das tensões e subseqüente análise de tolerância ao dano. De particular interesse no efeito de "bulging" nas fuselagens que tem sido reparadas. Reparos acrescentam novos pontos de iniciação de trincas para a estrutura e podem também alterar a resposta ao "bulging" da fuselagem. O exame do efeito "bulging" no fator de intensidade de tensões e o cálculo de resistência residual em estruturas reparadas, o Federal Aviation Administration está estudando o efeito "bulging" em fuselagens aeronáuticas estreitas (narrow-body). O efeito de "bulging" foram calculados usando uma análise não linear por elementos finitos. O fator de intensificação de tensões foram calculadas utilizando o Método de Fechamento da Trinca. Neste estudo, uma escotilha foi colocada na fuselagem aeronáutica estreita (narrow-body) e foi reparada com um reforço interno preso por rebites. Uma trinca foi posicionada na linha mais crítica de rebites. Típicos resultados do estudo são apresentados para o efeito no fator de "bulging" para vários diferentes parâmetros, tais como carregamento, tamanho de trinca e a presença de reforços são discutidos.

Palavras-chave

Análise estrutural Fuselagens Mecânica de fratura Fatores de intensidade de tensão Abaulamento Tolerâncias (mecânica) Propagação de trincas Processos de conformação de metais Estruturas de aeronaves Engenharia de materiais Engenharia estrutural