Tópicos de Pesquisa. Prof. Maurício Vicente Donadon Instituto Tecnológico de Aeronáutica Departamento de Engenharia Aeroespacial

Tópicos de Pesquisa

Prof. Maurício Vicente Donadon (donadon@ita.br) Instituto Tecnológico de Aeronáutica

DESCRIÇÃO DO PROJETO

Esse projeto é um dos projetos estruturantes que compõem a plataforma de avião verde em desenvolvimento com a EMBRAER. O projeto tem como objetivos:

(i) caracterização experimental do comportamento estático e dinâmico (fadiga) de junções coladas, co-coladas e obtidas via colagem secundária em estruturas de material compósito considerando efeitos higrotermoelásticos;

(ii) formulação e implementação numérica de um modelo constitutivo de dano para prever o comportamento das junções citadas em (i),

(iii) validação do modelo de dano proposto a níveis de coupon e subcomponentes.

Modos de falha tipicos observados em compósitos

Caracterização do tenacidade à fratura

interlaminar em laminados compósitos

DCB-ASTM D 5528-94a

4 ENF - MERL

0 2 4 6 8 10 12 -10 0 10 20 30 40 50 Deslocamento (mm) C a rg a ( N ) 0 2 4 6 8 10 12 -0.16 -0.14 -0.12 -0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 Deslocamento (mm) M a rc a d o r d e T ri n c a ( m m /m m ) 30 35 40 45 50 55 60 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 a(mm) G (N /m m ) Experimental GI Média G_I Desvio G_I (-) Desvio G_I (+) Experimental G_II Média GII Desvio GII (-) Desvio G_II (+) Inspeção CDPs Preparação CDPs Ensaios

Redução de dados (ambiente MATLAB)

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0 1 2 3 4 5 6 GIIc (kJ/m 2 ) GIc (kJ/ m 2 ) Power Law Experimental

  2 2 2 0 0 0 0 1 1 1 f i I II III I II III I II III Ic IIc IIIc i i i i ii i i initiation criterion G G G propagation criterion G G G G d K d                                                               



cos sin cos sin sin

cos sin cos sin sin

2 ww uu vv I II III ww uu vv f Ic IIc IIIc K K K K K K G G G    _                   _{     }    __ _ _ _ _ _{ }         _{     }     _ _ _ _ _ _ _{     }   

Modelo de dano para prever o comportamento de

junções coladas, co-coladas e obtidas via

Displacement (mm) L o a d (N ) 0 10 20 30 40 50 60 70 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Experimental Numerical Displacement (m) L o a d (N ) 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 Experimental Numerical Displacement (mm) L o a d (N ) 0 5 10 15 0 50 100 150 200 250 300 350 Experimental (MMB 25%) Numerical (MMB 25%) Experimental (MMB 50%) Numerical (MMB 50%) Experimental (MMB 75%) Numerical (MMB 75%)

B M M _a N (cycles) a (m m )

0 500000 1E+06 1.5E+06 2E+06 30 35 40 45 50 2  I M G BEI G_I/G_Ic D a /D N (m m /c y c le ) 0.2 0.3 0.4 10-6 10-5 10-4 10-3 Experimental Numerical 0.001 1.800 0.500      C

Possíveis Temas de Doutorado

(i) Caracterização experimental de junções coladas em estruturas laminadas de compósitos considerando efeitos higrotermoelásticos;

DESCRIÇÃO DO PROJETO

Esse projeto tem como objetivos investigar a aplicabilidade e efetividade do uso de materiais inteligentes (piezelétricos, viscoelásticos, ligas de memória de forma etc.) nos controles ativos e passivos para supressão de

flutter em estruturas aeronáuticas.

Controle Passivo de Flutter em Painéis

Controle Passivo de Flutter em Painéis

Aeronáuticos utilizando Materiais Viscoelasticos

Controle Passivo de Flutter em Painéis

Aeronáuticos utilizando Materiais Piezoelétricos

(Efeito Piezoelétrico Direto – Shunt Circuits)

 Circuitos elétricos shunt ressonantes (R.L.C.) são análogos aos Absorvedores Dinâmicos de Vibração (A.D.V.), onde:

 Indutância Massa (inércia);

 Capacitância Mola (acumulador de energia);  Resistência Amortecedor (dissipador de energia).

 Shunt multi-modal, usando uma única pastilha piezelétrica.

 Assim, o circuito elétrico shunt deve ser “sintonizado” para amortecer os modos de vibração desejados.

 O pzt se comporta como um capacitor. Sintonizar o circuito shunt é, portanto, encontrar:

 Indutância ótima;

Aeronáuticos utilizando Materiais Piezoelétricos

(Efeito Piezoelétrico Direto – Shunt Circuits)

Aeronáuticos utilizando Ligas de Memória de

Forma

Volume representativo de material

Variação da velocidade de flutter de painéis planos com

Possíveis Temas de Doutorado

(i) Comportamento aeroelástico de laminados compósitos híbridos reforçados com fibra de carbono e ligas de memória de forma; (ii) Aplicação de circuitos elétricos shunt para controle de estabilidade aeroelástica de placas laminadas de material compósito com camadas viscoelásticas

Obrigado!