Estudo comparativo do comportamento vibratório estrutural e aeroelástico de uma asa de aeronave de pequeno porte

dc.contributor.advisor1Franco, Vitor Ramos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4590258470207467
dc.contributor.authorToledo, Pedro Henrique Damasceno Cantelli
dc.date.accessioned2026-08-26T18:37:03Z
dc.date.issued2025-07-25
dc.description.abstractThe increasing use of small aircraft, such as surveillance drones and agricultural platforms, has intensified the demand for lightweight, resistant structures with good dynamic performance. In this context, understanding the structural and dynamic behavior of wings is essential to ensure safety, stability, and aerodynamic efficiency. This work aims to perform the modeling, modal analysis, and structural validation of scaled-down aircraft wings for aeroelastic applications. The adopted methodology includes the development of a physical model based on NACA 4-digit airfoils, 3D modeling using CAD software, and numerical simulation of dynamic behavior through modal analysis using Siemens NX. Material properties were obtained from technical databases, and the natural vibration modes were compared to experimental data collected through impact tests and wind tunnel experiments, using piezoelectric sensors, accelerometers, and force transducers. Additionally, a computational model was implemented in GNU Octave to simulate the dynamic behavior of the wing based on the differential equations of a mass-spring-damper system. As a result, the natural frequencies and vibration modes of the structure were identified, allowing verification of consistency between numerical and experimental models. The validated structural model, even at reduced scale, provides important insights for the future development of more complex aeroelastic systems, particularly in applications where flutter and other dynamic instabilities pose risks to aircraft stability.eng
dc.description.resumoO crescente uso de aeronaves de pequeno porte, como drones de vigilância e plataformas agrícolas, impulsiona a demanda por estruturas leves, resistentes e com bom desempenho dinâmico. Nesse contexto, compreender o comportamento estrutural e dinâmico das asas torna-se essencial para garantir segurança, estabilidade e eficiência aerodinâmica. Este trabalho tem como objetivo a modelagem, análise modal e validação estrutural de asas em escala reduzida, com aplicação voltada para estudos aeroelásticos. A metodologia adotada inclui o desenvolvimento de um modelo físico da asa com base em perfis NACA da série 4, sua modelagem tridimensional em ambiente CAD, e a simulação numérica do comportamento dinâmico por meio de análise modal utilizando o software Siemens NX. As propriedades dos materiais foram obtidas a partir de bancos de dados técnicos confiáveis, e os modos naturais de vibração foram comparados com dados experimentais obtidos em ensaios de impacto e em túnel de vento, com o uso de sensores piezoelétricos, acelerômetros e transdutores de força. Adicionalmente, foi implementado um modelo computacional no software GNU Octave para simular o comportamento dinâmico da asa, com base nas equações diferenciais do sistema massa-mola-amortecedor. Como resultado, foram determinadas as frequências naturais e os modos de vibração da estrutura, possibilitando a verificação da coerência entre os modelos numérico e experimental. A validação do modelo estrutural, mesmo em escala reduzida, fornece subsídios relevantes para o desenvolvimento de projetos aeroelásticos mais complexos, especialmente em aplicações onde o flutter e outras instabilidades dinâmicas representam riscos à estabilidade da aeronave.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationTOLEDO, Pedro Henrique Damasceno Cantelli. Estudo comparativo do comportamento vibratório estrutural e aeroelástico de uma asa de aeronave de pequeno porte. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24595.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24595
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.courseEngenharia Mecânica - EMec
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectAnálise modalpor
dc.subjectValidação estruturalpor
dc.subjectAsa em escala reduzidapor
dc.subjectSimulação numéricapor
dc.subjectAeroelasticidadepor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleEstudo comparativo do comportamento vibratório estrutural e aeroelástico de uma asa de aeronave de pequeno portepor
dc.title.alternativeComparative study of the structural and aeroelastic vibration behavior of a small aircraft wingeng
dc.typeTCC

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