Estudo e otimização numérica de estrutura para parapente elétrico

• Autor(a) principal: Oliveira, Alexandrina da Conceição Faria
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/7915
• topic: Análise de Elementos Finitos; Circular 34864ulm; Deformação; Estrutura de Suporte; Fator de Carga; Materiais Avançados; Paraflyvone; Parapente Elétrico; Tensão; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Aeronáutica

O parapente ou parapente motorizado é uma atividade desportiva que tem crescido e evoluído consideravelmente nos últimos anos. A par dessa evolução surgiu o parapente elétrico ParaFly- VOne, que foi idealizado pelo Engenheiro David Chaumet. As principais características inovadoras do ParaFlyVOne são o formato da estrutura de suporte e a distribuição adequada de cada um dos seus componentes, o que garante um equilíbrio perfeito em voo e proporciona várias vantagens. Como garantia de segurança e seriedade do sistema desenvolvido, este parapente elétrico deverá cumprir os requisitos impostos pela Circular 34864 de Ultraleves Motorizados de Classe 1, regulamentada pela Direction Générale de l’Aviation Civile. A circular indicada afirma que o parapente elétrico ParaFlyVOne não pode apresentar deformações plásticas até ao fator de carga de 3,5 e não pode fraturar até atingir um fator de carga de 5,25. A estrutura do primeiro protótipo testado experimentalmente cumpriu cada um destes requisitos, mas também demonstrou que estava sobredimensionada e o seu formato não era o mais indicado para a mobilidade do piloto. Por essa razão, nesta dissertação redesenhou-se a estrutura e foram utilizados novos materiais (liga de alumínio 5086-H12 e camadas de fibra de vidro UD-epóxi) que possibilitassem a criação de uma peça mais leve/confortável e fácil de fabricar. Desta vez, não se avançou imediatamente para a construção de um protótipo, mas optou-se por realizar várias análises numéricas em ANSYS com o objetivo de estudar a fiabilidade da nova estrutura. O ANSYS permitiu obter a distribuição de tensões na estrutura, bem como as zonas com maior carregamento e o seu grau de deformação. A compreensão de cada um destes parâmetros possibilitou a aplicação de material de reforço na estrutura em regiões específicas, diminuindo a massa final do equipamento, porém aumentando-se o custo de fabricação. Os requisitos da circular acima mencionada foram cumpridos para este modelo, após a aplicação do reforço de fibra de vidro-epóxi, embora ainda existam tensões demasiado elevadas nos furos de ligação da asa à estrutura. Contudo, esses valores correspondem a regiões muito específicas e localizadas, o que não invalida totalmente o novo modelo uma vez que aplicação de um terceiro material (por exemplo, um casquilho) nessas áreas pode resolver o problema. Desta forma, o próximo passo é o teste experimental do modelo estrutural implementado em ANSYS com o objetivo de validar a análise realizada. Além disso, devem ser testados os novos materiais de reforço e verificar se a circular 34864ULM é respeitada.