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Publicação
Aplicação de modelos computacionais no apoio à certificação de assentos de aeronaves
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
O presente trabalho consiste no desenvolvimento de modelos de elementos finitos em LSDYNA
para o apoio à certificação de assentos de aeronaves. Os testes de certificação destes
assentos são baseados em ensaios dinâmicos com um crash-dummy posicionado no assento.
Neste tipo de testes existe um grande dispêndio de tempo e custo, relacionados com o
rigor e complexidade associados a este tipo de teste bem como a preparação ao correcto
posicionamento do crash-dummy. Surge então a necessidade de desenvolver modelos
computacionais como apoio à certificação para a redução do custo e tempo associados a
estes ensaios.
Como objecto de estudo utilizou-se um assento descontinuado que equipava aeronaves
pertencentes à empresa Transportes Aéreos Portugueses (TAP). O trabalho dividiu-se
em duas partes, a construção do modelo numérico do assento e a sua implementação
de forma a efectuar as simulações computacionais com base na actual regulamentação
deste tipo de certificações. Para a construção do modelo numérico do assento foi utilizada
como base uma geometria existente em CAD, tendo sido construída a malha de elementos
finitos no software LS-PrePost. A partir do modelo geométrico e tendo como premissa as
simulações a realizar, foi realizada uma análise e decisão sobre quais os componentes a
modelar com elementos do tipo Solid e Shell, bem como simplificações a executar, dado
que se trata de um modelo bastante pormenorizado tanto nos detalhes geométricos como
na quantidade dos componentes que o constituem. Após definir a malha de elementos
finitos foram definidos os modelos dos materiais, propriedades das secções e ligações dos
contactos das partes para posterior montagem e obtenção do modelo numérico final do
assento. Após esta fase é posicionado o modelo numérico do passageiro e modelado o
sistema de restrição e impostas as condições de fronteira para proceder às simulações
numéricas que replicam os testes da certificação.
Através das simulações realizadas é efectuada uma análise à resposta estrutural do
assento de aeronave em estudo dando ênfase à distribuição de tensões presente nos componentes
de carácter estrutural e a sua deformação, às solicitações presentes no sistema
de restrição e à resposta biomecânica do crash-dummy. Nesta análise é verificado um
comportamento rígido do assento, com níveis de deformação no domínio elástico, e face
às simulações computacionais o crash-dummy apresenta uma boa correlação cinemática
com os testes experimentais já observados.
Descrição
Palavras-chave
Modelação númerica Elementos finitos Crashworthiness Biomecânica do Impacto LS-DYNA