[pt] APLICAÇÃO DE MECANISMOS BIESTÁVEIS NO PROJETO DE ESTRUTURAS AEROESPACIAIS

[en] APPLICATION OF BISTABLE MECHANISMS ON AEROSPACE STRUCTURES DESIGN

[pt] THIAGO RODRIGUES DA COSTA

[pt] METODO DO ELEMENTO FINITO

[pt] MECANISMOS BIESTAVEIS

[pt] MANUFATURA ADITIVA

[pt] VANT

[pt] GRANDES DEFLEXOES

[en] FINITE ELEMENT METHOD

[en] BISTABLE MECHANISM

[en] ADDITIVE MANUFACTURING

[en] UAV

[en] LARGE DEFLECTION BEHAVIOR

[pt] O estudo dos mecanismos biestáveis é um ramo específico da área de Compliant Mechanisms, que são estruturas que se utilizam da sua flexibilidade para realizar determinada tarefa. Os mecanismos Biestáveis em específico, tem como principal característica uma flexibilidade que envolve grandes deslocamentos, que podem inclusive ser da mesma ordem de grandeza ao próprio tamanho da estrutura, e portanto é requirida uma relação não linear entre a força e a deflexão da mesma. Através dessas grandes deflexões, a estrutura consegue transitar entre um estado de equilíbrio e outro, mantendo a sua posição sem a necessidade de uma aplicação de força constante. O estudo da modelagem de vigas considerando grandes deflexões é fundamental visto que esses elementos se encontram presentes no projeto de diversos mecanismos Biestáveis, permitindo desenvolver estruturas flexíveis evitando a fricção de partes mecânicas, reduzindo assim o desgaste dos componentes sem perder sua confiabilidade e precisão. Todas essas características presentes nos mecanismos biestáveis são de interesse da indústria aeroespacial. Este trabalho propõe desenvolver uma estrutura com propriedades biestáveis, aplicando a mesma para um sistema de VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado). Através da realização de análises numéricas com o Método de Elementos Finitos (MEF) serão comparadas diferentes configurações estruturais, permitindo atingir uma configuração ideal para o problema.

[en] The study upon bistable mechanism is a branch of the research on the Compliant Mechanism field, wich are structures that uses it s flexibility to perform a certain task. Bistable Mechanism s main feature is the high flexibitily wich involves large deflections, so that the desired motion is comparable to its size, needing to take into account the nonlinear force-deflection relationship. Through these large deflections, the mechanical structure is able to transit from one equilibrium state to the other, maintaining its position without the necessity to apply a constant force. The study of large deflection modeling on beams is fundamental since these elements are used in a wide variety of bistable mechanism designs, enabling the development of flexible structures that avoids the mechanical friction between adjacent elements, reducing the frame wear without losing its precision and reliability. All these features present on bistable mechanism are of interest to the aerospace industry. This work proposes to develop a structure with bistable properties, that can be applied on a UAV (Unmanned Aerial Vehicle). Through numerical analysis with Finite Element Method (FEM) different structural configurations will be compared in order to obtain an ideal configurantion for the problem.

ANDERSON PEREIRA

2020-02-06

[pt] TEXTO

application/pdf

PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=46750@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=46750@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.46750