Peças estruturais de aeronaves são submetidas a tensões elevadas. Escolha uma peça metálica estrutural específica de uma aeronave, indique-a e responda as questões abaixo:
Liste pelo menos três características importantes exigidas de um material para que ele seja usado em aplicações desse tipo.

Passo 1

Beleza, o enunciado tá pedindo pra gente escolher uma peça metálica estrutural de avião, falar qual é e depois listar pelo menos três características de material que são fundamentais pra essa peça aguentar as tensões elevadas. O conteúdo aqui é Mecânica dos Materiais / Ciência e Engenharia de Materiais, e a gente vai precisar conhecer definições básicas de resistência à tração, à fadiga e à fratura.

Passo 2

Vou escolher como exemplo o longarim da asa, também chamado de wing spar. É aquela “viga” principal que percorre toda a asa, suportando tanto o peso do avião quanto as cargas de voo.

Passo 3

Primeira característica: alto módulo de resistência específica.
Isso significa força por unidade de peso, ou seja, a gente quer um material que tenha
Resistência específica = sigmaUTSrho êí
bem elevado. Aqui:
  • é a tensão de ruptura (ultimate tensile strength)
  • é a densidade do material
    Por que é importante? Porque aviões precisam ser leves, então você escolhe ligas (tipo 7075-T6 de alumínio) que tenham mas , garantindo força sem entortar sob peso extra.

Passo 4

Segunda característica: resistência à fadiga.
Na decolagem, no pouso, em turbulência, a asa vibra e repete esforços muitas e muitas vezes. A fadiga é a “rachadura” que aparece depois de ciclos de carga. A gente descreve isso pela curva : tensão aplicada versus número de ciclos até falha . Um bom material para longarim precisa ter limite de fadiga alto (endurance limit), pra aguentar dezenas de milhares de ciclos sem trincar.

Passo 5

Terceira característica: tenacidade à fratura.
Mesmo com alta resistência e boa fadiga, se pintar uma pequena trinca ou defeito, o material não pode romper de vez. A tenacidade à fratura é medida pelo fator crítico de intensidade de tensão . Quanto maior , mais ele resiste ao crescimento de trincas. Num spar você quer elevado (tipicamente > 30 MPa·m^0,5 em ligas de alumínio tratadas) para impedir propagação rápida de fissuras.

Resposta

Peça escolhida: longarim da asa (wing spar).
Três características importantes do material:
  1. Alto módulo de resistência específica .
  2. Excelente resistência à fadiga (limite de fadiga elevado na curva ).
  3. Boa tenacidade à fratura (fator crítico elevado).

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