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.
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
Isso significa força por unidade de peso, ou seja, a gente quer um material que tenha
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 tenhammas , 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.
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
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.
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
Resposta
Peça escolhida: longarim da asa (wing spar).
Três características importantes do material:
Três características importantes do material:
- Alto módulo de resistência específica
. - Excelente resistência à fadiga (limite de fadiga elevado na curva
– ). - Boa tenacidade à fratura (fator crítico
elevado).