Desenvolvimento e análise estrutural de fixações aeronáuticas para materiais compósitos

Abstract

Este estudo aborda a análise estrutural de fixações aeronáuticas aplicadas a materiais compósitos, com ênfase na comparação entre diferentes tipos de fixadores amplamente utilizados na indústria. Foram avaliados parafusos Hi-Lok em liga de titânio Ti-6Al-4V, parafusos cegos em aço inoxidável A286, rebites sólidos em alumínio 2024-T3 e rebites cegos em alumínio 2024-T3. A pesquisa empregou modelagem tridimensional e simulações pelo Método dos Elementos Finitos (FEM) no próprio ambiente de análise estrutural do software CATIA V5, permitindo examinar a distribuição de tensões, os modos de falha e a durabilidade estrutural das juntas. O objetivo principal consistiu no desenvolvimento de uma solução de fixação mais eficiente para compósitos de fibra de carbono e resina epóxi, com potencial para mitigar falhas comuns, como delaminação e concentração de tensões ao redor dos furos. Os resultados indicaram que os parafusos de liga de titânio apresentam maior desempenho em termos de resistência localizada e vida em fadiga, embora gerem picos de tensão mais elevados. Por outro lado, os rebites de alumínio mostraram melhor distribuição de cargas, mas maior propensão a falhas por esmagamento e deformações plásticas. Os fixadores cegos demonstraram utilidade em áreas de acesso restrito, ainda que com menor robustez estrutural. Conclui-se que a escolha do fixador ideal depende de fatores como a criticidade da aplicação, o regime de carregamento e as exigências de manutenção e fabricação. O trabalho reforça a importância da integração entre ferramentas de CAD e análises numéricas para o desenvolvimento de soluções estruturais mais seguras e otimizadas na indústria aeronáutica.