Caracterização dinâmica de sistemas aeroelásticos na presença de múltiplas não-linearidades combinadas: Estudo numérico e validação experimental

Resumo

Sistemas aeroelásticos podem exibir um comportamento não-linear, em função da grande demanda de fontes de não-linearidades existentes nestes. O comportamento destes sistemas na presença de não-linearidades étotalmente diferente daquele previsto por técnicas lineares comumente utilizadas na definição do envelope de voo da aeronave, assim o sistema pode apresentar regiões instáveis de operação mesmo estando dentro do envelope de voo estipulado por técnicas lineares, em função destas não serem capazes de prever o comportamento dinâmico do sistema na presença de não-linearidades. As fontes de não-linearidades estruturais são sem dúvida predominantes nestes sistemas e assim é feito um grande esforço da comunidade científica emestudar o comportamento dinâmico e trabalhar na formulação de modelos matemáticos capazes de predizer o comportamento não-linear deste. Neste contexto, esta proposta é focada no estudo e caracterização dinâmica de sistemas aeroelásticos na presença de não-linearidades estruturais combinadas tanto em efeito e também a cerca de sua atuação nos graus de liberdade do sistema aeroelástico, visto que na prática tal configuração é verificada. O modelo da seção típica de um aerofólio de 3 DOF é utilizado juntamente com um modelo paraaerodinâmica não-estacionária subsônica linear para movimentos arbitrários. As não-linearidades estruturais de folga e atrito na superfície de controle, rigidez cúbica (hardening) associada ao movimento de arfagem e folga hardening na superfície de controle são estudadas. A metodologia utilizada na caracterização dinâmica do sistema é baseada na análise dos Diagramas de Bifurcação à serem construídos pelos resultados obtidos por integração numérica das equações do movimento e baseado na aproximação analítica obtida pelo Método das Múltiplas Escalas (MMS). Testes experimentais serão conduzidos para validação dos resultados obtidos com os modelos matemáticos desenvolvidos.