{"id":118,"date":"2018-12-28T22:33:04","date_gmt":"2018-12-28T22:33:04","guid":{"rendered":"https:\/\/hangarmma.com.br\/blog\/?p=118"},"modified":"2025-08-22T13:07:49","modified_gmt":"2025-08-22T16:07:49","slug":"esforcos-estruturais","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hangarmma.com.br\/blog\/esforcos-estruturais\/","title":{"rendered":"Cargas estruturais que uma aeronaves deve suportar?"},"content":{"rendered":"\n
\"\"
De Havilland DH 98 (de Havilland Mosquito) 1940
<\/strong>
A hist\u00f3ria da estrutura das aeronaves permeia a hist\u00f3ria da avia\u00e7\u00e3o. Os avan\u00e7os em materiais e processos utilizados na constru\u00e7\u00e3o de aeronaves levou sua evolu\u00e7\u00e3o de simples estruturas de treli\u00e7a de madeira at\u00e9 super m\u00e1quinas voadoras feitas em ligas met\u00e1licas a fibra de carbono, mas o que eles t\u00eam em comum \u00e9 que sempre \u00e9 levado em considera\u00e7\u00e3o \u00e9: que cargas uma estrutura de aeronaves deve suporta?

OBS<\/strong>.
Havilland DH 98 (1940): Sua estrutura era constru\u00edda com madeira compensada<\/strong>.<\/a>
Airbus A350 (2013): fuselagem e asas feitas principalmente com fibra de carbono e pol\u00edmero<\/strong><\/a>

<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Estrutura do avi\u00e3o<\/strong> 

Existe na constru\u00e7\u00e3o do avi\u00e3o um compromisso entre o seu rendimento aerodin\u00e2mico e seu rendimento estrutural.<\/p><\/h2>\n\n\n\n

Rendimento aerodin\u00e2mico de um avi\u00e3o \u00e9 a raz\u00e3o entre a sustenta\u00e7\u00e3o e o arrasto. E como rendimento estrutural a raz\u00e3o entre a resist\u00eancia e o peso.<\/p>\n\n\n\n

Para isso deve-se saber previamente quais s\u00e3o os esfor\u00e7os estruturas de uma aeronave.<\/p>\n\n\n\n

Considerando-se o avi\u00e3o como uma completa unidade, \u00e9 ele pois, um elemento estrutural cujo fabricante tem previamente determinado a resist\u00eancia necess\u00e1ria dos seus membros estruturais, com a finalidade de suportarem \u00e0s cargas e os esfor\u00e7os a serem encontrados durante o voo.<\/p>\n\n\n\n

Com esse objetivo foram desenvolvidas novas ligas de metal<\/strong>, mais fortes e mais leves que possibilitam o fabricante manter o relativo n\u00edvel de desenvolvimento no que se refere ao desenho do avi\u00e3o e de aumentar ainda a efici\u00eancia da sua estrutura.<\/p>\n\n\n\n

Descri\u00e7\u00e3o da estrutura<\/h2>\n\n\n\n

A discuss\u00e3o da estrutura de um avi\u00e3o por sua pr\u00f3pria natureza, tem a ver com seus membros estruturais compreendendo partes parafusadas, rebitadas, soldadas ou coladas e conjuntos e subconjuntos de pequenas e grandes partes, que agrupadas, passam a formar o todo do avi\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Partes estruturais de um avi\u00e3o<\/h3>\n\n\n\n

A fuselagem, as asas, as superf\u00edcies fixas da empenagem, o trem de pouso, as naqueles dos motores s\u00e3o as principais unidades estruturais do avi\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Muitas condi\u00e7\u00f5es de carga podem ser aplicadas, isoladamente ou combinadas, aos membros do avi\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

ESFOR\u00c7OS E DEFORMA\u00c7\u00d5ES<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

       O peso do avi\u00e3o, agindo do seu centro de gravidade, \u00e9 mantido no ar pela for\u00e7a de sustenta\u00e7\u00e3o das asas.<\/p>\n\n\n\n

       Para a exist\u00eancia e a\u00e7\u00e3o dessa for\u00e7a sustentadora resultante nas superf\u00edcies do avi\u00e3o, s\u00e3o, ocasionados esfor\u00e7os na estrutura do avi\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

        As for\u00e7as externas se em sustenta\u00e7\u00e3o ou de outra maneira, agindo sobre um corpo s\u00e3o conhecidas como cargas.<\/p>\n\n\n\n

As for\u00e7as internas que se desenvolvem e resistem a essas for\u00e7as externas s\u00e3o conhecidas como esfor\u00e7os.<\/p>\n\n\n\n

        Desde que esses esfor\u00e7os n\u00e3o excedam aos valores estabelecidos originalmente no desenho e na fabrica\u00e7\u00e3o de um membro da estrutura, ele se manter\u00e1 coeso e n\u00e3o causar\u00e1 falha.<\/p>\n\n\n\n

         Em outras palavras, quando um corpo s\u00f3lido recebe a a\u00e7\u00e3o de uma for\u00e7a externa, s\u00e3o desenvolvidas internamente no corpo, for\u00e7as de resist\u00eancia que equilibram a for\u00e7a externa aplicada.<\/p>\n\n\n\n

Essas for\u00e7as internas agindo entre part\u00edculas adjacentes do corpo s\u00e3o denominadas for\u00e7as de rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Para que possa ser melhor entendido o significado de esfor\u00e7o, devemos ter um conhecimento mais detido das propriedades f\u00edsicas dos materiais utilizados na constru\u00e7\u00e3o aeron\u00e1utica.<\/p>\n\n\n\n

         Existem duas classes importantes de materiais:<\/h4>\n\n\n\n
    \n
  •          De natureza pl\u00e1stica<\/strong><\/li>\n\n\n\n
  •          De natureza el\u00e1stica<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

              Se uma for\u00e7a for exercida contra um material pl\u00e1stico ele ceder\u00e1 por n\u00e3o desenvolver uma resist\u00eancia interna \u00e0 for\u00e7a externa, como por exemplo o caso de uma pasta exprimida entre os dedos.<\/p>\n\n\n\n

    Ao ser removida a for\u00e7a, o material pl\u00e1stico permanecer\u00e1 na forma em que foi for\u00e7ado.<\/p>\n\n\n\n

     De modo contr\u00e1rio, se for aplicada uma for\u00e7a a um material el\u00e1stico, o material ceder\u00e1, por\u00e9m, os esfor\u00e7os estabelecidos internamente resistir\u00e3o \u00e0 for\u00e7a externa.<\/p>\n\n\n\n

    Logo cesse a a\u00e7\u00e3o da for\u00e7a, os esfor\u00e7os internos do material atuam no sentido oposto para que ele retorna \u00e0 sua forma original.<\/p>\n\n\n\n

    Exemplo de Esfor\u00e7o e deforma\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

                Pode-se dizer ent\u00e3o, que n\u00e3o sendo aplicadas for\u00e7as a um material el\u00e1stico, n\u00e3o haver\u00e1, portanto, esfor\u00e7os resultantes internos, ou ent\u00e3o, para a for\u00e7a externa mais leve, aplicada a um material el\u00e1stico, ir\u00e1 se desenvolver um esfor\u00e7o interno correspondente.<\/p>\n\n\n\n

                Uma for\u00e7a externa embora sendo aplicada em um determinado local de um material, os esfor\u00e7os internos desenvolvidos em raz\u00e3o da for\u00e7a, ser\u00e3o, no entanto, distribu\u00eddos em todo o material.<\/p>\n\n\n\n

                Assim, por exemplo, se um peso de 500 Kg for suportado por uma barra, o esfor\u00e7o total de 500 Kg existir\u00e1 em qualquer se\u00e7\u00e3o transversal da barra.<\/p>\n\n\n\n

                Supondo-se que a barra tenha uma se\u00e7\u00e3o transversal de 10 cm\u00b2, o esfor\u00e7o interno em cada cm\u00b2 da se\u00e7\u00e3o transversal ser\u00e1 de 50 kg; ou seja o esfor\u00e7o unit\u00e1rio ser\u00e1 expresso como 50 kg\/cm\u00b2.<\/p>\n\n\n\n

     ESP\u00c9CIES DE ESFOR\u00c7OS<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

                 Dependendo da posi\u00e7\u00e3o e do sentido das for\u00e7as externas os esfor\u00e7os produzidos em um corpo poder\u00e3o basicamente ser de:<\/p>\n\n\n\n

    Tra\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

     A tra\u00e7\u00e3o \u00e9 produzida por duas for\u00e7as puxando, em sentidos opostos, o mesmo corpo e na mesma linha.<\/p>\n\n\n\n

    A primeira consequ\u00eancia dessa a\u00e7\u00e3o \u00e9 um alongamento do corpo na sua maior dire\u00e7\u00e3o de comprimento, processando-se, ao mesmo tempo, um estreitamento do corpo na sua largura.<\/p>\n\n\n\n

    As part\u00edculas do corpo resistem a essa deforma\u00e7\u00e3o, internamente, at\u00e9 um determinado limite, ap\u00f3s que, entrar\u00e1 o corpo no est\u00e1gio cr\u00edtico ou limite de elasticidade.<\/p>\n\n\n\n

    Desse ponto em diante, se os esfor\u00e7os continuarem a ser aplicados ser\u00e1 atingido, ent\u00e3o, o est\u00e1gio de ruptura.<\/p>\n\n\n\n

    A tra\u00e7\u00e3o \u00e9 a for\u00e7a que puxa, tal como acontece quando um peso \u00e9 suspenso por um cabo.<\/p>\n\n\n\n

           Ela \u00e9 uma das mais importantes for\u00e7as que atuam no avi\u00e3o em voo e tem diferentes efeitos. Todos os cabos, estais e praticamente, todas as unidades da estrutura s\u00e3o afetadas por essa for\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n

    Quando o avi\u00e3o est\u00e1 em voo, a carga do ar mant\u00e9m sob tra\u00e7\u00e3o, as superf\u00edcies inferiores das asas e a parte inferior das se\u00e7\u00f5es das longarinas.<\/p>\n\n\n\n

    A tend\u00eancia das cargas de resist\u00eancia ao avan\u00e7o \u00e9 a de for\u00e7ar as pontas das asas para tr\u00e1s, pela for\u00e7a de tra\u00e7\u00e3o bordos de ataque das asas.<\/p>\n\n\n\n

    Muitas vezes, em virtude da varia\u00e7\u00e3o da carga nas asas em voo, tal como ocorre em ar agitado, uma se\u00e7\u00e3o que normalmente trabalha sob tra\u00e7\u00e3o, pode repentinamente tornar-se uma se\u00e7\u00e3o de compress\u00e3o pela transfer\u00eancia de cargas.<\/p>\n\n\n

    \n
    \"\"

    Tra\u00e7\u00e3o<\/strong><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

    Compress\u00e3o<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

                A compress\u00e3o \u00e9 produzida por duas for\u00e7as aplicadas em sentidos opostos, por\u00e9m, dirigidas para o centro do corpo.<\/p>\n\n\n\n

    As part\u00edculas no interior do corpo passar\u00e3o a ser apertadas ou espremidas conjuntamente. Quando elas n\u00e3o podem mais resistir a um maior esfor\u00e7o de compress\u00e3o se processa a ruptura do corpo.<\/p>\n\n\n\n

    Ela \u00e9 o oposto da tra\u00e7\u00e3o e age geralmente sobre os membros de compress\u00e3o dentro da asa. Quando a sustenta\u00e7\u00e3o est\u00e1 agindo nas asas, enquanto a parte inferior est\u00e1 sob tra\u00e7\u00e3o, a parte superior da se\u00e7\u00e3o trabalha \u00e0 compress\u00e3o.<\/p>\n\n\n

    \"\"\n
    Compress\u00e3o<\/strong><\/figcaption>\n<\/figure>\n\n\n

    Cisalhamento<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

                Quando duas for\u00e7as iguais e opostas agem em \u00e2ngulo reto ao eixo de uma barra e, est\u00e3o muito pr\u00f3ximas uma da outra, s\u00e3o chamadas for\u00e7as de cisalhamento.<\/p>\n\n\n\n

    A tend\u00eancia \u00e9 cortar ou cisalhar a barra. As for\u00e7as de cisalhamento agem no mesmo plano.<\/p>\n\n\n

    \"\"\n
    Cisalhamento<\/strong><\/figcaption>\n<\/figure>\n\n\n

     Flex\u00e3o<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

             Uma carga de flex\u00e3o \u00e9 uma combina\u00e7\u00e3o de tra\u00e7\u00e3o e compress\u00e3o. A longarina de uma asa est\u00e1 quase que constantemente trabalhando \u00e0 flex\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

    Considerando-se uma barra fixa em uma das suas extremidades e aplicando-se uma for\u00e7a externa na outra extremidade, na dire\u00e7\u00e3o em \u00e2ngulo reto ao eixo, resultar\u00e1 antes que tudo, uma rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

    A a\u00e7\u00e3o de reflex\u00e3o da carga aplicada ou momento de flex\u00e3o da carga aplicada, em qualquer ponto ao longo de uma viga, \u00e9 medida pelo produto for\u00e7a (carga) pela dist\u00e2ncia da se\u00e7\u00e3o da viga, \u00e0quele ponto.<\/p>\n\n\n

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    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

     O momento de flex\u00e3o \u00e9 m\u00e1ximo no ponto de suporte da viga. Esse tipo de viga \u00e9 conhecido como \u201cviga cantilever\u201d.<\/p>\n\n\n\n

    No caso de uma viga suportada em ambas extremidades, for aplicada uma carga concentrada no centro da longarina, o momento m\u00e1ximo de flex\u00e3o ocorrer\u00e1 no centro dessa longarina. Se a viga estiver com sobrecarga, ela entrar\u00e1 em ruptura naquele ponto. <\/p>\n\n\n\n

    Tor\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

             Quando a aplica\u00e7\u00e3o de for\u00e7as resulta em movimentos de torcer, temos presente um esfor\u00e7o de tor\u00e7\u00e3o. Isto \u00e9, s\u00e3o esfor\u00e7os que ocasionam um membro torcer ou girar em torno de um eixo, dando margem a uma deforma\u00e7\u00e3o chamada tor\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n

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    Carga de tor\u00e7\u00e3o<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n

    Se a uma haste comprida, fixada em uma extremidade, for aplicada uma for\u00e7a de tor\u00e7\u00e3o na outra extremidade, o momento resultante ocasionar\u00e1 os elementos da haste assumirem uma forma de espiral, similar \u00e0 rosca de um parafuso.<\/p>\n

    Veja um v\u00eddeo de teste da asa de um AIRBUS!<\/h1>\n