Proposta de método para seleção de materiais para componentes estruturais de VANTs - Niero, João Pedro [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
Se a seleção de materiais é uma etapa de fundamental importância em qualquer projeto mecânico, em projetos do setor aeronáutico e aeroespacial ela é de fato primordial. Com a utilização crescente de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) para as mais diversas aplicações, ter ferramentas que auxiliem no processo de seleção de material é muito útil especialmente na fase de projeto preliminar. O presente trabalho propõe um método baseado no uso combinado do método de Ashby com o método de Pahl & Beitz para classificação de materiais para componentes estruturais internos de um VANT tipo flying wing. Para além do Índice de Mérito obtido através por meio do método de Ashby, o método proposto também leva em consideração a influência do custo, da dificuldade de fabricação e da resistência à corrosão, ou seja, torna mais completo visto que passa a considerar outras variáveis que também são relevantes para a escolha do material. Estes fatores são considerados para a escolha do material, e cada um deles têm um índice de mérito que é definido pelo usuário de acordo com a priorização das diferentes variáveis de projeto. Este método combinado foi implementado utilizando o Microsoft® Excel, e diferentes cenários foram simulados com o intuito de verificar a influência da priorização das variáveis de projetos consideradas. Como resultado, observou-se que para a maioria dos casos considerados as ligas de alumínio apareceram como a escolha mais viável, uma vez que as mesmas são leves, apresentam bons níveis de rigidez, resistência à corrosão e boas características de processamento e conformação na forma desejada quando comparadas as demais classes de materiais que analisadas no presente trabalho. Todavia, os materiais compósitos também se apresentam como bons candidatos quando o Índice de Mérito tem maior peso na escolha, uma vez que apresentam a melhor relação entre o módulo de elasticidade e a densidade.

If material selection is a fundamentally important step in any mechanical project, in projects in the aeronautical and aerospace sector it is in fact essential. With the increasing use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for the most diverse applications, having tools that assist in the material selection process is very useful, especially in the preliminary design phase. The present work proposes a method based on the combined use of the Ashby‟s methodology and Pahl & Beitz method for classifying materials for internal structural components of a flying wing UAV. In addition to the Performance Index obtained through the Ashby method, the proposed method also takes into account the influence of cost, manufacturing difficulty and corrosion resistance, it becomes more complete as it starts to consider other variables which are also relevant in a material selection. These factors are considered when choosing the material, and each of them has a performance index that is defined by the user according to the prioritization of different project variables. This combined method was implemented using Microsoft® Excel, and different scenarios were simulated in order to verify the influence of the prioritization of the project variables considered. As a result, it was observed that for the majority of cases considered, aluminum alloys appeared as the most viable choice, since they are light, have good levels of stiffness, corrosion resistance and good processing characteristics when compared to the other classes of materials analyzed in this work. However, composite materials also present themselves as good candidates when the Performance Index has greater weight in the choice, since they present the best relationship between Young‟s modulus and density.
Proposal for a material selection method for UAV structural components
Keywords: Aeronáutica; Ciência dos materiais; Drone