Dissertação
Design, Build and Test of a UAV Wing. A Study on the Interaction Between Topology Optimization and Additive Manufacturing EVALUATED
À medida que os avanços em otimização de topologia materializam-se em aplicações industriais, a tecnologia de fabrico aditivo torna a sua produção uma realidade. Este trabalho tem como objetivos a conceção, produção e teste de uma asa de um UAV otimizada topologicamente e produzida recorrendo a impressão 3D. Primeiro, uma campanha de testes experimentais foi realizada recorrendo a simples vigas de PLA para ganhar conhecimento prático na realização de ensaios experimentais modais e verificar o efeito da variação da direção de fabrico num caso de teste simples. Seguidamente, um modelo de otimização de topologia foi desenvolvido para um perfil alar NACA 0012, com uma distribuição de pressão correspondente a um ângulo de ataque de 10 graus. Um estudo preliminar simplificado identificou os parâmetros que mais afetariam a solução final e a influência que a variação da direção de fabrico teria na topologia final. 5 soluções finais distintas foram desenvolvidas que realçaram os efeitos da variação de fração de volume e a influência da direção de fabrico. Amostras foram produzidas, quando possível, e as soluções foram comparadas numericamente quanto à sua resposta à solicitação aerodinâmica definida, e uma análise modal experimental foi utilizada para relacionar os resultados numéricos com as amostras produzidas. Concluiu-se que um aumento na fração de volume traduz-se em melhoria de resultados menor, quanto maior esta for, e que a direção de fabrico ideal seria do bordo de ataque ao bordo de fuga, com uma maior dificuldade de produção.
janeiro 26, 2021, 9:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Frederico José Prata Rente Reis Afonso
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Auxiliar Convidado
