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CONEM 2018
X Congresso Nacional de Engenharia Mecânica
ESTUDO DA UTILIZAÇÃO DE LIGAS COM EFEITO MEMÓRIA DE FORMA COMO ATUADORES EM AERONAVES NÃO TRIPULADAS
Submission Author:
João Gabriel Benedito Duarte , RS
Co-Authors:
Mayara Auxiliadora Castilho Benites, João Gabriel Benedito Duarte, Edson Godoy, Marcia Moreira Medeiros
Presenter: João Gabriel Benedito Duarte
doi://10.26678/ABCM.CONEM2018.CON18-0950
Abstract
Ligas com efeito memória de forma (LMFs) têm sido amplamente estudadas, tanto no quesito de análise microestrutural e de propriedades mecânicas, quanto na pesquisa e desenvolvimento de aplicabilidades. Assim, sabendo que estas possuem a capacidade de recuperar a sua forma original a partir da aplicação de cargas termomecânicas, buscou-se fazer um estudo para compreender o seu comportamento e avaliar a possibilidade de utilizá-las em aeronaves, mais especificamente em Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANTs). Com o intuito de otimizar e simplificar alguns sistemas das aeronaves, a fim de que haja melhorias na relação desempenho/peso, é vantajoso substituir os servos mecânicos e sistemas hidráulicos pelas LMFs, que funcionarão como atuadores da aeronave. Como meio de se obter isto, estudou-se o sistema de acionamentoda liga e analisou-se o material a ser utilizado quanto a sua forma, tamanho, composição química, entre outros parâmetros. Em suma, este trabalho pretende investigar e avaliar a aplicação destas ligas com efeito memória de forma em VANTs de pequeno porte, bem como fazer o ensaio mecânico desta liga a fim de averiguar o seu comportamento em resposta a aplicação de uma corrente elétrica. Assim, levantaram-se as ligas comercialmente disponíveis e as suas propriedades e características, fazendo uma análise e ranking das que teriam potencial de uso para a aplicação, visando à viabilidade econômica de cada liga de interesse. Paralelo a este estudo, fez-se cálculos prévios para verificar a força necessária que cada fio desta liga deveria suportar para funcionar como atuador e, após tais análises, optou-se por escolher a liga composta por níquel-titânio, que é comercialmente chamada de Flexinol®. Ademais, buscou-se compreender e selecionar alguns tipos de sistemas de acionamento de fios com efeito memória de forma (EMF) já existentes e que são utilizados no meio aeronáutico. Finalmente, investigando o comportamento do fio, pensou-se em efetuar um ensaio mecânico deste para atestar a corrente de ativação do efeito memória de forma, a corrente máxima do fio até o seu rompimento, o tempo máximo que o fio fica sob o EMF sem perder esta propriedade e o deslocamento máximo do fio durante a ativação do EMF. Uma bancada experimental foi construída e os testes foram realizados. Efetuando o ensaio mecânico, pode-se entender melhor o comportamento do fio, além de comprovar que a corrente de seu acionamento do EMF de fato é a mesma informada pelo fabricante. Além disso, ao realizar o ensaio mecânico, descobriu-se que a corrente máxima que o fio rompe sob efeito de uma massa constante é de 0,6 A e que o seu deslocamento máximo quando ativado pela corrente de 0,2 A é, em média, de 0,0132 m. Por outro lado, pode-se entender que o fio perde a sua propriedade de EMF quando submetido a uma mesma corrente, abaixo da corrente de rompimento, em um longo período de tempo e que, portanto, torna-se interessante que o seu uso seja dado quando não necessite de aplicação contínua e constante de corrente elétrica por um grande intervalo de tempo. Desta forma, isto proporciona ter um novo olhar para o desenvolvimento de um sistema de acionamento deste fio, de forma a evitar que ele perca sua propriedade EMF ou se rompa no meio de sua aplicação. Todavia, entende-se que neste aspecto, estudos mais aprofundados sejam necessários para investigar o seu comportamento.
Keywords
ligas com efeito memória de forma, veículos aéreos não-tripulados, ensaio mecânico
