Efeito das vibrações mecânicas através da análise modal e harmônica da asa de uma aeronave aerodesign pelo método dos elementos finitos

O presente trabalho analisa os efeitos das vibrações mecânicas na asa de um protótipo de aeronave da equipe Uirapuru Aerodesign, utilizando a análise modal através do Método dos Elementos Finitos (MEF). O objetivo consistiu em avaliar o comportamento dinâmico da asa e a possibilidade de ocorrência de fenômenos aeroelásticos, como a ressonância e o flutter, sob condições representativas de voo nivelado. A metodologia envolveu a modelagem geométrica da asa em CAD, a definição das propriedades mecânicas dos materiais compósitos utilizados e a execução de análises modais e harmônicas no software ANSYS. O estudo de convergência de malha assegurou a estabilidade numérica dos resultados para elementos de até 0,028 m de tamanho, enquanto a análise modal revelou seis modos de vibração com frequências naturais variando entre 36,22 Hz e 291,05 Hz. Verificou-se que os deslocamentos predominam na direção vertical (eixo Y), enquanto a força de excitação aplicada atua no eixo Z, caracterizando ausência de acoplamento entre as direções de excitação e vibração. Dessa forma, não se observou amplificação vibratória significativa nem indícios de instabilidade aeroelástica, evidenciando a estabilidade estrutural da asa sob as condições simuladas. O estudo confirma a eficiência do MEF como ferramenta de análise e validação no projeto de aeronaves educacionais, contribuindo para o aprimoramento estrutural e a segurança operacional.