Uma proposta de metodologia para otimização em confiabilidade de blindagem aeronáutica a partir de simulações computacionais.

Abstract

Neste trabalho é abordado um problema de confiabilidade de uma blindagem de uso aeronáutico, modelada a partir de simulações usando elementos finitos. O trabalho de pesquisa visa aspectos tecnológicos dos materiais empregados e a modelagem numérica da dinâmica projétil-blindagem. Esta blindagem é projetada para ser colocada no piso da aeronave para proteger a tripulação. A confiabilidade da blindagem está associada à sua capacidade de não falhar sob impacto, para critérios de desempenho previamente definidos. Por outro lado, o aumento de peso associado à presença da blindagem pode afetar restrições operacionais da aeronave, como, por exemplo, o deslocamento máximo admissível para o seu centróide, que, se excedido, poderia desestabilizar a aeronave. Assim, é essencial modelar uma blindagem confiável, mas que não atinja as restrições impostas de projeto. Para a blindagem ótima obtida uma análise de confiabilidade foi realizada para três diferentes critérios de desempenho, supondo suas variáveis aleatórias como normais. O primeiro critério está relacionado ao desempenho do restante da velocidade do projétil após algum tempo de simulação. Neste caso, uma velocidade aceitável após este tempo de simulação não deve exceder 3% da velocidade inicial do projétil. O segundo critério está relacionado com o deslocamento máximo da última camada oposta ao projétil, que foi assumido não exceder 2 mm. Finalmente, o terceiro critério de desempenho está relacionado com o número remanescente de camadas do material compósito após o impacto. Para este critério foi assumido que duas camadas restantes é um número aceitável para a não perfuração da blindagem. A confiabilidade da blindagem foi avaliada com base nos três critérios de desempenho e comparada nos pontos ótimo e médio dos parâmetros de projeto. O melhor resultado para a confiabilidade da blindagem foi obtido no ponto ótimo, o qual foi encontrado utilizando uma técnica de otimização, com funções objetivo e equações de restrição obtidas a partir de metamodelos construidos através de simulações computacionais.