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Introdução ao Projeto de 
Aeronaves
Aula 32 – Materiais Aeronáuticos
Tópicos Abordados
� Materiais Empregados na Indústria 
Aeronáutica. 
� Definições e Propriedades Mecânicas.
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Principais Materiais Utilizados na 
Indústria Aeronáutica
� Alumínio.
� Titânio.
� Madeira.
� Fibra de Vidro.
� Fibra de Carbono.
� Aço.
� Ligas Metálicas em Geral.
� Materiais Compostos.
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Alumínio
� O alumínio possui uma combinação única de propriedades que o 
tornam um material de construção versátil, altamente utilizável e 
atrativo.
� Propriedades do Alumínio:
� Leve e com baixa densidade
� Resistência
� Elasticidade
� Plasticidade
� Fácil de trabalhar
� Fácil de soldar
� Fácil de montar
� Resistente à corrosão
� Bom condutor
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Propriedades Mecânicas do Alumínio
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958255–290T6Al Mg Si1,06351
9010240–260T6–6262
9010225–265T6–6261
788172–200T6E-Al Mg Si0,56101
608105–145T5Al Mg Si0,56063
65 
95
16 
8
110 
240
–
–
180 
260
T4 
T6
Al Mg Si Cu6061
608105–145T5Al Mg Si0,56060
47 
68
17 
4
65 
180
215 
285
170 
235
O 
H34
Al Mg2,55052
28 
41 
–
19 
2 
–
35 
115 
137
145 
185 
–
105 
145 
157
O 
H14 
H19
Al Mg1,05005
28 
40
19 
2
35 
125
145 
200
95 
150
O 
H14
Al Mn0,5 Mg0,53105
28 
40
22 
3
35 
115
130 
180
95 
140
O 
H14
Al Mn Cu3003
–
100
16 
10
125 
275
–
–
275 
370
T4 
T8
Al Cu Pb Bi2011
20
30
22
3
-
-
95
130
55 
95
O
H14
E-Al1350
23 
32
22 
3
25 
95
105 
145
75 
110
O 
H14
Al 99,01200
23 
32
22 
3
25 
95
105 
145
75 
110
O 
H14
–1100
20
26
22 
3
15 
70
95 
130
55
95
O
H14
Al 99,51050
Dureza
Brinell
(HB)
Alongamento
Mínimo
"50mm"(%)
Limite de
Escoamento
Mpa (N/mm²)Mín.
Limite de
Resistência
à Tração
Mpa (N/mm²)Máx.
Limite de
Resistência
à Tração
Mpa (N/mm²)Mín.
TêmperaDINLiga
ABNT
ASTM
Nomenclatura da Tabela
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1) Os valores indicados não implicam garantia formal.
2) Os dados de tensão são expressos na unidade megapascal (Mpa), equivalente a 
1N/mm2.
3) Classificação das Têmperas:
O - Recozido: Aplica-se a produtos acabados, no estado em que apresentam o menor 
valor de resistência mecânica.
H - Encruada: Aplica-se a produtos de ligas não tratáveis termicamente, ou seja, ligas 
onde o aumento da resistência mecânica se consegue apenas por deformação plástica 
a frio (encruamento).
F - Como Fabricada: Aplica-se aos produtos obtidos através de processos de 
conformação em que não se emprega qualquer controle especial sobre as condições 
térmicas ou de encruamento. Não se especificam limites para as propriedades 
mecânicas.
T - Tratada Termicamente: Aplica-se aos produtos que sofrem tratamento térmico 
com ou sem deformação plástica complementar, que produz propriedades físicas 
estáveis e diferentes das obtidas com "F", "O" e "H".
4) Para as ligas com têmpera H114, utilizar os limites especificados na têmpera "O".
5) Para as ligas com têmpera H154, utilizar os limites especificados na têmpera "H14".
6) Para maetriais laminados, os valores de alongamento correspondem às espessuras 
de 0,63 a 1,20mm. 
Propriedades do Alumínio 
Comparadas a Outros Materiais
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SimSimSimSimSoldável
SimNãoSimSimNão-magnético
60-100121724Coeficiente de expansão linear x10
-6
/ 
o
C
0,1576400200Conductividade térmica W/m 
o
C
-75529Conductividade eléctrica m/Ohm-mm2
-50-80-50-500-200-300-250–150Amplitude da temperatura de trabalho 
o
C
8015001080660Ponto de fusão 
o
C
1.4007.8008.9002.700Densidade kg/m
3
3.000210.000125.00070.000Elasticidade/Módulo de Young MPa
25202515Ductibilidade/Alongamento %
50400250250Resistência/Tensão de ruptura N/mm
2
PlásticoAço
371
CobreAlumínio
Ligas de Alumínio
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Ligas de alumínio-lítio8XXX
Ligas de alumínio-zinco-magnésio7XXX
Ligas de alumínio-magnésio-sílica6XXX
Ligas de alumínio-magnésio5XXX
Ligas de alumínio-sílica4XXX
Ligas de alumínio-manganês3XXX
Ligas de alumínio-cobre2XXX
Alumínio com no mínimo 99% de pureza1XXX
ComposiçãoClassificação
Alumínio Aeronáutico
� As ligas de alumínio das séries aeronáuticas 
(2XXX e 7XXX) possuem como características 
principais os elevados níveis de resistência 
mecânica que, aliadas a baixa densidade do 
metal e a facilidade de conformação e usinagem, 
transformam o alumínio em uma das melhores 
opções para a fabricação de dispositivos e 
estruturas aeronáuticas. 
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Alumínio Aeronáutico Série 2XXX
� As ligas de alumínio da série 2XXX são ligas com cobre 1,9-6,8% e 
muitas vezes contêm adições de manganês, magnésio e zinco. 
� Seu endurecimento por precipitação tem sido amplamente estudado.
� Elas são usadas para aplicações tais como, forjamento, extrusão e 
tanques de armazenamento de gás liquefeito de transporte civil e 
aeronaves supersônicas. 
� Essas ligas têm menores taxas de crescimento de trinca e, portanto, 
têm melhor desempenho em fadiga do que as ligas da série 7XXX. 
� Portanto, estas são utilizadas nas asas e na parte inferior da 
fuselagem.
� As ligas utilizadas são 2224, 2324 e 2524 (ambas as versões 
modificadas de 2224). Estas ligas são geralmente compostas por 
99,34% de alumínio puro para maior resistência à corrosão. 
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Alumínio Aeronáutico Série 7XXX
� O sistema Al-Zn-Mg oferece o maior potencial de 
endurecimento por precipitação (de ligas de alumínio).
� O cobre muitas vezes é adicionado para melhorar a 
resistência à corrosão sob tensão (com o inconveniente 
de reduzir a soldabilidade). 
� Fissuração por corrosão diminui a resistência com o 
aumento da relação Zn:Mg. 
� A fissuração por corrosão têm sido a maior restrição 
sobre o uso dessas ligas, mas eles ainda têm sido usados 
em, vagões, aeronaves militares e civis. 
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Aplicações de Alumínio em Aeronaves
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Características do Titânio
� Por ser um metal leve, é usado em ligas 
para aplicação na indústria aeronáutica e 
aeroespacial. 
� Foi escolhido para essa função por 
suportar altas temperaturas, característica 
indispensável em mísseis e naves 
espaciais. 
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Propriedades do Titânio
� Algumas importantes propriedades físicas do titânio 
comercialmente puro (sem elementos de liga) estão 
relacionadas na tabela a seguir. 
� Note que a densidade deste metal é de aproximadamente 
56% da maioria dos aços liga, e que seu módulo de 
elasticidade da aproximadamente 50%. 
� A expansão térmica é também de aproximadamente 50% 
em relação ao aço inoxidável e um pouco menor do que a 
do aço carbono. 
� A condutividade térmica é aproximadamente a mesma do 
aço inox.
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Propriedades Físicas do Titânio
� Propriedades físicas do titânio sem elementos de liga
� Densidade: 0,163 lbs/in³ (4,51 g/cm3)
� Fusão: 3000 – 3100°F 164°C à 170°C
� Temperatura de transição Beta: 1675°F +_ 25°F 898°C à 926°C
� Estrutura molecular à temperatura ambiente: HCP
� Estrutura molecular acima da temperatura Beta: BCC
� Módulo de elasticidade ( tensão ): E = 14,9 x 10 6 PSI
� Módulo de elasticidade (compressão): E = 13,0 x 14,0 x 10 6 PSI
� Módulo de elasticidade (torção): G = 6,5 x 10 6 PSI
� Razão de Poisson: 0,34
� Dureza: BHN 190 (~= 192 Vickers)
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Aplicação de Titânio no Trem de 
Pouso do Boeing 787
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Madeira Aeronáutica - Freijó
� Aplicações em hélices e estruturas 
aeronáuticas, tanto de aeronaves 
experimentais (substituindo a sitka e o 
"spruce" comum nosEUA) como reposição 
de componentes de aeronaves antigas. 
Seu uso aeronáutico é homologado pelo 
CPT. Algumas aeronaves tradicionais 
brasileiras como o paulistinha têm largo 
emprego de freijó em sua estrutura. 
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Propriedades Mecânicas - Freijó
� Físicas
� Densidade de massa (ρ):
aparente verde: 920 kg/m³
aparente a 15% de umidade: 590 kg/m³
básica: 480 kg/m³
� Mecânicas
� Flexão
� Resistência - FM: 
Madeira verde: 79,9 MPa
Madeira seca (15% de umidade): 93,7 MPa
� Módulo de Ruptura: 
� verde: 65,0 MPa
� seca: 95,2 MPa
� Módulo de elasticidade: 
verde: 8.500 MPa
seca: 11.101 MPa
� Limite de proporcionalidade: 
� verde: 34,4 MPa
� Compressão
� Resistência – Fc0: 
Madeira verde: 36,6 MPa
Madeira seca (15% de umidade): 27,9 MPa
� Módulo de elasticidade: 
� verde: 14.631 MPa
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Aplicações de Madeira na Construção de 
Aeronaves
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Materiais Compósitos
� Fibra de vidro: é o material compósito produzido 
basicamente a partir da aglomeração de finíssimos 
filamentos flexíveis de vidro com resina poliéster (ou outro 
tipo de resina) e posterior aplicação de uma substância 
catalisadora de polimerização. o material resultante é
geralmente altamente resistente, possui excelentes 
propriedades mecânicas e baixa densidade.
� Permite a produção de peças com grande variedade de 
formatos e tamanhos, tais como placas para montagem 
de circuitos eletrônicos, cascos e hélices de barcos, 
fuselagens de aviões, peças para inúmeros fins industriais 
em inúmeros ramos de atividade, carroçarias de 
automóveis, e em milhares de outras aplicações.
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Materiais Compósitos
� Fibra de carbono: as fibras carbônicas ou fibras de 
carbono são matérias-primas que provém da pirólise de 
materiais carbonáceos que produzem filamentos de alta 
resistência mecânica usados para os mais diversos fins, 
entre estes motores de foguetes (naves espaciais).
� Estes materiais compósitos, também designados por 
Materiais plásticos reforçados por fibra de carbono 
("CFRP - Carbon Fiber Reinforced Plastic)" estão neste 
momento a assistir a uma demanda e um 
desenvolvimento extremamente elevados por parte da 
indústria aeronáutica, na fabricação de peças das asas.
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Propriedades da Fibra de Carbono
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Aplicações de Materiais Compósitos 
em Aeronaves
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Materiais Compósitos no EMB-314
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Aplicação dos Materiais Compósitos na 
Estrutura do Boeing 757-200
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Aplicação dos Materiais Compósitos na 
Estrutura do EMB-170
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Materiais Aplicados na Construção do F-14
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Principais Materiais Utilizados no 
Aeromodelismo
� Isopor
� Alumínio.
� Madeira Balsa.
� Compensado Aeronáutico.
� Películas de Entelagem.
� Colas.
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Aplicação dos Materiais Mais Comuns 
Utilizados na Estrutura de um Aeromodelo
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Entelagem – Película Termo-Ativa
Asa – Balsa e Compensado 
Aeronáutico
Fuselagem – Balsa e 
Compensado 
Aeronáutico
Trem de Pouso – Alumínio 
Estrutura de um Aeromodelo - Peças
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Estrutura de um Aeromodelo - Colas
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Estrutura de um Aeromodelo - Madeira
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Estrutura de um Aeromodelo - Revestimento
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Principais Materiais Utilizados no 
AeroDesign
� Alumínio.
� Madeira Balsa.
� Compensado Aeronáutico.
� Fibra de Carbono.
� Ligas Metálicas em Geral.
� Materiais Compostos.
� Colas.
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Aplicação dos Materiais Mais Comuns 
Utilizados na Estrutura de um AeroDesign
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Aplicação dos Materiais Mais Comuns 
Utilizados na Estrutura de um AeroDesign
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Aplicação dos Materiais Mais Comuns 
Utilizados na Estrutura de um AeroDesign
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Aplicação dos Materiais Mais Comuns 
Utilizados na Estrutura de um AeroDesign
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Aplicação dos Materiais Mais Comuns 
Utilizados na Estrutura de um AeroDesign
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Aplicação dos Materiais Mais Comuns 
Utilizados na Estrutura de um AeroDesign
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Aplicação dos Materiais Mais Comuns 
Utilizados na Estrutura de um AeroDesign
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Tema da Próxima Aula
� Cálculo Estrutural das Asas. 
� Cálculo Estrutural da Empenagem.
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