Title

A BRIEF HISTORY ABOUT MULTIPLE SITE DAMAGE (MSD) AND CURRENT AVAILABLE METHODOLOGIES TO PREDICT ITS EFFECT IN REAL AIRCRAFT FUSELAGE STRUCTURES

UMA BREVE HISTÓRIA SOBRE DANO POR MÚLTIPLAS TRINCAS (MSD) E AS ATUAIS METODOLOGIAS DISPONÍVEIS PARA PREDIÇÃO DO SEU EFEITO EM ESTRUTURAS AERONÁUTICAS

Authorship

CHACON, HAROLDO; CHAVES, CARLOS EDUARDO

CHACON, HAROLDO

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CHAVES, CARLOS EDUARDO

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DOI

10.5151/2594-5327-16140

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Abstract

Desde o acidente com um Boeing 737 da Aloha Airlines em 1988 o estudo de danos múltiplos (MSD) tornou-se um dos temas mais importantes da pesquisa do campo do envelhecimento de aeronaves pelos órgãos certificadores e pela indústria aeronáutica em geral. O problema de MSD está se tornando ainda mais relevante uma vez que muitas companhias aéreas, impulsionadas por reduções contínuas na tarifa média dos vôos, estão cada vez mais investindo na extensão da vida de aeronaves para suas frotas. O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma visão geral do fenômeno do MSD e para definir as metodologias atualmente disponíveis para estimativa do efeito do MSD nas estruturas das fuselagens de aeronaves com base em modelos já desenvolvidos pelos órgãos certificadores e academia. Diferentes métodos de predição da resistência residual de elementos estruturais com múltiplas trincas serão discutidos. Uma breve discussão sobre os métodos mais simples e verificação preliminar usando o modelo de Link-Up será apresentada, e metodologias recentes baseadas no Crack Tip Opening Angle (CTOA) serão discutidos em detalhe. A fim se de verificar a aceitação de metodologias e suas limitações, a comparação entre os resultados analíticos e os dados experimentais fornecidos na literatura para amostras padrão será apresentada. Os autores discutem também os trabalhos futuros e os próximos passos a serem desenvolvidos a fim de definir a aplicação dos procedimentos padronizados que consideram o efeito do MSD durante o desenvolvimento da uma aeronave.

Since the accident with an Aloha Airliners Boeing 737 in 1988, the study of Multiple Site Damage (MSD) has became one of the most important topics of research in the field of aging aircraft by regulatory agencies and by aerospace industry in general. MSD is becoming even more relevant as long as many airlines, pushed by continuous reductions in the average flying fares, are increasingly investing in extension of aircraft lives for their fleets. The present work has as a main objective to present an overview of the MSD phenomenon and to outline the current available methodologies to estimate the MSD effect in real aircraft fuselage structures based on already developed models by regulator and academies. Different methods to predict residual strength of structural elements with multiple cracks will be discussed. A brief discussion about the simplest and preliminary verification using Link-Up model is presented and more detailed and recent methodologies based on Crack Tip Opening Angle (CTOA) are discussed in some detail. In order to verify the methodologies acceptance and limitations, a comparison between analytical results and experimental data provided in the literature for standard specimens is performed. The authors will also discuss the future works and next steps to be developed in order to define the implementation of standard procedures which take in to account the MSD effect during the aircraft development.

Keywords

Dano por múltiplas trincas; Tolerância ao dano; Análise estrutural em aeronaves.

Multiple site fatigue damage; Damage tolerance; Aircraft structural analysis.