Dispositivos piezocompósitos inovadores para nanoposicionamento e coleta de energia

• Processo: 11/02387-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2013
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Projetos de Máquinas
• Pesquisador responsável: Emílio Carlos Nelli Silva
• Beneficiário: Emílio Carlos Nelli Silva
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecatrônica Nanotecnologia Pizoeletricidade Transdutores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: coletores de energia | materiais gradados funcionais (MGF) | materiais piezocompósitos | nanoposicionadores | otimização topológica | Transdutores Piezelétricos | Mecatrônica

Resumo

Esse projeto de pesquisa visa o desenvolvimento de dispositivos (ou transdutores) piezocompósitos inovadores que consistem essencialmente em estruturas laminadas multi-camadas e em transdutores baseados no conceito MGF (material com gradação funcional) focando aplicações para nanoposicionamento e coleta de energia ("energy harvester"). MGF são materiais que possuem propriedades com gradação contínua ao longo do domínio. Os transdutores piezocompósitos laminados são compostos por camadas de material piezelétrico, metálica e de material compósito (matriz epóxi com fibras de carbono ou de vidro). Os transdutores MGF consistem numa estrutura metálica MGF acoplada (fixada) a uma piezocerâmica. A pesquisa compreende o projeto, simulação, fabricação (em meso escala) e caracterização experimental desses dispositivos. O projeto desses dispositivos é complexo e pode ser obtido através do método de otimização topológica (MOT) que combina algoritmos de otimização e de elementos finitos para projeto de peças com topologia complexa. No caso dos transdutores piezocompósitos laminados a formulação de MOT visa o projeto quase-estático e dinâmico de forma a determinar simultaneamente a localização ótima (topologia) dos materiais nas diversas camadas, o sinal de polarização do material piezelétrico, bem como o ângulo da fibra na camada compósita. No caso dos transdutores piezelétricos MGF a formulação de MOT visa o projeto quase-estático de forma a encontrar simultaneamente sua topologia e gradação ótimas. Em ambos os casos, o objetivo é maximizar deslocamentos em pontos especificados ou a conversão de energia. (AU)

Publicações científicas

(10)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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