Projeto de microsistemas eletrotermomecânicos (ETM) utilizando o método de otimização topológica (MOT) considerando a resposta térmica transiente

• Processo: 10/02263-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2010
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2011
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Projetos de Máquinas
• Pesquisador responsável: Emílio Carlos Nelli Silva
• Beneficiário: Ruben Andres Salas Varela
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Método dos elementos finitos Simulação por computador Sistemas microeletromecânicos Mecatrônica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Elementos Finitos | Mems Eletrotermomecânicos | otimização topológica | Resposta Transiente | Simulação Computacional | Sistemas microeletromecânicos | Mecatrônica

Resumo

Sistemas microeletromecânicos ou MEMS em inglês são sistemas mecânicos em escalas micrométricas. No Brasil e no mundo o interesse científico nesta área tem crescido de forma considerável, gerando investimentos em pesquisa e aplicações industriais. O desenvolvimento de métodos para projetar sistematicamente estes sistemas ainda está em estágio inicial, recorrendo-se geralmente à intuição, experiência e abordagens de tentativa e erro; em contraste com as técnicas de processo e microfabricação, que estão em altos níveis de maturidade e sofisticação. Entre os sistemas microeletromecânicos encontram-se os do tipo eletrotermomecânico (ETM) que são acionados mediante o aquecimento da sua estrutura, devido a uma corrente elétrica, que induz uma deformação por efeito termoelástico. Uma das técnicas utilizadas na etapa de projeto, é a Otimização Topológica (OT) que se destaca por ser genérica e sistemática. Esse trabalho de mestrado tem por objetivo utilizar o Método de Otimização Topológica (MOT) no projeto de microsistemas ETM levando em conta a resposta térmica transiente de forma a reduzir o tempo de resposta e maximizar o deslocamento de saída do microsistema. Como os tempos de resposta dos diferentes domínios envolvidos nas estruturas ETM são de diferentes ordens de grandeza, e se deseja uma resposta transiente rápida, amortecida e nula ao alcançar equilíbrio, é necessário minimizar o tempo de resposta dos fenômenos mais lentos, como são os processos térmicos, com o fim de melhorar o seu desempenho. O trabalho dá continuidade à linha de pesquisa do Laboratório de Sensores e Atuadores da EPUSP, relacionada com o projeto de mecanismos flexíveis, microsistemas ETM, eletrostáticos e piezelétricos (AU)

Publicações científicas

(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)

MOTTA MELLO, LUIS AUGUSTO; SALAS, RUBEN ANDRES; NELLI SILVA, EMILIO CARLOS. On response time reduction of electrothermomechanical MEMS using topology optimization. COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING, v. 247, p. 93-102, 2012. (10/02263-0, 11/02387-4, 09/18210-6)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

VARELA, Ruben Andres Salas. Projeto de microsistemas eletrotermomecânicos (ETM) utilizando o método de otimização topológica (MOT) considerando a resposta térmica transiente.. 2012. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC) São Paulo.