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

Processo: 10/02263-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2010
Vigência (Término): 31 de agosto de 2011
Área do 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

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. Citações Web of Science: 11.

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