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Projeto e Verificação Experimental de um Pitch Link Semi-Ativo para Redução de Vibrações em Helicópteros

Processo: 13/15264-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2013
Vigência (Término): 27 de setembro de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Estruturas Aeroespaciais
Pesquisador responsável:Carlos de Marqui Junior
Beneficiário:Marcel Araujo Clementino
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):15/04804-2 - Projeto e verificação experimental de um pitch link semi-ativo para redução de vibrações em helicópteros, BE.EP.DR
Assunto(s):Helicópteros

Resumo

Os materiais piezelétricos tem sido amplamente utilizados em pesquisas que visam a atenuação de vibrações em diversos ramos da engenharia. Em geral, os sistemas de controle de vibrações são classificados como sistemas ativos ou sistemas passivos. No primeiro caso, o efeito piezelétrico inverso é utilizado e uma fonte externa de energia é necessária para a alimentação do sistema e de todos os equipamentos utilizados. No segundo caso, o efeito piezelétrico direto é utilizado e circuitos relativamente simples, compostos por elementos passivos, são conectados aos materiais piezelétricos com o intuito de dissipar a energia mecânica convertida em energia elétrica. Recentemente, estes materiais passaram a ser conectados a circuitos chaveados para o tratamento não-linear de sua saída elétrica (tensão/corrente), resultando nos controladores semi-ativos e semi-passivos. Diferentes configurações de circuitos piezelétricos chaveados são apresentadas na literatura para a atenuação de vibrações. Algumas delas podem ser diretamente comparadas com sistemas mecânicos apresentados para a redução de vibrações em helicópteros. Um desses sistemas é o pitch link ativo apresentado e recentemente testado com sucesso por pesquisadores canadenses. Tal sistema possibilita a combinação de molas para o controle da variação de rigidez no pitch link. Tal alteração de propriedades quando realizada em momentos adequados propicia a atenuação de freqüências relevantes para o conforto de passageiros de helicópteros. Apesar dos bons resultados obtidos com o pitch link ativo, alguns pontos negativos são apontados, como dependência de uma fonte externa de energia para seu funcionamento e possibilidade de falhas mecânicas. Assim, o objetivo deste projeto é desenvolver um pitch link semi-ativo, autoalimentado, utilizando materiais piezelétricos e o tratamento não-linear do sinal elétrico gerado por tais materiais. A nova configuração proposta envolve um sistema eletromecânico em estado sólido do qual se espera bom desempenho na redução de vibrações, evitando também os problemas apontados no caso do pitch link ativo.

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)
SILVA, TARCISIO MARINELLI PEREIRA; CLEMENTINO, MARCEL ARAUJO; DE SOUSA, VAGNER CANDIDO; JUNIOR, CARLOS DE MARQUI. An Experimental Study of a Piezoelectric Metastructure With Adaptive Resonant Shunt Circuits. IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, v. 25, n. 2, p. 1076-1083, APR 2020. Citações Web of Science: 0.
SILVA, TARCISIO M. P.; CLEMENTINO, MARCEL A.; DE MARQUI, JR., CARLOS; ERTURK, ALPER. An experimentally validated piezoelectric nonlinear energy sink for wideband vibration attenuation. Journal of Sound and Vibration, v. 437, p. 68-78, DEC 22 2018. Citações Web of Science: 2.

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Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa

Solicitação em análise e dentro do prazo legal de sigilo previsto na legislação BR1020180004344 - Universidade de São Paulo (USP) . Solicitação em análise e dentro do prazo legal de sigilo previsto na legislação - 08 de janeiro de 2018