Modelagem e otimização de uma placa metamaterial piezelétrica adaptativa para melhor desempenho vibroacústico

• Processo: 24/20273-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Carlos de Marqui Junior
• Beneficiário: Leopoldo Vilella Cardoso Ribeiro
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/15894-0 - Projeto e Otimização de Estruturas Periódicas para aprimoramento de Desempenho Vibroacústico, AP.TEM
• Assunto(s): Método dos elementos finitos Metamateriais Otimização Piezoeletricidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Elementos Finitos | metamateriais | otimização | piezeletricidade | vibro-acústica | Dinâmica dos corpos elásticos

Resumo

Metamateriais são uma classe de materiais projetados que exibem propriedades que não ocorrem naturalmente ou que não são obtidas a partir de seus materiais constituintes. Metamateriais elásticos/acústicos podem alterar a propagação de ondas elásticas por meio da geração de faixas de frequência de forte atenuação de ondas (bandgaps), que são resultantes do espalhamento de ondas em zonas de descontinuidade de impedância periódica (espalhamento de Bragg) ou são geradas pelas células unitárias ressonantes que os compõem. Por sua vez, materiais inteligentes piezelétricos têm sido utilizados nos últimos anos para obter metaestruturas piezelétricas ressonantes, lineares e não lineares, com propriedades eletromecânicas programáveis. O objetivo desta proposta é aprofundar os estudos sobre a vibração de metamateriais piezelétricos, que começaram com um projeto de pesquisa anterior financiado pela FAPESP sobre a modelagem de vigas piezelétricas, através da modelagem e otimização de uma placa de metamaterial piezelétrico em direção a metasestruturas adaptativas e programáveis. Portanto, este projeto aborda disciplinas básicas, como dinâmica estrutural e otimização, bem como assuntos importantes relacionados à pesquisa no domínio da vibração e acústica, como simulações lineares por elementos finitos de vigas e placas, propagação de ondas elásticas em sólidos, piezeletricidade linear e sistemas de materiais inteligentes.