Estudo experimental do controle ativo de vibracoes em vigas sanduiche usando atuadores piezoeletricos em cisalhamento.

• Processo: 06/00288-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2006
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2006
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Marcelo Areias Trindade
• Beneficiário: Rafael Picolo Gonzaga de Azevedo
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais piezoelétricos Controle de vibrações
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Controle De Vibracoes | Materiais Piezoeletricos | Vigas Sanduiche | Controle de Vibrações

Resumo

O uso de materiais piezoelétricos, na função de sensores e atuadores distribuídos, para o controle de vibrações estruturais tem um enorme potencial de aplicação nas indústrias aeronáutica, aeroespacial e eletroeletrônica. Em geral, utiliza-se pastilhas piezoelétricas polarizadas transversalmente e coladas na superfície da estrutura a ser controlada, de forma que as pastilhas trabalham no modo chamado de extensão. Entretanto, este modo de ação é ineficiente para pastilhas inseridas em uma estrutura laminada. Uma das alternativas é a inserção de pastilhas piezoelétricas polarizadas ao longo de seu comprimento. Este conceito inovador faz a pastilha piezoelétrica induzir um cisalhamento na estrutura. Estudos anteriores indicam que o modo de extensão é, em geral, mais eficiente para controlar estruturas muito flexíveis porém sua eficiência depende fortemente da posição e comprimento do atuador. Já o modo de atuação por cisalhamento parece ser mais efetivo para controlar estruturas menos flexíveis e menos dependente da posição e comprimento do atuador. Do ponto de vista construtivo, o modo de extensão facilita montagem, acesso e manutenção, mas submete o atuador a altas tensões e a possíveis impactos. Já o modo de cisalhamento pode ser de mais difícil construção mas promove menores tensões e um encapsulamento natural no atuador. Este trabalho visa desenvolver um estudo experimental do controle ativo de vibrações em vigas usando os modos de extensão e de cisalhamento para fins de comparação de desempenho e de aspectos construtivos e operacionais. Primeiramente, serão realizados estudos numéricos para auxiliar no projeto das vigas a serem construídas. Em seguida, serão construídas duas vigas, uma com atuadores em extensão e outra com atuadores em cisalhamento, atentando para a complexidade de construção. Então, alguns ensaios preliminares serão realizados para fins de identificação das estruturas, ajuste dos modelos existentes e projeto dos controladores. Por fim, os controladores serão implementados em hardware existente e aplicados às vigas construídas, com ênfase na validação dos resultados numéricos e na avaliação do desempenho de cada modo de atuação.