Controle passivo de vibrações em vigas sanduíche usando atuadores piezoelétricos: análise paramétrica e otimização

Resumo

A utilização 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, automobilística e eletroeletrônica. Em função da eletrônica escolhida para acoplar os atuadores e sensores piezoelétricos, o controle estrutural pode ser passivo e/ou ativo. O controle passivo é especialmente interessante, visto que a injeção de energia no sistema não é necessária e a dissipação da energia mecânica da estrutura se dá por meio de sua transformação em energia elétrica e posteriormente em energia térmica. Este trabalho visa desenvolver uma análise da performance de sistemas de controle passivo tipo "shunt" associados a atuadores piezoelétricos em cisalhamento para a redução de vibrações em vigas sanduíche. O trabalho será desenvolvido com base em modelos elementos finitos já desenvolvidos pela equipe. A interação entre o transdutor piezoelétrico em cisalhamento e o sistema de controle, com base em circuitos existentes na literatura, será modelada e implementada em ambiente MATLAB. Em seguida, simulações numéricas do comportamento dinâmico do sistema serão realizadas com ênfase na análise paramétrica e otimização das propriedades do sistema de controle e do transdutor piezoelétrico. A proposição de parâmetros ótimos com base na análise numérica também é prevista. Uma posterior verificação experimental poderá ser realizada em função do tempo disponível. (AU)