An Experimental Study of a Piezoelectric Metastructure With Adaptive Resonant Shunt Circuits

Autor(es)

Silva, Tarcisio Marinelli Pereira ^[1] ; Clementino, Marcel Araujo ^[1] ; de Sousa, Vagner Candido ^{[1, 2]} ; Junior, Carlos De Marqui ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Dept Aeronaut Engn, Sao Carlos Sch Engn, Sao Carlos 13566590 - Brazil

^[2] Univ Estadual Paulista, Campus Expt Sao Joao da Boa Vista, Sao Joao Da Boa Vista 13876750 - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS; v. 25, n. 2, p. 1076-1083, APR 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

There is a growing interest for research toward enabling on-demand reconfigurable and readjustable metastructures with dynamic response tailoring capabilities. In this article, a metastructure with piezoelectric unit cells shunted to self-tuning resonant circuits is experimentally explored to enable adaptive behavior in the resulting system dynamics with focus on vibration attenuation. Synthetic inductor circuits are combined with digital potentiometers to enable real-time tuning of the resonant shunts. A microcontroller unit was employed to detect the excitation frequency and properly adjust the resonant circuits. Experimental results are presented for a base-excited, locally resonant, piezoelectric plate following a discussion of the adaptive circuit. For a certain metamaterial configuration, a broad suppression range (102-622 Hz) was observed. The bandwidth of 520 Hz (84% of the upper limiting frequency) could be increased according to the electrical elements of the adaptive circuit. (AU)

• Processo FAPESP: 17/08467-6 - Efeitos de elementos com memória de forma sobre o comportamento de sistemas aeorelásticos e metamateriais adaptativos
• Beneficiário: Vagner Candido de Sousa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/15264-3 - Projeto e Verificação Experimental de um Pitch Link Semi-Ativo para Redução de Vibrações em Helicópteros
• Beneficiário: Marcel Araujo Clementino
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/15894-0 - Projeto e otimização de estruturas periódicas para aprimoramento de desempenho vibroacústico
• Beneficiário: Carlos de Marqui Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 15/26045-6 - Efeitos de elementos com memória de forma sobre o comportamento de sistemas aeroelásticos e metamateriais adaptativos.
• Beneficiário: Vagner Candido de Sousa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado