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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

On response time reduction of electrothermomechanical MEMS using topology optimization

Texto completo
Autor(es):
Motta Mello, Luis Augusto [1] ; Salas, Ruben Andres [1] ; Nelli Silva, Emilio Carlos [1]
Número total de Autores: 3
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Sao Paulo, Sch Engn, Dept Mechatron & Mech Syst Engn, BR-05508 Sao Paulo - Brazil
Número total de Afiliações: 1
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING; v. 247, p. 93-102, 2012.
Citações Web of Science: 11
Resumo

Electrothermomechanical MEMS are essentially microactuators that operate based on the thermoelastic effect induced by the Joule heating of the structure. They can be easily fabricated and require relatively low excitation voltages. However, the actuation time of an electrothermomechanical microdevice is higher than the actuation times related to electrostatic and piezoelectric actuation principles. Thus, in this research, we propose an optimization framework based on the topology optimization method applied to transient problems, to design electrothermomechanical microactuators for response time reduction. The objective is to maximize the integral of the output displacement of the actuator, which is a function of time. The finite element equations that govern the time response of the actuators are provided. Furthermore, the Solid Isotropic Material with Penalization model and Sequential Linear Programming are employed. Finally, a smoothing filter is implemented to control the solution. Results aiming at two distinct applications suggest the proposed approach can provide more than 50% faster actuators. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved. (AU)

Processo FAPESP: 10/02263-0 - Projeto de microsistemas eletrotermomecânicos (ETM) utilizando o método de otimização topológica (MOT) considerando a resposta térmica transiente
Beneficiário:Ruben Andres Salas Varela
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
Processo FAPESP: 11/02387-4 - Dispositivos piezocompósitos inovadores para nanoposicionamento e coleta de energia
Beneficiário:Emílio Carlos Nelli Silva
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 09/18210-6 - Projeto otimizado de microsistemas atuados eletro-termicamente considerando efeitos de não-linearidade, redução do tempo de resposta e o conceito de materiais com gradação funcional
Beneficiário:Luis Augusto Motta Mello
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado