Controle de vibrações estruturais usando cerâmicas piezoelétricas em extensão e cisalhamento conectadas a circuitos híbridos ativo-passivos (2008)
- Authors:
- Autor USP: SANTOS, HEINSTEN FREDERICH LEAL DOS - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; PIEZOELETRICIDADE; VIBRAÇÕES DE MÁQUINAS (CONTROLE)
- Language: Português
- Abstract: Esta dissertação apresenta uma análise numérica do controle de vibrações estruturais através de cerâmicas piezoelétricas em extensão e em cisalhamento conectadas a circuitos ativo-passivos compostos por resistência, indutância e fonte de tensão. Para tal, um modelo de elementos finitos de vigas sanduíche com três camadas elásticas e/ou piezoelétricas foi desenvolvido. Realizou-se também uma modelagem dos componentes do circuito elétrico e seu acoplamento à estrutura gerando assim uma equação de movimento acoplada para a estrutura com elementos piezoelétricos conectados aos circuitos elétricos. Uma análise harmônica das equações obtidas foi realizada para se obter uma avaliação preliminar dos efeitos causados pelos componentes elétricos do circuito na estrutura. Observou-se que os elementos passivos do circuito, resistência e indutância, tem não somente um efeito de absorvedor dinâmico de vibrações mas, também, promovem uma amplificação da autoridade de controle no caso de se atuar através da fonte de tensão. Usando a metodologia tradicional de projeto de absorvedores dinâmicos de vibrações, derivou-se expressões para os valores de resistência e indutância de modo a maximizar o desempenho passivo do sistema. Uma análise numérica do desempenho na redução das amplitudes de vibração em um viga engastada-livre com uma cerâmica piezoelétrica em extensão ou cisalhamento foi realizada mostrando bons resultados. Em seguida, uma análise de autoridade de controle para estasestruturas foi realizada visando a implementação de um controle híbrido ativo-passivo. A parcela ativa do controle foi obtida usando-se uma estratégia de controle por retroalimentação ótima do tipo Linear Quadratic Regulator para calcular a tensão aplicada ao circuito. Uma comparação entre os resultados mostra que o controle híbrido ativo-passivo é sempre superior aos controles puramente ativos ou passivo para os dois casos estudados, com cerâmicas ) piezoelétricas em extensão e cisalhamento
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2008
- Data da defesa: 21.05.2008
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ABNT
SANTOS, Heinsten Frederich Leal dos. Controle de vibrações estruturais usando cerâmicas piezoelétricas em extensão e cisalhamento conectadas a circuitos híbridos ativo-passivos. 2008. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2008. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-28082009-170649/. Acesso em: 21 maio 2024. -
APA
Santos, H. F. L. dos. (2008). Controle de vibrações estruturais usando cerâmicas piezoelétricas em extensão e cisalhamento conectadas a circuitos híbridos ativo-passivos (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-28082009-170649/ -
NLM
Santos HFL dos. Controle de vibrações estruturais usando cerâmicas piezoelétricas em extensão e cisalhamento conectadas a circuitos híbridos ativo-passivos [Internet]. 2008 ;[citado 2024 maio 21 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-28082009-170649/ -
Vancouver
Santos HFL dos. Controle de vibrações estruturais usando cerâmicas piezoelétricas em extensão e cisalhamento conectadas a circuitos híbridos ativo-passivos [Internet]. 2008 ;[citado 2024 maio 21 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-28082009-170649/ - Controle ativo-passivo de vibrações estruturais usando materiais piezelétricos: otimização e quantificação de incertezas
- Performance of active and passive vibration control using piezoelectric materials subjected to uncertainties on electrical and material properties
- Effect of bonding layer uncertainties on the performance of surface-mounted piezoelectric sensors and actuators
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