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Tese

Projeto de atuadores de múltiplos graus de liberdade baseados em placas piezelétricas utilizando o método de otimização topológica (2012)

  • Autores:
  • Autor USP: DEMARQUE, VINÍCIUS MICHELAN - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PMR
  • Assuntos: ATUADORES PIEZELÉTRICOS; SISTEMAS MICROELETROMECÂNICOS
  • Idioma: Português
  • Resumo: Atuadores piezelétricos são dispositivos que permitem a conversão de energia elétrica em energia mecânica. Dentre os atuadores piezelétricos, destacam-se os bilaminares, que consistem em duas piezocerâmicas de polarização oposta (ou excitadas com cargas de sinal contrário) com um substrato entre elas. Os atuadores piezelétricos também podem ser miniaturizados, alcançando a escala de MEMS (“Micro-Electric-Mechanical System”). Este trabalho tem por objetivo desenvolver uma metodologia utilizando o Método de Otimização Topológica (MOT) para o projeto de atuadores piezelétricos com múltiplos graus de liberdade baseados no princípio bilaminar. A fase de projeto consiste na utilização do MOT para a determinação de uma configuração de atuadores que maximizem o deslocamento numa direção e sentido especificados para uma restrição na quantidade de material utilizado em cada camada, considerando a polarização da cerâmica piezelétrica presente nessa configuração e o acoplamento e simetria entre as camadas. Para a simulação do atuador é utilizado o Método dos Elementos Finitos (MEF) através de um elemento de placa piezelétrica isoparamétrico de oito nós expandido. O MOT, neste trabalho, utiliza o modelo de material denominado PEMAP-P (Material Piezelétrico com Penalização e Polarização). A técnica de projeção é utilizada junto ao MOT para a obtenção de um resultado com uma geometria bem definida. O problema de otimização é resolvido através de Programação Matemática Seqüencial (PMS) através do algoritmo GCMMA (“Globally Convergent Method of Moving Asymptotes”). Como exemplo é estudado o projeto de um atuador piezelétrico para microespelhos. Dentre as configurações obtidas pelo MOT, uma é fabricada utilizando as técnicas de corte a laser e colagem e, posteriormente, é caracterizada.Finalmente, é realizada a comparação entre os resultados de simulação e experimentais do protótipo.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 02.08.2012
    • Acesso à fonte
    Como citar
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      DEMARQUE, Vinícius Michelan. Projeto de atuadores de múltiplos graus de liberdade baseados em placas piezelétricas utilizando o método de otimização topológica. 2012. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-03072013-161356/. Acesso em: 17 abr. 2024.

    • APA

      Demarque, V. M. (2012). Projeto de atuadores de múltiplos graus de liberdade baseados em placas piezelétricas utilizando o método de otimização topológica (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-03072013-161356/

    • NLM

      Demarque VM. Projeto de atuadores de múltiplos graus de liberdade baseados em placas piezelétricas utilizando o método de otimização topológica [Internet]. 2012 ;[citado 2024 abr. 17 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-03072013-161356/

    • Vancouver

      Demarque VM. Projeto de atuadores de múltiplos graus de liberdade baseados em placas piezelétricas utilizando o método de otimização topológica [Internet]. 2012 ;[citado 2024 abr. 17 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-03072013-161356/

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