Projeto dinâmico de estruturas piezocompósitas laminadas (EPLA) utilizando o método de otimização topológica (MOT) (2017)
- Authors:
- Autor USP: VARELA, RUBEN ANDRES SALAS - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: ATUADORES PIEZELÉTRICOS; PIEZOELETRICIDADE; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Materiais piezocompósitos laminados são compostos por camadas de material piezelétrico, metálico e compósito (matriz epóxi com fibras de carbono ou de vidro), que possibilitam obter vantagens em relação aos materiais piezelétricos convencionais, permitindo obter características superiores que não podem ser conseguidas pelos seus componentes de forma isolada como, por exemplo, maior flexibilidade e resistência mecânica ou menor peso. Sob esse enfoque, este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de Estruturas Piezocompósitas Laminadas (EPLA) que consistem basicamente em estruturas multicamadas, através do projeto da sua resposta transiente e harmônica visando aplicações dinâmicas. Entre as potenciais aplicações dessas estruturas, tem-se atuadores, motores, sonares e dispositivos de coleta de energia ("energy harvester"), sendo de muito interesse a melhora das suas características dinâmicas e o seu desempenho. O projeto dinâmico de uma EPLA é complexo, porém pode ser sistematizado utilizando o Método de Otimização Topológica (MOT). O MOT é um método baseado na distribuição de material num domínio de projeto fixo com o objetivo de extremizar uma função de custo sujeita às restrições inerentes do problema, combinando algoritmos de otimização e de elementos finitos. A formulação de MOT para o projeto dinâmico de EPLA pretende determinar tanto a topologia ótima dos materiais nas diferentes camadas quanto o sinal de polarização do material piezelétrico e o ângulo da fibra na camada compósita, tendo como finalidade a maximização da amplitude de vibração em pontos determinados (em atuadores) ou da geração de energia elétrica a partir de excitações mecânicas (em coletores de energia).Além disso, é formulado um problema combinando os enfoques harmônico e transiente com o intuito de customizar a resposta da EPLA, de modo que, o nível da resposta seja o mesmo perante diferentes tipos de onda de excitação (transdutores multi-entrada). O trabalho inclui as etapas de projeto, simulação, fabricação e caracterização de protótipos.
- Imprenta:
- Data da defesa: 09.02.2017
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ABNT
SALAS VARELA, Ruben Andres. Projeto dinâmico de estruturas piezocompósitas laminadas (EPLA) utilizando o método de otimização topológica (MOT). 2017. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-26062017-133333/. Acesso em: 19 abr. 2024. -
APA
Salas Varela, R. A. (2017). Projeto dinâmico de estruturas piezocompósitas laminadas (EPLA) utilizando o método de otimização topológica (MOT) (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-26062017-133333/ -
NLM
Salas Varela RA. Projeto dinâmico de estruturas piezocompósitas laminadas (EPLA) utilizando o método de otimização topológica (MOT) [Internet]. 2017 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-26062017-133333/ -
Vancouver
Salas Varela RA. Projeto dinâmico de estruturas piezocompósitas laminadas (EPLA) utilizando o método de otimização topológica (MOT) [Internet]. 2017 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-26062017-133333/ - Projeto de microsistemas eletrotermomecânicos (ETM) utilizando o método de otimização topológica (MOT) considerando a resposta térmica transiente
- Topology optimization of fibers orientation in hyperelastic composite material
- Topology optimization of composite hyperelastic material using SPIMFO-method
- A topology optimization formulation for transient design of multi-entry laminated piezocomposite energy harvestingdevices coupled with electrical circuit
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