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Projeto de micromecanismos multifásicos usando o método da otimização topológica (2006)

  • Authors:
  • USP affiliated author: NISHITANI, WAGNER SHIN - EP
  • School: EP
  • Sigla do Departamento: PMR
  • Subjects: MECANISMOS; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; SISTEMAS MICROELETROMECÂNICOS
  • Language: Português
  • Abstract: Um micromecanismo é, essencialmente, um dispositivo de dimensões milimétricas ou até micrométricas que executa uma tarefa específica como atuar como garra, pinça, grampo, etc. Quando acoplados a um sistema eletrônico, são chamados de sistemas microeletromecânicos ou "Micro-Electro-Mechanical Systems" (MEMS). Esses dispositivos são quase todos constituídos por mecanismos flexíveis, onde o movimento é dado pela flexibilidade de sua estrutura, sem juntas e pinos. Uma das formas de atuação de micromecanismos é a eletrotermomecânica, onde uma atuação elétrica sobre o próprio mecanismo é convertida em calor, por efeito Joule, que gera tensões térmicas responsáveis pela deformação estrutural desejada. Recentemente, vários grupos de pesquisa no mundo estão desenvolvendo micromecanismos fabricados com dois (ou até mais) materiais, o que permite obter maiores deformações sem que seja excedido o limite de resistência do material e mais flexibilidade no projeto de micromecanismos que realizem diferentes tarefas quando sujeito a diversas atuações (multiflexíveis). As técnicas de processo de fabricação de micromecanismos atingiram um alto nível de maturidade. No entanto, a modelagem e, em particular, o desenvolvimento de métodos computacionais sistemáticos para o projeto estão ainda no seu estágio inicial. Atualmente, o projeto de micromecanismos com vários materiais vem sendo realizado por métodos de tentativa e erro, dependendo da intuição e experiência do projetista. Alémdisso, o projeto genérico de um MEMS eletrotermomecânico é uma tarefa complexa, que leva em conta conhecimentos multidisciplinares. Dessa forma, o objetivo desse trabalho de mestrado foi desenvolver um software para o projeto de MEMS multifásicos, atuados eletrotermicamente, usando um método de projeto genérico e sistemático, como o Método de Otimização Topológica (MOT). ) Utilizando um modelo de interpolação de material de função de pico, qualquer número de materiais pode ser considerado sem que haja aumento na quantidade de variáveis de projeto se comparado à otimização com apenas um material e vazio. Visando maximizar o deslocamento de saída contra uma peça de rigidez conhecida, foram projetados mecanismos atuados por tensão elétrica, alguns considerando multiflexibilidade. Um estudo da influência dos parâmetros da otimização foi realizado. Como uma alternativa à atuação eletrotermomecânica, foram projetados mecanismos atuados por fluxo de calor
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 04.07.2006
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    How to cite
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    • ABNT

      NISHITANI, Wagner Shin; SILVA, Emílio Carlos Nelli. Projeto de micromecanismos multifásicos usando o método da otimização topológica. 2006.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17112006-145448/ >.
    • APA

      Nishitani, W. S., & Silva, E. C. N. (2006). Projeto de micromecanismos multifásicos usando o método da otimização topológica. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17112006-145448/
    • NLM

      Nishitani WS, Silva ECN. Projeto de micromecanismos multifásicos usando o método da otimização topológica [Internet]. 2006 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17112006-145448/
    • Vancouver

      Nishitani WS, Silva ECN. Projeto de micromecanismos multifásicos usando o método da otimização topológica [Internet]. 2006 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17112006-145448/

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