Projeto de transdutores piezocompósitos de casca multi-camada utilizando o método de otimização topológica (2013)
- Authors:
- Autor USP: KIYONO, CÉSAR YUKISHIGUE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: MÉTODOS TOPOLÓGICOS (OTIMIZAÇÃO); ATUADORES PIEZELÉTRICOS; SENSOR; ENERGIA (COLETA); MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
- Language: Português
- Abstract: Transdutores baseados em cascas piezocompósitas têm uma vasta aplicação no campo de estruturas inteligentes, principalmente como atuadores, sensores e coletores de energia. Essas estruturas piezocompósitas são geralmente compostas por dois ou mais tipos de materiais, como por exemplo materiais piezelétricos, ortotrópicos (possuem fibras de reforçamento) e isotrópicos (materiais homogêneos). Vários fatores devem ser considerados no projeto de transdutores baseados em cascas piezocompósitas, como o tamanho, a forma, a localização e a polarização do material piezelétrico, bem como a orientação das fibras do material ortotrópico. O projeto desses transdutores é complexo e trabalhos anteriores envolvendo esses tipos de materiais sugerem utilizar Métodos de Otimização Topológica (MOT) para aprimorar o desempenho dos transdutores distribuindo o material piezelétrico sobre substratos fixos de materiais isotrópicos e ortotrópicos, ou otimizar a orientação das fibras dos materiais ortotrópicos com material piezelétrico com tamanho, forma e localização previamente estabelecidos. Assim, nesta tese, propõe-se o desenvolvimento de uma metodologia baseado no MOT para projetar transdutores piezocompósitos de casca considerando, simultaneamente, a otimização da distribuição e do sentido de polarização do material piezelétrico, e também a otimização da orientação das fibras de materiais ortotrópicos, que é livre para assumir valores diferentes ao longo da mesma camada compósita. Utilizando essa metodologia, são obtidos resultados numéricos para atuadores e sensores em regime estático e para coletores de energia com circuito elétrico acoplado, em regime dinâmico amortecido.Para os casos dos sensores e dos coletores de energia, também são consideradas as tensões mecânicas na estrutura, as quais devem obedecer os critérios de von Mises (para materiais isotrópicos) e de Tsai-Wu (para materiais ortotrópicos) para que não haja falhas na estrutura, que está sujeita a esforços mecânicos.
- Imprenta:
- Data da defesa: 15.01.2013
-
ABNT
KIYONO, César Yukishigue. Projeto de transdutores piezocompósitos de casca multi-camada utilizando o método de otimização topológica. 2013. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2013. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-30072013-210104/. Acesso em: 28 dez. 2025. -
APA
Kiyono, C. Y. (2013). Projeto de transdutores piezocompósitos de casca multi-camada utilizando o método de otimização topológica (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-30072013-210104/ -
NLM
Kiyono CY. Projeto de transdutores piezocompósitos de casca multi-camada utilizando o método de otimização topológica [Internet]. 2013 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-30072013-210104/ -
Vancouver
Kiyono CY. Projeto de transdutores piezocompósitos de casca multi-camada utilizando o método de otimização topológica [Internet]. 2013 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-30072013-210104/ - Método de otimização topológica aplicado ao projeto de sonotrodos para transdutores piezelétricos
- Design of radiative enclosures by using topology optimization
- Stress-based topology optimization approach using binary variables and geometry trimming
- Topology optimization applied to 3D rotor flow path design based on the continuous adjoint approach
- Influence of integer design variables in topology optimization of incompressible turbulent flow
- A discrete adjoint approach based on finite differences applied to topology optimization of flow problems
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
