Circuitos piezelétricos passivos, semi-passivos, ativos e híbridos e suas aplicações para problemas aeroelásticos (2014)
- Authors:
- Autor USP: SILVA, TARCISIO MARINELLI PEREIRA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: AEROELASTICIDADE DE AERONAVES; VIBRAÇÕES DE AERONAVES (CONTROLE); PIEZOELETRICIDADE
- Language: Português
- Abstract: Desde o final da década de 1980 até os dias atuais a utilização de materiais inteligentes em sistemas de controle de vibrações e em problemas de conversão de energia mecânica em energia elétrica tem sido amplamente investigada. Entre os materiais inteligentes destacamos os piezelétricos, apresentando acoplamento entre os domínios elétrico e mecânico. Em casos de controle passivo de vibrações utiliza-se o efeito piezelétrico direto e a energia de vibração é dissipada em um circuito elétrico passivo. Apesar de não utilizarem uma fonte externa de energia, a faixa de frequências onde o controlador passivo tem bom desempenho é limitada em relação aos controladores ativos. Em problemas de controle ativo de vibrações o efeito piezelétrico inverso é utilizado. Neste caso, uma tensão elétrica de controle é aplicada aos piezelétricos para a atenuação de vibrações. Os sistemas híbridos de controle (ativo-passivo) associam circuitos passivos e uma fonte de tensão elétrica. Nesse caso, os efeitos piezelétricos direto e inverso são utilizados simultaneamente. Espera-se que a parte ativa do sistema híbrido necessite de menor potência elétrica de atuação (se comparado com um controlador ativo) além do sistema híbrido proporcionar melhor resposta estrutural que o sistema passivo isoladamente. Entretanto, os controladores ativos e híbridos apresentam desvantagens relacionadas com complexidades de uma lei de controle, necessidade de equipamentos externos e podem exigir elevada potência de atuação. Os controladores semi-passivos surgiram como uma alternativa aos pontos negativos dos controladores passivos, ativos e híbridos. Uma técnica semi-passiva chamada SSD (synchronized switch damping) consiste no chaveamento do material piezelétrico entre a condição de circuito aberto e a condição de curto-circuito (SSDS) ou a uma indutância (SSDI), em momentosespecíficos da vibração da estrutura. Em geral, a conversão eletromecânica de energia é amplificada assim como o efeito shunt damping. Dessa forma, os circuitos semi-passivos, assim como os passivos, têm sido utilizados tanto como controladores de vibração quanto em problemas de coleta piezelétrica de energia. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de controladores piezelétricos passivos, semi-passivos, ativos e híbridos na atenuação de vibrações e também em problemas aeroelásticos. O modelo piezoaeroelástico é obtido com um modelo por elementos finitos (placa de Kirchhoff) eletromecanicamente acoplado que associado a um modelo aerodinâmico não-estacionário (método de malha de dipolos) resulta um modelo piezoaeroelástico. Casos de excitação harmônica de base, entrada impulsiva e também condição de flutter são estudados
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2014
- Data da defesa: 08.08.2014
-
ABNT
SILVA, Tarcísio Marinelli Pereira. Circuitos piezelétricos passivos, semi-passivos, ativos e híbridos e suas aplicações para problemas aeroelásticos. 2014. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2014. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-16112017-112104/. Acesso em: 21 jan. 2026. -
APA
Silva, T. M. P. (2014). Circuitos piezelétricos passivos, semi-passivos, ativos e híbridos e suas aplicações para problemas aeroelásticos (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-16112017-112104/ -
NLM
Silva TMP. Circuitos piezelétricos passivos, semi-passivos, ativos e híbridos e suas aplicações para problemas aeroelásticos [Internet]. 2014 ;[citado 2026 jan. 21 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-16112017-112104/ -
Vancouver
Silva TMP. Circuitos piezelétricos passivos, semi-passivos, ativos e híbridos e suas aplicações para problemas aeroelásticos [Internet]. 2014 ;[citado 2026 jan. 21 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-16112017-112104/ - Self-powered active control of elastic and aeroelastic oscillations using piezoelectric material
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