Elastic and aeroelastic behavior of electromechanical coupled structures in cases of energy harvesting and structural control considering piezoelectric nonlinearities. (2019)
- Authors:
- Autor USP: DIAS, JOSÉ AUGUSTO DE CARVALHO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: VIBRAÇÕES DE AERONAVES; AEROELASTICIDADE DE AERONAVES
- Keywords: Vibrações mecânicas; Geração de energia; Estrutura bio-inspirada; Não linearidade piezelétrica
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Diversos grupos de pesquisa têm investigado extensivamente materiais inteligentes ao longo das últimas décadas. As aplicações se estendem desde sensoriamento e atuação, assim como a combinação de ambos no controle de vibrações e mais recentemente em problemas de coleta de energia. Entre os diferentes materiais inteligentes disponíveis, os piezelétricos têm recebido grande atenção na literatura. Eles podem ser aplicados em uma grande e útil faixa de frequências sendo disponibilizados comercialmente em diversas configurações. Entre as diversas aplicações, a engenharia aeronáutica tem se beneficiado dos estudos relacionados aos materiais inteligentes. Em particular, estes materiais têm proporcionado avanços no desenvolvimento de estruturas bio-inspiradas, ou até mesmo o controle de propriedades estruturais da asa para aprimorar a performance aerodinâmica assim como na coleta de energia do escoamento. O equacionamento constitutivo linear da piezeletricidade foi considerado para a modelagem de tais sistemas na maioria dos casos. Entretanto, a literatura recente demonstra que manifestações não lineares de materiais piezelétricos são relevantes e podem significantemente modificar o comportamento do sistema eletromecanicamente acoplado em problemas de atuação e sensoriamento. Neste trabalho, um modelo de elementos finitos de placa não linear foi desenvolvido para obter as equações que governam o comportamento de sistemas eletromecanicamente acoplados. O modelo também considera o comportamento não linear de materiais piezelétricos em baixos campos elétricos. Os resultados do modelo eletroelástico não linear são verificados em relação a dados experimentais em casos de coleta de energia com excitação de base. Posteriormente, o modelo estrutural não linear é combinado a um modelo aerodinâmico não estacionário.Os efeitos da piezeletricidade não linear são investigados considerando uma asa flexível eletromecanicamente acoplada. A alteração ativa de rigidez induzida pela atuação piezelétrica também é investigada como uma técnica de controle aeroelástico.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2019
- Data da defesa: 15.04.2019
-
ABNT
DIAS, José Augusto de Carvalho. Elastic and aeroelastic behavior of electromechanical coupled structures in cases of energy harvesting and structural control considering piezoelectric nonlinearities. 2019. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2019. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-21102019-093851/. Acesso em: 16 abr. 2024. -
APA
Dias, J. A. de C. (2019). Elastic and aeroelastic behavior of electromechanical coupled structures in cases of energy harvesting and structural control considering piezoelectric nonlinearities. (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-21102019-093851/ -
NLM
Dias JA de C. Elastic and aeroelastic behavior of electromechanical coupled structures in cases of energy harvesting and structural control considering piezoelectric nonlinearities. [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-21102019-093851/ -
Vancouver
Dias JA de C. Elastic and aeroelastic behavior of electromechanical coupled structures in cases of energy harvesting and structural control considering piezoelectric nonlinearities. [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-21102019-093851/ - Modelagem e análise de geradores aeroelásticos híbridos piezelétrico-indutivos para conversão de energia do escoamento em eletricidade
- Electroaeroelastic modeling and analysis of a hybrid piezoelectric-inductive flow energy harvester
- Hybrid piezoelectric-inductive aeroelastic energy harvester
- Nonlinear piezoelectric plate framework for aeroelastic energy harvesting and actuation applications
- Three-degree-of-freedom hybrid piezoelectric-inductive aeroelastic energy harvester exploiting a control surface
- Dimensionless analysis and scaling of a hybrid 3DOF airfoilbased piezoelectric-inductive aeroelastic energy harvester
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