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Título: Estudo sobre a redução da vibração de uma viga por atuador piezoelétrico utilizando o método de elementos finitos.
Autor(es): Barbosa, Rangel Moura
Orientador(es): Guimarães, Gustavo Paulinelli
Membros da banca: Assunção, Marcelo Teodoro
Mapa, Lidianne de Paula Pinto
Guimarães, Gustavo Paulinelli
Palavras-chave: Elementos finitos
Atenuação de vibração
Atuador piezoelétrico
Controle ativo
Data do documento: 2018
Referência: Barbosa, Rangel Moura. Estudo sobre a redução da vibração de uma viga por atuador piezoelétrico utilizando o método de elementos finitos. 2018. 62 f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
Resumo: Atualmente é comum de serem encontradas pesquisas que tratam do controle de vibração em estruturas, e muitas dessas retratam a aplicação do controle ativo para o alcance da atenuação da vibração. O controle ativo ocorre pela imposição de uma ação na estrutura por meio de dispositivos atuadores, como os atuadores piezoelétricos, e essas estruturas adaptadas são as ditas estruturas inteligentes. Neste âmbito, o objetivo do presente trabalho foi realizar o controle em malha aberta em uma viga engastada-livre utilizando atuador PZT – 5H utilizando o Método de Elementos Finitos, buscando expor a efetividade desse controle de acordo com o número de componentes de frequência a serem tratadas. A influência do acoplamento do atuador à viga foi também analisada, por meio do cálculo dos valores das frequências naturais. Inicialmente, foi realizada a validação das características adotadas ao sistema pelo comparativo entre frequências naturais obtidas numericamente (Ansys) e as obtidas analiticamente. Com o acoplamento do PZT, foram verificadas as alterações das frequências naturais do sistema, que resultaram da modificação de rigidez. Posteriormente foram realizadas quatro análises dinâmicas separadamente na viga, sendo essas de aplicações de forças e atuações do PZT, independentemente. Ao final dessa etapa foi realizado o controle, onde foi verificada maior dificuldade em atenuar a vibração no caso em que há mais de uma componente de frequência a ser tratada.
Resumo em outra língua: Currently, it is common to find research that deals with the control of vibration in structures, and many of these demonstrate the application of the active control to reach the vibration attenuation. The active control occurs by imposing an action on the structure by means of actuating devices, such as piezoelectric actuators, and these adapted structures are called intelligent structures. In this context, the objective of the present work was to perform the open-loop control in a cantilever beam using PZT-5H actuator in the Finite Element Method, seeking to expose the effectiveness of this control according to the number of frequency components to be treated. The influence of the coupling of the actuator to the beam was also analyzed by calculating the values of the natural frequencies. Initially, the validation of the characteristics adopted for the system was performed by the comparison between natural frequencies obtained numerically (Ansys) and those obtained analytically. With the PZT coupling, the changes in the natural frequencies of the system were verified, which resulted from the modification of stiffness. Afterwards, four dynamic analyzes were carried out separately in the beam, being these applications of forces and actuations of the PZT, independently. At the end of this stage the control was performed, in which was verified more difficult to attenuate vibration in the case where there is more than one frequency component to be treated.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/1475
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