Projeto robusto de circuito shunt ressonante para atenuação passiva de vibrações em viga compósita
Estruturas compósitas em engenharia contendo elementos piezelétricos acoplados a circuitos elétricos shunt, para fins de atenuação passiva dos níveis de vibração, apresentam incertezas inerentes em seus parâmetros de projeto, as quais, podem afetar significativamente a eficiência dos circuitos elétricos passivos. Neste contexto, este trabalho apresenta a modelagem por elementos finitos estocásticos de uma estrutura em material compósito laminado contendo elemento piezelétrico acoplado a circuitos elétricos shunt, de modo que, parâmetros incertos, como direções das fibras, espessuras das camadas e a resistência e indutância do circuito shunt, são assumidos como sendo variáveis aleatórias e, a dispersão destas variáveis, é caracterizada nas respostas estocásticas obtidas após a propagação das incertezas no modelo. Os resultados obtidos, em termos dos envelopes das respostas em frequência para uma viga compósita contendo elemento piezelétrico mais circuito shunt, evidenciam a importância de se considerar as incertezas durante as fases de concepção inicial e/ou pré-projeto de sistemas dinâmicos incorporando circuitos shunt para o controle passivo de vibrações.
Projeto robusto de circuito shunt ressonante para atenuação passiva de vibrações em viga compósita
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DOI: 10.22533/at.ed.7672011099
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Palavras-chave: Modelagem estocástica, Controle passivo de vibrações, Material compósito, Propagação de incertezas, Circuitos shunt piezelétricos
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Keywords: Stochastic modeling, Passive vibration control, Composite material, Uncertainty propagation, Piezoelectric shunt circuits
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Abstract:
Engineering composite structures containing piezoelectric elements coupled with the so-named shunt circuits, with the aim of passive vibration attenuation, are characterized by inherent uncertainties in their parameters, which can affect significantly performance of the passive shunt circuit. In this context, this work presents the stochastic finite element modeling of a composite structure containing piezoelectric element to be coupled with a shunt circuit, in such a way, that uncertain parameters such as the fiber’s orientation, layer thicknesses and the resistance and inductance in the shunt circuit are assumed as uncertain variables and, their corresponding dispersion, is characterized in the stochastic response by propagating the uncertainties into the model. The obtained results for a composite beam incorporating piezoelectric material and shunt circuit, in terms of the stochastic envelopes of the frequency response functions, demonstrate the interest in considering the uncertainties in the preliminary design phase of the shunt circuits to control the undesired vibrations.
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Número de páginas: 14
- Antônio Marcos Gonçalves de Lima
- Lorrane Pereira Ribeiro
