Modelos espectrais de vigas acopladas à piezoelétricos shunt para atenuação de vibração e de ondas elástica

Abstract

Dentre as diferentes técnicas de controles vibracionais destacam-se as que utilizam pie zoelétricos (PZTs) combinados com circuitos elétricos passivos (circuitos shunt). Neste tipo de controle, uma conversão de energia mecânica para elétrica é realizada pelo efeito piezoelétrico direto. Em geral, os controles passivos de PZT com circuitos shunt são realizados com a utilização de topografias de circuitos passivos formados por elementos resistivos, indutivos, capacitivos e chaveados. Entende-se que cada tipo de circuito shunt pode impor um comportamento específico nas vibracões e propagações de onda de uma estrutura. Neste sentido, o presente trabalho apresenta uma discussão do comportamento dinâmico de uma viga sujeita a diferentes acoplamentos de PZTs conectados a circuitos shunt resistivo, indutivo, capacitivo, indutivo-capacitivo (LC) em série e paralelo, resistivo indutivo (RL) em série e paralelo, e resistivo-indutivo-capacitvo (RLC) em série e paralelo. O Método do Elemento Espectral (MEE) é utilizado para realizar as modelagens numéricas e extrair as Funções de Resposta em Frequência (FRF) das estruturas, e para estimar o gráfico de disperção de onda é utilizado o Método de Matriz de Transferência (MMT). Nas modelagens são considerados os modelos de vigas de Euler-Bernoulli e de Timoshenko para representar a viga com uma e duas camadas de PZTs, respectivamente. Os resultados obtidos indicam que as formulações por MEE e por MMT são adequadas para viabilizar projetos de controle de vibracões e de propagação de ondas utilizando circuitos shunt.