Estudo sobre a redução da vibração de uma viga por atuador piezoelétrico utilizando o método de elementos finitos.

Abstract

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.