Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14970 https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.424 |
Resumo: | This paper is dedicated to the numerical and computational modeling of composite structural plate like-structures incorporating piezoelectric elements to be coupled with multimodal shunted circuits with the aim of passive vibrations attenuation, taking into account the parametric uncertainties which influence the performance of the circuits. Also, in the design procedure, deterministic and robust multiobjective optimization strategies will be considered in order to obtain the optimal-robust shunt circuits by introducing, during the optimization, supplementary vulnerability functions to be considered during the optimization, by using metamodels. In the context of the finite element modeling procedure, emphasis is placed on the combination of the equivalent single layer theory and the so-named First-Order Shear Deformation Theory (FSDT) with Layerwise functions taking into account the discrete electrical fields for piezoelectric patches. The considered finite element based modeling methodology has been implemented computationally by using the commercial available MATLAB programming code. Thus, based on the available computational programs it is possible to construct a robust-optimal multimodal shunt piezoelectric circuit to be applied in a more complex composite engineering system of industrial interest for vibration abatement. The numerical results obtained for a composite beam like-structure with and without robust shunt circuit demonstrate the performance of the shunt circuits to reduce the undesirable vibrations of engineering structures and put in evidence the necessity of considering parametric uncertainties during the optimization process. |
id |
UFU_1d043314d61c9a6573f02cb0e32a4346 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufu.br:123456789/14970 |
network_acronym_str |
UFU |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFU |
repository_id_str |
|
spelling |
Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostasMateriais compósitosElementos finitosCircuitos shuntMateriais piezoelétricosMétodo dos elementos finitosEstruturas inteligentesSmart materialsComposite structuresFinite elementsPiezoelectric materialsMultimodal shunt circuitsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThis paper is dedicated to the numerical and computational modeling of composite structural plate like-structures incorporating piezoelectric elements to be coupled with multimodal shunted circuits with the aim of passive vibrations attenuation, taking into account the parametric uncertainties which influence the performance of the circuits. Also, in the design procedure, deterministic and robust multiobjective optimization strategies will be considered in order to obtain the optimal-robust shunt circuits by introducing, during the optimization, supplementary vulnerability functions to be considered during the optimization, by using metamodels. In the context of the finite element modeling procedure, emphasis is placed on the combination of the equivalent single layer theory and the so-named First-Order Shear Deformation Theory (FSDT) with Layerwise functions taking into account the discrete electrical fields for piezoelectric patches. The considered finite element based modeling methodology has been implemented computationally by using the commercial available MATLAB programming code. Thus, based on the available computational programs it is possible to construct a robust-optimal multimodal shunt piezoelectric circuit to be applied in a more complex composite engineering system of industrial interest for vibration abatement. The numerical results obtained for a composite beam like-structure with and without robust shunt circuit demonstrate the performance of the shunt circuits to reduce the undesirable vibrations of engineering structures and put in evidence the necessity of considering parametric uncertainties during the optimization process.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorMestre em Engenharia MecânicaEste trabalho é dedicado à modelagem numérico-computacional de sistemas estruturais do tipo placas planas laminadas de materiais compósitos contendo materiais piezoelétricos acoplados a circuitos passivos (circuitos shunt) multimodais para o controle passivo de vibrações, levando-se em conta as incertezas dos parâmetros de projeto que influem diretamente na eficiência dos circuitos. Serão também empregadas técnicas de otimização multiobjetivo determinística e robusta com vistas ao projeto ótimo-robusto de tais circuitos elétricos via introdução de função de vulnerabilidade a serem otimizadas conjuntamente com as funções custo originais, através da utilização de metamodelos. Para a modelagem por elementos finitos da estrutura laminada contendo elementos piezoelétricos, ênfase é dada à combinação das teorias da camada equivalente única e de primeira ordem (First- Order Shear Deformation Theory - FSDT) com a teoria Layerwise para a consideração dos campos elétricos que são assumidos serem discretos ao longo da espessura da placa laminada. Todo o procedimento de modelagem foi implementado em ambiente de programação MATLAB®. Neste sentido, está disponível hoje um conjunto de programas de fácil acesso e utilização que permitem o projeto ótimo-robusto de circuitos elétricos shunt multimodais para serem aplicados a estruturas laminadas mais complexas de interesse industrial com vistas ao controle passivo de vibrações de tais sistemas. Os resultados numéricos obtidos em termos das respostas dinâmicas de uma viga laminada contendo elemento piezoelétrico acoplado a circuitos shunt não otimizados e otimizados de forma robusta demonstram a eficiência dos mesmos para o controle passivo das vibrações indesejáveis, e coloca em evidência a necessidade de se levar em conta, durante a otimização, as incertezas inerentes às variáveis de projeto.Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaEngenhariasUFULima, Antônio Marcos Gonçalves dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4766019D6Duarte, Marcus Antônio Vianahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780739A4Donadon, Maurício Vicentehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767508Z3Silva, Victor Augusto da Costa2016-06-22T18:40:50Z2015-02-102016-06-22T18:40:50Z2014-08-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfSILVA, Victor Augusto da Costa. Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas. 2014. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.424https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14970https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.424porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-08-13T18:39:42Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/14970Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-08-13T18:39:42Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas |
title |
Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas |
spellingShingle |
Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas Silva, Victor Augusto da Costa Materiais compósitos Elementos finitos Circuitos shunt Materiais piezoelétricos Método dos elementos finitos Estruturas inteligentes Smart materials Composite structures Finite elements Piezoelectric materials Multimodal shunt circuits CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
title_short |
Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas |
title_full |
Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas |
title_fullStr |
Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas |
title_full_unstemmed |
Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas |
title_sort |
Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas |
author |
Silva, Victor Augusto da Costa |
author_facet |
Silva, Victor Augusto da Costa |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Lima, Antônio Marcos Gonçalves de http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4766019D6 Duarte, Marcus Antônio Viana http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780739A4 Donadon, Maurício Vicente http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767508Z3 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Silva, Victor Augusto da Costa |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Materiais compósitos Elementos finitos Circuitos shunt Materiais piezoelétricos Método dos elementos finitos Estruturas inteligentes Smart materials Composite structures Finite elements Piezoelectric materials Multimodal shunt circuits CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
topic |
Materiais compósitos Elementos finitos Circuitos shunt Materiais piezoelétricos Método dos elementos finitos Estruturas inteligentes Smart materials Composite structures Finite elements Piezoelectric materials Multimodal shunt circuits CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
description |
This paper is dedicated to the numerical and computational modeling of composite structural plate like-structures incorporating piezoelectric elements to be coupled with multimodal shunted circuits with the aim of passive vibrations attenuation, taking into account the parametric uncertainties which influence the performance of the circuits. Also, in the design procedure, deterministic and robust multiobjective optimization strategies will be considered in order to obtain the optimal-robust shunt circuits by introducing, during the optimization, supplementary vulnerability functions to be considered during the optimization, by using metamodels. In the context of the finite element modeling procedure, emphasis is placed on the combination of the equivalent single layer theory and the so-named First-Order Shear Deformation Theory (FSDT) with Layerwise functions taking into account the discrete electrical fields for piezoelectric patches. The considered finite element based modeling methodology has been implemented computationally by using the commercial available MATLAB programming code. Thus, based on the available computational programs it is possible to construct a robust-optimal multimodal shunt piezoelectric circuit to be applied in a more complex composite engineering system of industrial interest for vibration abatement. The numerical results obtained for a composite beam like-structure with and without robust shunt circuit demonstrate the performance of the shunt circuits to reduce the undesirable vibrations of engineering structures and put in evidence the necessity of considering parametric uncertainties during the optimization process. |
publishDate |
2014 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2014-08-25 2015-02-10 2016-06-22T18:40:50Z 2016-06-22T18:40:50Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
SILVA, Victor Augusto da Costa. Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas. 2014. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.424 https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14970 https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.424 |
identifier_str_mv |
SILVA, Victor Augusto da Costa. Concepção robusta de circuitos elétricos Shunt multimodais para o controle passivo de vibrações de estruturas compostas. 2014. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.424 |
url |
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14970 https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.424 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia BR Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica Engenharias UFU |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia BR Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica Engenharias UFU |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFU instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU) instacron:UFU |
instname_str |
Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
instacron_str |
UFU |
institution |
UFU |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFU |
collection |
Repositório Institucional da UFU |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
repository.mail.fl_str_mv |
diinf@dirbi.ufu.br |
_version_ |
1813711492553375744 |