[pt] MODELAGEM DE ATUADORES PIEZOELÉTRICOS INTERDIGITAIS PARA GERAÇÃO DE ONDAS GUIADAS EM VIGAS COMPÓSITAS

LUIS PAULO FRANCO DE BARROS

[en] MODELS FOR PIEZOELECTRIC INTERDIGITAL TRANSDUCERS FOR THE EXCITATION OF GUIDED WAVES IN COMPOSITE BEAMS

dc.contributor	ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA
dc.contributor	ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA
dc.creator	LUIS PAULO FRANCO DE BARROS
dc.date	2002-10-16
dc.date.accessioned	2022-09-21T21:40:17Z
dc.date.available	2022-09-21T21:40:17Z
dc.identifier	https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=3106@1
dc.identifier	https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=3106@2
dc.identifier	http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.3106
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/20.500.12032/41989
dc.description	[pt] O presente trabalho apresenta uma modelagem da geração de ondas guiadas em estruturas laminadas compósitas através de atuadores piezoelétricos interdigitais.O estudo foi desenvolvido a partir de uma técnica que se baseia na teoria discreta de Reddy e modela os campos de deslocamento e esforços e velocidades generalizadas nas interfaces de uma estrutura laminada. O modelo desenvolvido representa trechos da estrutura em questão através de suas matrizes de impedância, relacionando os esforços e velocidades generalizadas nas interfaces de cada trecho. Após a validação do modelo através da comparação com o método dos elementos finitos, via um pacote comercial, onde foi mostrado que os campos calculados pelos dois métodos obtiveram resultados bastante aproximados nas diferentes faixas de freqüência, foi demonstrada a capacidade do modelo proposto de representar atuadores piezoelétricos interdigitais gerando modos guiados desacoplados em vigas laminadas compósitas. Foram modeladas vigas de alumínio e de ARALL e, após o cálculo das suas curvas de dispersão e dos pontos em que os seis primeiros modos são aproximadamentenão dispersivos, projetaram-se atuadores capazes de gerar de forma desacoplada alguns dos modos guiados nas vigas. A técnica proposta, que pode ser facilmente adaptada pa4ra a simulação da excitação de ondas de Lamb em placas, é capaz de modelar com precisão a rseposta em altas freqüências e pode servir como uma ferramenta valiosa para o desenvolvimento de atuadores interdigitais na monitoração em tempo real da integridade estrutural de compósitos laminados.
dc.description	[en] The present work is concerned with modeling interdigital piezoeletric actuators for the excitation of guide waves in composite laminated beams. The proposed model is based on Reddys layerwise laminate theory, which relies on piece- wise constant interpolations of the displacement and eletric potential distributions along thethickness of a laminated structure. The laminated beam is also divided in pieces along its span direction, and each piece is represented by an impedance matrix that associates generalized forces with particle velocities on the interfaces of each piece, and also with the applied voltage along the electrodes of the piezoeletric element. Validation of the model was performed with the aid of a commercial Finite Element code. The model was explored to simulate the excitation of uncoupled guided wave modes incomposite laminated beams fabricated from aluminum or ARALL, which is a laminate made ofalternating layers of aluminum and arami-epoxy fiber reinforced composite. From the frequency spectrum of guided waves in the laminated beam, frequencies amd wavelengths at which the first six modes are approximately non-dispersive where determined. With this information, interdigital actuators, capable of generating uncoupled, or weakly coupled, guided modes in the beam were simulated. The proposed model, which is able to accurately reproduce responses in the high frequency/short wavelength range, could be easily adapted to simulate the extation of Lamb waves in laminated plates, and may be a valuable tool in the development of interdigital actuators for health monitoring of laminated composites.
dc.language	pt
dc.publisher	MAXWELL
dc.subject	[pt] PIEZOELETRICIDADE
dc.subject	[pt] ONDAS GUIADAS
dc.subject	[pt] MONITORACAO DE ESTRUTURAS
dc.subject	[pt] TRANSDUTORES INTERDIGITAIS
dc.subject	[en] PIEZOELECTRICITY
dc.subject	[en] ELASTIC GUIDED WAVES
dc.subject	[en] STRUTUCTURAL HEALTH MONITORING
dc.subject	[en] INTERDIGITAL TRANSDUCERS
dc.title	[pt] MODELAGEM DE ATUADORES PIEZOELÉTRICOS INTERDIGITAIS PARA GERAÇÃO DE ONDAS GUIADAS EM VIGAS COMPÓSITAS
dc.title	[en] MODELS FOR PIEZOELECTRIC INTERDIGITAL TRANSDUCERS FOR THE EXCITATION OF GUIDED WAVES IN COMPOSITE BEAMS
dc.type	TEXTO

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