Projeto e Simulação de Motores Piezelétricos Lineares pelo Método dos Elementos Finitos
Resumo
O objetivo desse trabalho é simular computacionalmente motores (e eventualmente atuadores) piezelétricos através do Método dos Elementos Finitos (MEF) usando o software comercial ANSYS. A partir dessas simulações, pretende-se caracterizar os motores em estudo, obter características de projeto (como freqüências naturais, distribuição de tensões mecânicas em sua estrutura, deslocamento por ciclo, etc.) e comparar modelos similares de motores piezelétricos. Nesse trabalho, busca-se desenvolver uma metodologia para simular esses motores computacionalmente. Foram simulados modelos de MEF de um motor ultra-sônico de deslocamento linear, um motor quasi-estático (motor minhoca, no caso desse projeto) e o motor linear Langevin. Para realizar essas simulações, foram realizadas análises estáticas, modais, transientes e harmônicas. Também foram realizadas simulações de um dos motores junto com o seu circuito elétrico de excitação e simulações de contato para o motor minhoca. Alguns dos resultados obtidos nesse trabalho são apresentados logo abaixo nesse site. Como conclusão, pôde-se observar a necessidade de interagir com o software matemático MATLAB para simular os motores em estudo.
Introdução
O que é cerâmica piezelétrica?
O que são motores piezelétricos?
O que é o Método de Elementos Finitos (MEF)?
Introdução aos motores em estudo!
Principais Resultados Obtidos Computacionalmente
Motor ultra-sônico com cerâmicas à 90°
Protótipos Construídos
Motor ultra-sônico com cerâmicas à 90°
Agradecimentos
O autor desse trabalho agradece ao seu orientador, Prof. Emilio Carlos Nelli Silva, e à FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) pelo seu apoio a essa pesquisa por 18 meses de bolsa de Iniciação Científica, possibilitando também a redação de um artigo submetido ao COBEM 2003 - Congresso Brasileiro de Engenharia Mecânica.
Artigo do COBEM 2003 - "Simulation of a Linear Piezoelectric Motor by Using Finite Element Method"
Humberto Ferreira Vinhais - Curriculum Vitae