Elemento finito bidimensional para laminados piezoeléctricos con electrodos interdigitales

EDUARDO GUENNAM, AHAMD; LUCCIONI FORNS, BIBIANA MARÍA

Bariloche

Congreso; ENIEF 2004; 2004

AMCA

Los modos torsionales cobran una marcada importancia en la respuesta dinámica de estructuras aeronáuticas (alas y palas de helicópteros) cuando se manifiestan fenómenos aeroelásticos. El control activo de las mismas, usando fibras piezoeléctricas ha despertado un marcado interés en la última década. Además, la disposición de electrodos interdigitales permite maximizar el acoplamiento electromecánico en la dirección longitudinal de las fibras. Para que el análisis mediante elementos finitos de este tipo de estructuras sea eficiente, se requieren elementos de tipo membranal, capaces de incluir en su formulación matemática aspectos inherentes a los laminados piezoeléctricos que utilizan electrodos interdigitales. En particular, los elementos deben permitir simular la presencia del campo eléctrico paralelo al plano de los mismos. En este trabajo se presenta la formulación de un elemento bidimensional, isoparamétrico, en tensión plana, con la posibilidad de incorporar laminados piezoeléctricos cuya dirección de  polarización se encuentre contenida en el plano. A modo de ejemplo de aplicación, se utiliza el elemento formulado para modelar la porción activa del recubrimiento de una estructura cajón y se evalúa el desempeño al someterla a voltajes de control.