MODELO PARA COMPUESTOS PIEZOELECTRICOS UTILIZADOS EN CONTROL

AHAMAD EDUARDO GUENNAM; BIBIANA LUCCIONI; RODOLFO DANESI

Mendoza

Congreso; XXXI Jornadas Sudamericanas de Ingeniería Estructural; 2004

Asociación Sudamericana de Ingenieros Estructurales

En este trabajo se estudia numéricamente el comportamiento de dispositivos (parches), construidos con fibras piezoeléctricas unidireccionales inmersas en una resina de transmisión de esfuerzos, una capa de aislamiento eléctrico y electrodos interdigitales, utilizados en sistemas de control activo. En primer lugar, se presenta un estudio electromecánico numérico detallado (micro-modelo) del funcionamiento de dichos dispositivos, realizado con el programa de elementos finitos Abaqus, individualizando cada una de las partes que constituyen el dispositivo. Los resultados de dicho modelo permiten conocer más a fondo el comportamiento de este tipo de dispositivos. Sin embargo, este tipo de modelo resulta demasiado costoso a la hora de simular una estructura completa con sensores y actuadores. Es por ello, que se propone un modelo constitutivo equivalente para el parche (macromodelo). El mismo está basado en un modelo para materiales compuestos con fibras, que permite obtener sus propiedades mecánicas, dieléctricas y piezoeléctricas equivalentes a partir de las características de cada una de las componentes, dimensiones y disposición en el parche. Este modelo resulta una herramienta útil y computacionalmente más económica para el diseño y análisis de estructuras con sistemas de control activo que incluyen este tipo de dispositivos. El trabajo se completa con la comparación de los resultados de ambos modelos y la aplicación del macromodelo a la simulación de una estructura simple a las que se adhiere el dispositivo estudiado.