Controle de vibrações em vigas usando buracos prescritos e atuadores piezoelétricos

Resumo

A implementação de métodos de controle de vibrações é cada vez mais necessária quando se trata da utilização de estruturas leves e flexíveis nos projetos mecânicos. O surgimento de vibrações em estruturas, mediante movimento, sempre merece a atenção dos projetistas, pois as mesmas, podem ser indesejadas quando afetam a vida útil da estrutura ou danificam o seu entorno. Com isso, este trabalho propõe o uso de dois tipos de controle numa viga engastada em um dos lados. A primeira técnica aplicada foi a de buracos prescritos, que é um tipo de controle passivo, onde é feita a retirada de material da estrutura de forma que ela fique com buracos. A vibração, quando entra neste buraco, fica presa em seu interior, não refletindo a onda para o restante da viga. A segunda técnica aplicada foi a implementação de um Regulador Quadrático Linear (LQR) para operar um atuador piezoelétrico. A formulação e modelagem da estrutura foi feita com base no Método dos Elementos Finitos (MEF), sendo utilizado para a discretização do domínio da estrutura. As vibrações foram analisadas por meio de análise modal. Foram feitas comparações da amplitude de vibração para o primeiro e segundo modos, considerando um, dois e três buracos prescritos na viga. Foram realizadas simulações computacionais para mostrar a eficiência das técnicas de controle propostas. Os resultados destas simulações são apresentados e discutidos.