a análise de placas laminadas compostas inteligentes

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nx, ny Umn, Vmn, Wmn Xmn, Ymn Xmn, Ymn Φ (k−1) mn Componentes cartesianas do vetor n normal ao contorno Coeficientes da expansão em séries dos deslocamentos generalizados para o harmônico m, n Coeficientes da expansão em séries das rotações generalizadas para o harmônico m, n Coeficientes da expansão em séries das rotações generalizadas para o harmônico m, n Coeficiente da expansão em séries do potencial na lâmina piezelétrica k para o harmônico m, n a, b Dimensões da placa retangular m, n Harmônicos da expansão em séries trigonométricas ω Frequência de vibração Qmn Θ (k) mn Coeficiente da expansão em série do carregamento mecânico imposto Coeficiente da expansão em série do potencial elétrico imposto na lâmina piezelétrica k [Kmn] Matriz de coeficientes de rigidez para o harmônico m, n {Zmn} Vetor de coeficientes incógnitos para o harmônico m, n {Fmn} Vetor de coeficientes de força externa para o harmônico m, n
1 Introdução 1.1 Motivação e proposta do trabalho O aprimoramento das metodologias de análise de estruturas tem conduzido e estimu- lado a concepção de sistemas integrados, juntamente com a aplicação de materiais com propriedades bastante peculiares, capazes de perceber e se adaptar a possíveis alterações nas condições ambientais e operacionais, objetivando garantir o desempenho satisfatório da estrutura em face às solicitações e aos requisitos de projeto. Na indústria da mobilidade, especialmente na aeroespacial, o peso próprio é uma das principais restrições e existe uma busca inscessante por materiais mais leves que permitam satisfazer as mesmas propostas que seus similares convencionais. Grandes estruturas espaciais que usualmente envolvem trabalho de precisão são frequentemente flexíveis, leves e possuem baixo amortecimento, de tal forma que o comportamento vibratório se torna um item importante (Chee, Tong e Steven, 1998). Métodos passivos para redução de ruído e vibração ou para garantir um desempenho estrutural ótimo têm alcançado certos limites. Por esta razão, o desenvolvimento de estruturas inteligentes (smart structures) tem se tornado bastante importante. Os termos estruturas inteligentes, estruturas adaptativas, estruturas ativas e adaptrônica (do inglês “adaptronics”) fazem todos parte do referido campo de estudo (Hurlebaus e Gaul, 2006). Todos estes termos se referem à integração de atuadores e sensores aos componentes estruturais, além de alguma espécie de unidade de controle ou amplificação e processamento de sinal. Em suma, o objetivo desta integração é a concepção de um sistema capaz de melhorar o desempenho estrutural, com reduzido aumento de massa e com baixo consumo de energia. Devido à sua natureza, a análise e desenvolvimento de estruturas inteligentes requer interdisciplinaridade, visto que numerosas competências (ciência dos mateiais, mecânica aplicada, teoria de controle, etc.) estão envolvidas no projeto de uma estrutura inteligente. 1
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