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Gerador Piezelétrico de Energia com Seção Transversal Variável

Processo: 11/11711-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de outubro de 2011
Vigência (Término): 31 de julho de 2013
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Estruturas Aeroespaciais
Pesquisador responsável:Carlos de Marqui Junior
Beneficiário:Maiara Rosa
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Vibrações   Aeroelasticidade

Resumo

A conversão de energia de vibração mecânica em energia elétrica tem sido investigada por diversos grupos de pesquisa na última década. A principal motivação é alimentar componentes eletrônicos de baixo consumo, como sensores wireless, utilizando a energia de vibração disponível no ambiente. Além disso, vislumbra-se a possibilidade de se obter fontes adicionais de energia elétrica para sistemas remotamente operados e com fontes limitadas de energia. Alguns mecanismos de transdução são investigados na literatura, entretanto, o piezelétrico tem se destacado devido a densidade de energia que proporciona e também facilidade de uso. A configuração mais comum de um gerador piezelétrico é composta por uma viga, ou uma placa engastada, eletromecanicamente acoplada. A variação da seção transversal do gerador ao longo de seu comprimento é uma alternativa para se otimizar o seu desempenho. A motivação vem do fato de que a deformação mecânica não é constante ao longo do comprimento do gerador e modificando-se a geometria é possível concentrar a deformação em regiões que de fato contribuiriam para o aumento do acoplamento eletromecânico. Assim, piezelétricos seriam incluídos em regiões com maior deformação, e removidos de regiões com menor deformação. Assim, o objetivo deste projeto é a modelagem de geradores com seção transversal variável e com uma massa concentrada na extremidade livre. Para isso, serão assumidas as hipóteses de uma viga Euler-Bernoulli e utilizanda a formulação de Rayleigh-Ritz. Algumas geometrias serão simuladas, desde uma viga retangular até triangular, e a configuração ideal (entre as simuladas) determinada.

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ROSA, MAIARA; DE MARQUI JUNIOR, CARLOS. Modeling and Analysis of a Piezoelectric Energy Harvester with Varying Cross-Sectional Area. SHOCK AND VIBRATION, 2014. Citações Web of Science: 13.

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