ESTUDO DE TÉCNICAS DE CONTROLE DE VIBRAÇÕES EMPREGANDO PIEZOCERÂMICAS COMBINADAS COM CIRCUITOS SHUNT

Danuza Cristina Santana¹; Domingos Alves Rade¹; Valder Steffen Jr¹

¹ UFU

Resumo

O desenvolvimento de novas tecnologias permitiu a construção de equipamentos industriais, veículos e estruturas cada vez mais leves e com velocidades de operação cada vez mais elevadas, ocasionando o aumento dos níveis de vibração e ruído gerados. Em função disto, desde a década 50 o problema do controle de vibrações e ruído tem sido objeto de intenso esforço de pesquisa da comunidade científica. Como resultado, diferentes técnicas de controle foram desenvolvidas e continuam sendo aperfeiçoadas. O presente trabalho trata de uma técnica de controle passivo de vibrações que utiliza cerâmicas piezoelétricas PZT (zirconato titanato de chumbo) ligadas a circuitos elétricos passivos. Estes circuitos elétricos podem ser puramente resistivos, resistivos-indutivos, capacitivos e switched (chaveados). Demonstra-se que a associação entre a pastilha piezoelétrica e o circuito resistivo, em um dispositivo denominado shunt resistivo, confere ao material piezoelétrico um amortecimento similar ao obtido com os materiais viscoelásticos. Por outro lado, quando a pastilha piezoelétrica é ligada ao circuito resistivoindutivo produz-se no sistema uma ressonância elétrica que pode ser sintonizada para o controle de um determinado modo de vibração desejado, de maneira similar aos absorvedores dinâmicos de vibração. Neste caso, tem-se o chamado circuito shunt ressonante. Pastilhas piezoelétricas associadas a circuitos puramente capacitivos formam os shunts capacitivos e promovema alteração na freqüência natural do sistema. Shunts switched (chaveados) consistem no chaveamento contínuo de um transdutor piezoelétrico associado a uma estrutura vibrante e são também chamados shunts semi-passivos.Neste trabalho apresenta-se uma revisão sobre o estado da arte dos diferentes tipos de shunts, sendo também apresentada a modelagem analítica destes sistemas

Palavras-chave: Vibrações; Controle Passivo; Piezoelétricos; Shunt