Concepção, projeto, implementação e teste de um sistema de controle de uma viga SMAHC

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação, 2013.O presente trabalho apresenta um estudo do comportamento dinâmico de uma viga compósita hibrida com memoria de forma (SMAHC – do Inglês Shape Memory Alloy Hybrid Composite), submetida a vibrações forçadas. Segundo Faluhelyi, As vigas SMAHC prismáticas utilizadas nesse trabalho, que foram fabricadas por ele, foram produzidas em um molde fechado, tipo macho-fêmea, com duas camadas de quatro fios de Ni-Ti unidirecionais cada uma, afastadas simetricamente o máximo possível do plano médio, e intercaladas por 17 camadas de mantas de fibras curtas de vidro-E, todas embebidas em matriz epóxi (Faluhelyi, 2013). Esse tipo de componente (feito de SMAHC) apresenta um grande potencial de aplicação no desenvolvimento de estruturas adaptativas para controle de vibração em sistemas mecânicos. O objetivo do trabalho é caracterizar a variação na frequência natural de vibração da viga, especialmente, na faixa de temperaturas em que o fio está em mudança de fase. Além disso, propõe-se a construção de um sistema de controle que controle a temperatura nos fios de SMA utilizando corrente elétrica (efeito Joule) como fonte de aquecimento. Os resultados permitiram concluir que com apenas 2% de fração volumétrica de fio de SMA na viga SMAHC é possível alcançar-se uma variação na frequência natural de vibração de até 5%.This paper presents a study of the dynamic behavior a beam made of Shape Memory Alloy Hybrid Composite (SMAHC), subjected to forced vibrations. According Faluhelyi, the prismatic SMAHC beams used in this work, which were made by him, were produced in a closed mold, male-female type, with two unidirectional layers of four wires of Ni-Ti, spaced as symmetrically as possible to the middle plan and interspersed by 17 layers of fiber of E-glass blankets, all embedded in epoxy matrix (Faluhelyi , 2013 ). This type of component (made of SMAHC) has great potential application in the development of adaptive structures for vibration control in mechanical systems. The objective is to characterize the variation in the natural frequency of vibration of the beam, especially in the temperature range in which the wire is in phase change. Furthermore, it is proposed to construct a control system that controls the temperature in the SMA wires using electric current (Joule effect) as the heating source. The results showed that with only 2% volume fraction of the SMA wire SMAHC beam is possible to achieve a variation in the natural vibration frequency of up to 5%