Defesa de Dissertação de Mestrado - Gabriel Xavier Gonçalves Borges (16/08/2021)

Título: "ESTUDO EXPERIMENTAL DOS EFEITOS NÃO LINEARES NA GERAÇÃO DE ENERGIA LIMPA ATRAVÉS DE MATERIAIS PIEZOELÉTRICOS” 

Autor: Gabriel Xavier Gonçalves Borges

Orientadora: Luciana Loureiro da Silva Monteiro

Data: 16 de agosto de 2021

Horário: 14:00h

Resumo: A utilização de vibrações mecânicas para geração de energia limpa e renovável através de materiais piezoelétricos é um método conhecido como Energy Harvesting. Esse conceito vem sendo aprimorado na área dos materiais inteligentes, pois a conversão de energia advinda de vibrações do ambiente é uma solução com grande potencial em engenharia para alimentação de sensores e sistemas de comunicação sem fio de baixa potência. Apesar disso, sua baixa eficiência energética em uma grande faixa de frequências de excitação ainda é um desafio aos pesquisadores e, uma alternativa que vem sendo amplamente explorada é a adição de agentes externos no sistema a fim de aumentar a eficiência dos dispositivos piezoelétricos com a introdução de efeitos não lineares. O presente trabalho lida com uma análise experimental de uma viga piezelétrica bimorfa engastada em uma extremidade a uma base harmonicamente excitada e tendo em sua extremidade livre uma massa magnética interagindo com outra massa magnética fixada nas proximidades da viga. Os imãs geram forças magnéticas não lineares podendo levar o sistema a biestabilidade, introduzindo um comportamento dinâmico complexo com a presença de caos e saltos dinâmicos. Para verificar o comportamento do sistema foram feitas varreduras em frequências ascendente (up-sweep) e descendente (down-sweep) para diferentes distâncias entre imãs e amplitudes de forçamento. Análises através de diagramas de deslocamento e potência elétrica em função da frequência, diagramas de bifurcação, espaços de fase e seções de Poincaré mostram que é possível aumentar a eficiência do dispositivo para uma ampla faixa de frequências com a introdução das forças magnéticas.

Palavras-chave: Sistemas não-lineares, Piezomagnetoelástico, Colheita de Energia, Materiais Inteligentes.

Banca examinadora: Luciana Loureiro da Silva Monteiro (presidente), Ricardo Alexandre Amar de Aguiar (CEFET/RJ) e Theodoro Antoun Netto (UFRJ)

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