Resumen

En primer lugar, se presenta un modelo de elementos finitos eficaz y preciso para vigas de materiales compuestos inteligentes. El modelo desarrollado se basa en la teoría por capas e incluye los efectos de acoplamiento electromecánico. A continuación, se desarrolla un algoritmo eficiente de optimización del diseño que combina el modelo de análisis de elementos finitos por capas para la viga laminada inteligente, el análisis de sensibilidad basado en gradientes analíticos y la programación cuadrática secuencial (SQP). Se determina el tamaño/ubicación óptimos de los sensores/actuadores para la medición dinámica del desplazamiento y para aplicaciones de control de vibraciones. Para los problemas estáticos y de valores propios, el objetivo es minimizar la masa de la viga bajo diversas restricciones, incluidas las tensiones interlaminares, los desplazamientos y las frecuencias. Para los problemas de vibración transitoria, el objetivo es la minimización del esfuerzo de control de actuación para suprimir la vibración de forma controlada. Se proporcionan ejemplos ilustrativos para validar la formulación y demostrar las capacidades de la presente metodología.

• Materias:Nanoestructuras Redes de sensores Sensores electroquímicos Biosensores Sensores piezoeléctricos
• Subjects:Nanostructures Sensor networks Electrochemical sensors Biosensors Piezoelectric sensors
• Palabras claves:modelo preciso de elementos finitos, fines de medición dinámica de desplazamientos, algoritmo eficaz de optimización del diseño, modelo de análisis de elementos finitos, esfuerzo de control de actuación, efectos de acoplamiento electromecánico, programación cuadrática secuencial, vigas compuestas inteligentes, viga laminada inteligente, problemas de vibraciones transitorias
• Keywords:accurate finite element model, dynamic displacement measurement purposes, efficient design optimization algorithm, finite element analysis model, actuation control effort, electromechanical coupling effects, sequential quadratic programming, smart composite beams, smart laminated beam, transient vibration problems