Modelagem de transdutores piezelétricos de potência. - Matuda, Marcelo Yassunori (1999)
Apresenta-se uma aplicação do método dos elementos finitos (MEF) e do método das matrizes em cadeia (MMC) no projeto de transdutores piezelétricos de potência para transmissão acústica de sinais. O MEF é um método geral, capaz de resolver problemas tridimensionais complexos, e o MMC é um método unidimensional, que portanto é limitado pelas condições de simetria do problema, mas que apresenta uma simplicidade maior em relação ao MEF. Adapta-se o MMC para o modo de barra, para funcionamento no caso onde o comprimento de onda é muito maior que as dimensões transversais do meio de propagação; originalmente o MMC foi criado para o modo de espessura. Utilizam-se o MEF e o MMC na modelagem de transdutores piezelétricos cilíndricos tipo sanduíche, e comparam-se o os resultados, com a finalidade de se verificar se o MMC pode substituir com o MEF neste tipo de problema. Modela-se uma estrutura complexa por meio do MEF, e empregando-se a análise conjunta com submodelos de transdutores cilíndricos calculados por meio do MEF e do MMC, simula-se a propagação de ondas na estrutura complexa excitada pelo transdutor. O objetivo é testar formas de redução no esforço computacional necessário. Comparam-se os resultados teóricos com resultados de experimentos com protótipos, concentrando-se nas respostas em freqüência da impedância elétrica dos transdutores. Discutem-se as limitações dos procedimentos utilizados, e os resultados da utilização conjunta do MEF e do MMC.