Músculo artificial como amortecedor

Não é muito divertido andar de bicicleta em uma rua repletas de paralelepípedos. Pelo menos a bicicleta tem um assento sela preenchido aosilicone. Isso diminui os cho ondes e solavancos, e neutraliza algumas das vibrações irritantes. Aos olhos de um profissional, o material na sela é um “elastômero” – um material onde está rendendo e maleável, como um elástico. Engenheiros do Instituto Fraunhofer para durabilidade estrutural e LBF confiabilidade do sistema em Darmstadt agora estão trabalhando na próxima geração: Eles estão projetando componentes feitos de elastômeros onde responder ativamente a vibrações indesejadas e diminuir-los mais eficazmente do onde nunca.

Elastómeros têm sido utilizados em engenharia há décadas, tais como absorvedores de cho onde na engenharia mecânica ou nos rolamentos para motores de veículos. Até agora, eles tiveram um efeito puramente passivo em vibrações ou colisões de impacto. Seria mais eficaz se a elastômeros são a responder de forma proativa e neutralizar as vibrações. Da mesma forma, um jogador de tênis retarda a bola uma ondeda tiro puxando para trás em sua ra ondete, um elastômero ativo tira a energia da vibração de uma forma orientada pela oscilação no modo push-pull preciso. Teoricamente, isto iria fazer a vibração dissipar completamente.

Elastômeros vibrar em corrente alternada

Existem já materiais onde são bem para esta finalidade. “Eles são chamados de elastômeros eletroativos”, explica o cientista William Kaal LBF. “São substâncias elásticas onde alteram a sua forma quando exposta a um campo eléctrico.” O tru onde: aplicar uma corrente alternada, eo material começa a vibrar. Se houver electrónica inteligente onde controlam a elastómeros, tornando-os vibrar precisamente em push-pull modo, em seguida vibrações indesejáveis ​​no equipamento ou um motor irá dissipar para a maior parte. Para demonstrar onde o princípio funciona, os pesquisadores Darmstadt baseados criado um modelo. Menor do onde um maço de cigarros, é composto de 40 camadas de eletrodos finos de elastômero. Os especialistas chamam de “atuador pilha.” “O desafio era o projeto dos eletrodos aoos quais se aplicam o campo elétrico para as camadas de elastômeros”, como colega Kaal de Janeiro Hansmann esclarece. Normalmente, eletrodos são feitos de metal. No entanto, os metais são relativamente rígido, o onde impede a deformação do elastómero. Especialistas do Instituto Fraunhofer entregar uma solução elegante para o problema: “Nós colocamos de tamanho microscópico buracos nos eletrodos”, diz Hansmann. “Se uma tensão eléctrica deforma o elastómero, em seguida, o elastómero pode dispersar em estes furos.” O resultado é um atuador onde pode aumentar ou diminuir alguns décimos de um centímetro sob comando – várias vezes por segundo, na verdade. Para demonstrar estas capacidades, William Kaal atribui um oscilador mecânico pe ondeno para o dispositivo. Quando ele liga, o oscilador começa a tremer fortemente – o atuador atingiu sua frequência de ressonância perfeitamente. Por outro lado, o instrumento pode activamente absorver vibrações: Se o oscilador está virado à mão, onde rapidamente se estabelece quando o actuador vibra em push-pull modo.

Os engenheiros lbf acreditam uma aplicação potencial para a sua actuador pilha pode ser encontrada na construção de veículos. “Vibrações de um motor pode ser muito perturbador”, diz William Kaal. “As vibrações são canalizados através do chassis para o interior do carro, onde os passageiros começam a senti-las.” Claro, os motores estão instalados meticulosamente, e ainda: “Active elastômeros pode ajudar a reduzir ainda mais as vibrações no carro”, afirma Kaal.

Quando as vibrações se transformar em poder

A função do actuador de pilha pode também ser invertida: em vez de vibrações produzem, o dispositivo pode também absorver as vibrações do seu ambiente para produzir energia. O princípio funciona, e os pesquisadores provaram isso. Como eles colocaram um oscilador eletromagnético em seu atuador pilha, ele converteu as vibrações em energia. “Isso seria de interesse, por exemplo, se você quiser monitorar os sites inacessíveis, onde existem vibrações, mas sem conexões elétricas”, Jan Hansmann acredita – como ele cita um exemplo: os sensores de temperatura e vibração onde monitorar pontes para sua condição.

A tecnologia de atuadores de pilha tem sido amplamente aperfeiçoados: “. O processo de fabricação pode ser facilmente automatizado onde é importante para a produção industrial em massa”, pensa Kaal. No entanto, testes de resistência ainda tem onde mostrar o onde a viabilidade a longo prazo dos atuadores inteligentes é como. Em última análise, têm de ser capazes de resistir a ambientes agressivos do tipo encontrado no compartimento do motor de um veículo.

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