Un estudio comparativo de actuadores Piezoeléctricos y Magnetoestrictivos para estructuras inteligentes

Abstract

This paper introduces a comparative analysis of Piezoelectric (PZ) and Magnetostrictive (MS) actuators as components in smart structures. There is an increasing interest in functional structures which are able to adapt to external or internal perturbations, i.e. changes in loading conditions or ageing. Actuator technologies must perform concomitantly as sensors and actuators to be applicable in smart structures. In this paper we will comparatively analyze the possibility of using PZ and MS actuators in smart structures and in so doing their capability to act concomitantly as sensors and of modifying their material characteristics. We will also focus on the analysis of how them can be integrated in structures and on the analysis of the most appropriate structures for each actuator. The operational performance of PZ (Stacks) and MS actuators will be compared and eventually some conclusions will be drawn. Keywords: Piezoelectric actuators, Magnetostrictive actuators, smart structures. Un estudio comparativo de actuadores Piezoeléctricos y Magnetoestrictivos para estructuras inteligentesEste artículo presenta un estudio comparativo de actuadores Piezoeléctricos (PZ) y Magnetoestrictivos (MS) como elementos integrantes de estructuras inteligentes. Existe un interés creciente en estructuras activas que puedan adaptarse a perturbaciones tanto internas como externas, por ejemplo, ante cambios en carga estructural o ante su envejecimiento. Para que un actuador forme parte de una estructura inteligente, debe poder actuar también como sensor. Este artículo presenta un estudio comparativo del uso de actuadores PZ y MS en estructuras inteligentes y, como consecuencia, de su habilidad para actuar y medir simultáneamente así cómo para modificar sus características mecánicas. Nos centraremos también en el análisis de como pueden integrase en estructuras y cuales son las más indicadas para cada actuador. Se compararán las características operacionales de los actuadors PZ multicapa y los MS.

Design of Capsule-type Micro Actuator Utilizing Hydrogen Storage Alloys by Finite Element Analysis

“…So the lower limit of the critical compressive load was set as 100 N to prevent plastically deformation by the arm's weight. The lower limit of the actuator displacement was determined as the displacement of piezoelectric stack actuators of 1000 ppm [27]. For the HSA-CMA with d = 10 mm, F C > 100 N at h > 0.8 mm, and Y > 1000 ppm at h < 1.2 mm from Fig.…”