Identificación de parámetros en el modelo piezoeléctrico a partir de medidas de impedancia eléctrica.
Las cerámicas piezoeléctricas son componentes fundamentales para la construcción de transductores eléctricos, entre otras aplicaciones. La incorporación de estos materiales requiere diseñar sistemas electromecánicos que permitan aprovechar el efecto piezoeléctrico, de acuerdo a la aplicación deseada...
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| Main Author: | |
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| Format: | masterThesis |
| Language: | Spanish |
| Published: |
2020
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://hdl.handle.net/20.500.12008/25090 |
| Tags: |
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| Summary: | Las cerámicas piezoeléctricas son componentes fundamentales para la construcción de transductores eléctricos, entre otras aplicaciones. La incorporación de estos materiales requiere diseñar sistemas electromecánicos que permitan aprovechar el efecto piezoeléctrico, de acuerdo a la aplicación deseada. En la actualidad, estos sistemas son diseñados con ayuda de programas de simulación que permiten anticipar el comportamiento del producto final. Para ello, es necesario conocer en detalle las propiedades de los materiales involucrados, por lo que su caracterización es muy importante. Existen variadas técnicas que atacan el problema de identificar los parámetros del modelo lineal de estas cerámicas. Muchas de estas técnicas se basan en la medida experimental de la curva de impedancia eléctrica y fueron analizadas en el desarrollo de esta tesis. Se aplicó una técnica de optimización basada en elementos finitos al estudio del envejecimiento en cerámicas. Estos resultados fueron publicados en la revista "Advances in Applied Ceramics". Como aporte a la solución del problema, se resolvió implementar un nuevo abordaje utilizando redes neuronales. El objetivo fue probar el concepto de utilizar dichas redes para los parámetros más sensibles del modelo, de forma de obtener una solución aproximada que se refina posteriormente. Se diseñó y entrenó una red neuronal de convolución para la resolución de este problema sobre datos sintéticos, simulados con un algoritmo de elementos finitos. El entrenamiento se realizó para un caso particular de geometría y sólo para algunos de los parámetros del modelo. En este manuscrito se presentan los fundamentos básicos para la comprensión de las temáticas abordadas, la implementación del trabajo realizado, y los resultados obtenidos. También se incluyen conclusiones y trabajo a futuro sobre la técnica con aprendizaje automático. La técnica desarrollada en el marco de esta tesis presenta resultados alentadores en cuanto a la posibilidad de usar estos sistemas para resolver el problema inverso en la caracterización de cerámicas. Se obtuvieron parámetros que reproducen las curvas con errores menores al 0;1 %, y los errores en cada parámetro (de los estudiados) dan por debajo del 0;5% en media. |
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