برداشت انرژي از ارتعاشات پل به وسيله ي تير يك سرگيردار درجه بندي شده تابعي ناشي از عبور جرم هاي متوالي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

برداشت انرژي فرآيند استخراج انرژي از محيط و تبديل آن به يك شكل كاربردي از انرژي الكتريكي است. در ميان منابع مختلف توليد الكتريسيته، ارتعاشات مكانيكي به دليل اين واقعيت كه مي¬توان آن را در بسياري از وسايل و توليدات فناوري مانند خودرو‌ها، هواپيماها، ماشين‌هاي چرخان، ساختمان‌ها و پل‌ها مشاهده نمود، بسيار مطلوب است. انرژي ارتعاش مكانيكي مي‌تواند با استفاده از مبدل‌هاي الكترومغناطيسي، الكترواستاتيك و پيزوالكتريك به انرژي الكتريكي تبديل شود. اساس كار مواد پيزوالكتريك براي تبديل انرژي ارتعاشي به الكتريكي، ناشي از به وجود آمدن تنش و كرنش¬هاي مكانيكي در سطح آن¬ها است. از اين انرژي برداشت شده مي-توان براي تجهيزات الكترونيكي با توان كم استفاده كرد. هدف از انجام اين پروژه برداشت انرژي الكتريكي از ارتعاشات پل مي¬باشد. بدين منظور از يك تير يك ¬سر گيردار درجه¬بندي شده تابعي كه بر نقطه¬ي مياني پل نصب مي¬شود و در نتيجه در معرض ارتعاشات پايه ناشي از جابه¬جايي پل قرار مي¬گيرد، استفاده مي¬شود. پل به صورت يك تير با تكيه¬گاه ساده در نظر گرفته خواهد شد و روابط حاكم بر ارتعاشات آن با فرض تير تيموشنكو استخراج مي¬شود. هم¬چنين اثرات نيروهاي اينرسي، كوريوليس و گريز از مركز ناشي از عبور جرم از روي پل نيز در نظر گرفته خواهد شد. براي مدل¬سازي سيستم برداشت¬كننده كه شامل تير يك¬ سر گيردار و ماده¬ي پيزوالكتريك است، از فرضيات مربوط به تير اويلر- برنولي استفاده شده است. معادلات ارتعاشي به¬دست¬آمده براي پل و برداشت¬كننده، در نرم افزار متلب و با استفاده از حلگر ode 45 حل شده¬اند. هم¬چنين شبيه¬سازي مسأله كه شامل پل و برداشت¬كننده است، در نرم افزار كامسول مولتي فيزيكس انجام شده و آزمون¬هاي عملي نيز انجام گرفته است. در نهايت، ولتاژ و توان به¬دست آمده از مدل¬سازي تئوري مسأله با نتايج حاصل از شبيه¬سازي و در حالت¬هاي خاص با آزمون تجربي و نتايج موجود در مراجع مقايسه شده است. مقايسه-هاي انجام شده حاكي از دقت بسيار بالاي مدل¬سازي انجام شده براي مسأله حاضر است.

214504

طراحي كاربردي ( ديناميك، كنترل و ارتعاشات)

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

امير حسين كريمي

حسن نحوي، علي لقماني

سعيد ضيايي راد