برداشت انرژي از ارتعاشات تير تحت عبور جرم توسط تير آگزتيك يك سر گيردار تخت و منحني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

افزايش روز افزون نياز به تأمين انرژي مدارهاي كم مصرف الكترونيكي نظير سنسورها و سيستم هاي بي سيم در سال هاي اخير توجه محققان بسياري را به خود جلب كرده است برداشت انرژي به كمك مواد پيزوالكتريك، از مهم ترين روش هاي برداشت انرژي بوده كه نقش مهمي در تبديل ارتعاشات مكانيكي به انرژي الكتريكي مفيد ايفا مي كند. بررسي رفتار ارتعاشي تيرها، اهميت زيادي در بسياري از كاربردهاي مهندسي هم چون طراحي ماشين ها و سازه ها دارد. يكي از مهم ترين و قديمي ترين مسائل ديناميك سازه كه در اين رابطه مطرح است، تحليل رفتار ديناميكي پل ها تحت عبور جرم متحرك مي باشد كه درجه اهميت بالايي در پايش سلامت و امنيت اين سازه ها دارد. مطالعه حاضر، به منظور بررسي برداشت انرژي از ارتعاشات يك تير تحت عبور جرم هاي متحرك متمركز، گسترده، نابالانس و جرم هاي متوالي با تكيه گاه هاي ساده در دستگاه شبيه ساز پل انجام شده كه در آن، برداشت كننده يك سر گيردار با زيرلايه ي پيزوالكتريك با هندسه آگزتيك، منحني شكل و ادغامي از منحني شكل آگزتيك، پيگيري خواهد شد. ساختارهاي آگزتيك مورد بررسي، هندسه هاي درون رو (ري-انترنت)، لوزي شكل و دو سر پيكان مي باشند. در قسمت نخست اين پژوهش، به بررسي تئوري و شبيه سازي اجزاء محدود مسأله ي عبور جرم متحرك از روي تير پرداخته مي شود. در بخش دوم، برداشت انرژي به وسيله تير آگزتيك، از لحاظ تجربي، تئوري و شبيه سازي اجزاء محدود بررسي مي گردد. بعد از آن، به ترتيب، به بررسي تئوري و شبيه سازي اين پديده، به وسيله برداشت كننده ي منحني شكل نيم لوله اي با طرح آگزتيك پرداخته مي شود. از روش تقريبي ونتزل-كرامرز-بريلوين (WKB) براي استخراج روابط تئوري تير اويلر-برنولي استفاده مي گردد. نتايج تئوري بخش دوم با آزمايشات تجربي صحت سنجي مي شوند. حداكثر ميزان توان خروجي تحت تحريك پل با جرم گسترده عبوري از روي آن، توسط برداشت كننده آگزتيك با ساختارهاي تخت و منحني شكل سلول واحد دو سر پيكان، به ترتيب، به ميزان 1/13 و 1/29 ميكرووات گزارش شد. هم چنين، بيشينه مقدار انرژي برداشت شده در ساختارهاي تخت، به ازاي نيروي واحد اعمال شده به پل در اثر عبور جرم هاي متوالي، مربوط به ساختار تخت دو سرپيكان، 1/63 ميكروژول در واحد نيوتن به دست آمده است.

222344

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان