مقایسه عملکرد برداشت کننده انرژی مدل دو درجه آزادی در دو پیکربندی متفاومت با تحریک اتفاقی پایه
محورهای موضوعی : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی
امیرحشمت خدمتی بازکیائی
1
(
گروه مهندسی مکانیک، واحد سوسنگرد، دانشگاه آزاد اسلامی، سوسنگرد، ایران
)
کلید واژه: برداشت کننده انرژی, ارتعاشات اتفاقی خطی, پیزوالکتریک,
چکیده مقاله :
بمنظور تبدیل ارتعاشات مکانیکی به انرژی الکتریکی مفید از اهداف بسیاری از پژوهش‌ها در علم روز بوده و بدین منظور از تجهیزات برداشت‌کننده با اجزای پیزوالکتریک استفاده شده است. برای بررسی عملکرد این سامانه، آگاهی از رفتار و خروجی سیستم ارتعاشی، تاثیر پارامترهای مختلف آن سامانه از اهمیت بالایی برخوردار است. در پژوهش حاضر سعی برآن است که با مدلسازی سامانه ارتعاشی بصورت مدل دو درجه آزادی، در دو پیکربندی مختلف، تاثیرات پارامترهای مختلف بر عملکرد برداشت‌کننده مورد بررسی قرار گیرد. برای بررسی دقیقتر و یافتن نتیجه نزدیکتر به واقعیت، با استفاده از تئوری ارتعاشات اتفاقی خطی، تحریک مورد در بحث، از نوع نویز سفید بوده است. در مدلسازی ریاضی، دو حالت دو درجه آزادی مورد بررسی قرارگرفته شده که در حالت اول، پیزوالکتریک بین پایه و جرم اول و در حالت دوم پیزوالکتریک بین پایه و جرم دوم مفروض بوده است. پس از استخراج معادلات حاکم در هر پیکربندی و اعمال ورودی به سیستم با تحریک اتفاقی، تاثیر تمامی پارامترهای شناسایی و معرفی شده در سامانه مورد مطالعه قرار گرفته، پیکربندی با کارآیی بالاتر، برحسب میانگین برداشت کننده انرژی، معرفی و نتایج به صورت ترسیمی بیان شده است.
In order to convert mechanical vibrations into useful electrical energy, is one of the goals of many researchers in today's science, and for this purpose, harvesting equipment with piezoelectric components has been used. To check the performance of this system, knowledge of the behavior and output of the vibration system, and the effect of different parameters of that system is of great importance. In the current research, it is tried to investigate the effects of different parameters on the performance of the harvester by modeling the vibration system as a two-degree-of-freedom model, in two different configurations. To check more closely and find a result closer to reality, using the theory of linear random vibrations, the stimulation in question was white noise type. In the mathematical modeling, two two-degree-of-freedom states have been investigated, in the first state, the piezoelectric between the base and the first mass, and in the second state, the piezoelectric between the base and the second mass has been assumed. After extracting the governing equations in each configuration and applying the input to the system with random excitation, the effect of all identified and introduced parameters in the system is studied, and the configuration with higher efficiency, in terms of the average energy harvester, is introduced and the results are expressed graphically.
_||_