مدلسازی برداشت انرژی الکتریکی با استفاده از مواد پیزوالکتریک تحت تحریک اتفاقی از پایه

Authors

سید محمد خادم باشی

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد دکتر معین فرد

استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

abstract

بسیاری از تجهیزات برداشت کننده ی انرژی از اجزای پیزوالکتریک به منظور تبدیل ارتعاشات مکانیکی به انرژی الکتریکی مفید استفاده می کنند. تحریک ورودی معمولا بصورت موج هارمونیک در نظر گرفته می شود، در حالیکه در موقعیت های عملی، تحریک مکانیکیِ سیستم، یک سیگنال اتفاقی است. هدف این پژوهش، مطالعه ی برداشت انرژی در تجهیزات پیزو الکتریک با استفاده از تئوری ارتعاشات اتفاقی است. در مرحله اول یک مدل پارامتری متمرکز از سیستم ارائه شده است. پس از آن معادلات دیفرانسیل بدون بعد حاکم بر ولتاژ القا شده در مدار برداشت انرژی و همچنین حاکم بر طول ماده ی پیزوالکتریک بدست آمده است. فرض شده است که تحریک ورودی بصورت یک شتاب با طیف فرکانسیِ نویز سفید، با باند محدود باشد. سپس از تئوری ارتعاشات اتفاقی برای بدست آوردن خواص آماری ولتاژ، توان و طول ماده ی پیزوالکتریک بر حسب خواص آماری تحریک، بصورت تحلیلی استفاده شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که با انتخاب مناسب پارامترهای سیستم، مقدار مورد نظر توان برداشت شده میتواند بطور موثری افزایش یابد. انتظار میرود نتایج بدست آمده از این پژوهش بتوانند بطور کمی و کیفی در تحلیل، بهینهسازی و ساخت تجهیزات پیزوالکتریک برداشت کننده ی انرژی مورد استفاده قرار گیرند.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

برداشت انرژی از ارتعاشات پل تحت عبور جرم های متوالی با استفاده از مواد پیزوالکتریک

برداشت انرژی الکتریکی از مواد پیزوالکتریک غالباً برای تجهیزات الکترونیکی با توان کم استفاده می گردد. تأمین توان موردنیاز حسگر های بی سیم مورد استفاده در سلامت سنجی پل ها و دیگر شالوده های عمرانی از جمله کاربردهای مهم برداشت کننده های انرژی است. در این پژوهش برداشت انرژی از ارتعاشات پل تحت عبور جرم های متوالی بررسی شده است. برداشت انرژی به کمک تیر یک سرگیردار با وصله پیزوالکتریک نصب شده بر روی نق...

full text

برداشت انرژی ارتعاشی با استفاده از تیر یک سردرگیر با دولایه پیزوالکتریک

هم‌اکنون برداشت انرژی ارتعاشی با ماده پیزوالکتریک می‌تواند بیش از 300 میکرووات بر سانتیمتر مربع توان تولید کند و این امر موجب شده تا این روش، به یکی از روش‌های مناسب برداشت انرژی برای تأمین توان وسایل الکترونیکی با توان کم مطرح گردد. یکی از مشکلات مهم در تیرهای برداشت کننده انرژی با دو لایه پیزوالکتریک، تولید حداکثر توان با کمترین وزن می‌باشد. در این مقاله اثر شکل و هندسه تیر یک‌سردرگیر با دو ل...

full text

برداشت انرژی از تیر کامپوزیتی لایه‌ای دارای لایه پیزوالکتریک تحت ارتعاشات اجباری

امروزه استفاده از مبدل پیزوالکتریک به دلیل قابلیت تبدیل انرژی محیطی همچون ارتعاشات مکانیکی به انرژی الکتریکی، کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده است. در یک سازه دارای لایه پیزوالکتریک، علاوه بر خصوصیات پیزوالکتریک، انتخاب خصوصیات بخش غیرپیزوالکتریکی سازه برداشت کننده انرژی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است؛ بنابراین در پژوهش حاضر، تولید انرژی الکتریکی از ارتعاشات اجباری تیر کامپوزیتی با لایه پیزوالکتریک...

full text

بررسی تأثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد برداشت کننده های انرژی پیزوالکتریکی تحت ارتعاشات هارمونیک پایه با استفاده از مدلسازی تحلیلی و روش اجزا محدود

در این مقاله، برداشت انرژی الکتریکی از ارتعاشات پایه تیر یکسر گیردار مد نظر قرار گرفته است. با توجه به بالا بودن کوپلینگ الکترومکانیکی مواد پیزوالکتریک نسبت به سایر روش­های برداشت انرژی از ارتعاشات، ساختار سیستم برداشت کننده انرژی به صورت یک تیر سه لایه متشکل از یک لایه فلزی و دو لایه پیزوالکتریک در طرفین آن، به همراه یک جرم اضافه شده در انتهای آزاد تیر  در نظر گرفته شده است. برداشت­کننده انرژی...

full text

کاهش لرزش دست با استفاده از تحریک الکتریکی سطحی عضله

ﻟﺮﺯﺵ ﺍﺯ ﺷﺎﻳﻊﺗﺮﻳﻦ ﺍﺧﺘﻼﻻﺕ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﺍﻧﺴﺎﻥ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﻏﻴﺮﺍﺭﺍﺩی ﻭ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﺳﻴﻨﻮﺳﻰ ﺍﺳﺖ. ﻟﺮﺯﺵ، ﻣﻔﺼﻞﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻔﻰ ﺩﺭ ﺑﺪﻥ ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺭﺍ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻗﺮﺍﺭ ﻣﻰﺩﻫﺪ. ﻟﺮﺯﺵ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺑﺼﻮﺭﺕ ﺣﺮﻛﺎﺕ ﺑﺎﺯ ﻭ ﺑﺴﺘﻪ ﺷﻮﻧﺪﻩ ﻭ ﭼﺮﺧﺸﻰ ﺳﺎﻋﺪ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭﻣﺎﻥﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎﻭﺗﻰ ﺑﺮﺍی ﻟﺮﺯﺵ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﻛﻪ ﻳﻜﻰ ﺍﺯ ﺁﻥﻫﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﺭﻭﺵ ﻻﺯﻡ ﺍﺳﺖ ﺑﻪ ﻣﻮﺍﺭﺩی ﺗﻮﺟﻪ ﺷﻮﺩ ﻛﻪ ﻋﺒﺎﺭﺗﻨﺪ ﺍﺯ 1) ﺗﺤﺮﻳﮏ ﻛﻨﻨﺪﮤ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ، ﺑﻤﻨﻈﻮﺭ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺁﺯﻣﺎﻳﺶﻫﺎی ﻭﺍ...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
مکانیک سازه ها و شاره ها

جلد ۶، شماره ۱، صفحات ۱-۱۰

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023