بررسی تاثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد برداشت کننده های انرژی پیزوالکتریکی تحت ارتعاشات هارمونیک پایه با استفاده از مدلسازی تحلیلی و روش اجزا محدود
Publish place: JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING، Vol: 46، Issue: 2
Publish Year: 1395
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 162
This Paper With 13 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_TUMECHJ-46-2_012
تاریخ نمایه سازی: 25 آبان 1400
Abstract:
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 مذکور در نرمافزار اجزا محدود ANSYS و با بکارگیری تکنیک CPC-FEM مدلسازی شده و چگونگی تاثیر پارامترهای هندسی برداشتکننده بر رفتار مکانیکی و الکتریکی آن بررسی شده است. با استفاده از الگوریتم ژنتیک، هندسه بهینه برداشتکننده ارائه گردیده و نتایج حاصل از بهینهسازی با نتایج روشهای تقریبی پیشبینی رفتار برداشتکنندههای پیزوالکتریکی مورد مقایسه قرار گرفته است نتابج بیانگر تطابق قابل قبول بین روش اجزاء محدود و روش تحلیلی می باشد، ولی دقت روش اجزاء محدود بخاطر استفاده از رابطه تنش- کرنش در کل طول دارای الکترود برداشت کننده، دقیقتر میباشد. برداشتکننده انرژی با هندسه بهینه قادر به برداشت توان الکتریکی ۴/۴ میلیوات، ولتاژ ۳/۹ ولت در فرکانس۱۲۵ هرتز و مقاومت الکتریکی۱۰کیلواهم خواهد بود که این میزان توان و ولتاژ الکتریکی جهت تغذیه شبکههای سنسوری بیسیم کفایت میکند.
Keywords:
Authors
آرمان کیانپور
کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی و مهندسی مکانیک
کمال جهانی
دانشیار، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی و مهندسی مکانیک