بررسی تاخیر زمانی بار نقطه ای متعدد بر روی برداشت انرژی از ارتعاشات یک تیر FGM با استفاده از لایه پیزوالکتریک

در این پژوهش، یک مطالعه نظری از پاسخ ارتعاشی تیر FGM تحت بارهای متحرک ارائه شده است. از اصل تعمیم یافته همیلتون برای استخراج سیستم معادالت ارتعاشات تیر اویلر- برنولی استفاده شده است. پس از آن با حل معادلات، خیز تیر، مقدار ولتاژ خروجی و انرژی الکتریکی برداشت شده با اتصال یک لایه پیزوالکتریک بر روی تیر محاسبه شده است و با توجه به ابعاد ناچیز لایه ی پیزوالکتریک در برابر تیر، جرم و سفتی آن در مدلسازی وارد نشده است. نیرو نقطه ای به صورت تابع دلتای دیراک نسبت به مکان و به عنوان یک بار هارمونیک نسبت به زمان در نظر گرفته شده است. با در نظر گرفتن ۲ مود ارتعاشاتی و سیستم کوپله برداشت توان الکتریکی، دستگاه معادلات دیفرانسیل زمانی استخراج شده و به کمک روش عددی صریح نیومارک حل شده اند. اثرات محل اتصال لایه پیزو الکتریک بر روی بهینه سازی توان تولیدی بررسی شده است. نتایج عددی نشان میدهد که تاخیر زمانی، اثرات قابل توجهی بر سیگنالهای خروجی از ارتعاش تیر تحت اثر بارهای متحرک دارد.

Keywords:

مواد FGM , تیر اویلر-برنولی , تاخیر زمانی حرکت بار , لایه پیزوالکتریک