جلسه دفاع پایان¬نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- گرایش طراحی کاربردی
موضوع: ارائه حل نیمه تحلیلی برای یک برداشت کننده انرژی پیزوالکتریک چرخشی
استاد راهنما: دکتر تیکنی
استادامشاور: دکتر بلاغی
استادان داور: دکتر ضیائی - دکتر لقمانی
چکیده
در این پژوهش، رفتار دینامیکی و عملکرد برداشت انرژی یک سیستم تیر طره‌ای دوار مجهز به وصله پیزوالکتریک و سازوکار غیرخطی مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی، تحلیل رفتار غیرخطی سیستم و بررسی قابلیت آن در برداشت انرژی در شرایط مختلف تحریک و تشدید است. در ابتدا، با در نظر گرفتن اثرات ناشی از دوران، غیرخطی‌های مکانیکی، نیروی مغناطیسی و کوپل الکترومکانیکی، معادلات حاکم بر سیستم استخراج شده‌اند. سپس با استفاده از روش مقیاس‌های چندگانه، روابط حاکم بر پاسخ دامنه‌ای سیستم در نواحی مختلف تشدید به دست آمده و رفتار دینامیکی سیستم مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که سیستم مورد مطالعه به دلیل وجود غیرخطی‌ها قادر به بروز تشدید اولیه، تشدید فوق‌هارمونیک و تشدید زیرهارمونیک است. بررسی منحنی‌های پاسخ نشان داد که تغییر پارامتر انحراف فرکانسی و دامنه تحریک می‌تواند موجب تغییر قابل‌توجه در دامنه ارتعاش و ساختار پاسخ سیستم شود. همچنین، تغییر پارامترهای الکتریکی بر پاسخ مکانیکی و میزان توان برداشت‌شده اثرگذار است. نتایج مربوط به توان برداشت‌شده نشان می‌دهد که انتخاب مناسب پارامترهای الکتریکی و مقاومت بار می‌تواند نقش مهمی در بهبود عملکرد برداشت انرژی داشته باشد. به‌منظور ارزیابی صحت تحلیل تحلیلی، نتایج حاصل از روش مقیاس‌های زمانی چندگانه با نتایج انتگرال‌گیری مستقیم معادلات حاکم مقایسه شده است. تطابق مناسب نتایج دو روش در نواحی مختلف تشدید، قابلیت روش تحلیلی در پیش‌بینی رفتار دینامیکی سیستم را تأیید می‌کند. همچنین، نتایج نشان می‌دهد که بهره‌گیری از رفتارهای غیرخطی و تشدید داخلی و تشدیدهای ثانویه می‌تواند محدوده عملکرد سیستم را نسبت به یک سیستم خطی افزایش داده و امکان برداشت انرژی را در شرایط متنوع‌تری از تحریک فراهم کند. در مجموع، یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که ترکیب سازوکار غیرخطی مغناطیسی، دوران و برداشت انرژی پیزوالکتریک می‌تواند رویکرد مناسبی برای توسعه سامانه‌های برداشت انرژی ارتعاشی با پاسخ قابل تنظیم و عملکرد مناسب باشد.
