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

برداشت انرژی الکتریکی از مواد پیزوالکتریک غالبا برای تجهیزات الکترونیکی با توان کم استفاده می گردد. تامین 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 نقطه میانی پل دو سرمفصل صورت پذیرفته است. روابط حاکم بر ارتعاشات پل تحت عبور جرم های متوالی با فرض تیر اویلر-برنولی استخراج شده است. اثرات نیروهای اینرسی، کوریولیس و گریز از مرکز در استخراج روابط درنظر گرفته شده است. همچنین برداشت کننده انرژی به صورت تیر یک سرگیردار با وصله پیزوالکتریک تحت ارتعاشات پایه ناشی از جابجایی پل مدل سازی شده است. روابط حاصل به کمک نرم افزار متلب با استفاده از روش رونگه -کوتای مرتبه چهار حل شده و جابجایی پل و ولتاژ تولیدی در وصله پیزوالکتریک به دست آمده است. در نهایت، ولتاژ تولیدی حاصل از مدل سازی تئوری مساله با نتایج حاصل از آزمایش تجربی برای سرعت های مختلف جرم های عبوری مقایسه گردیده است. مقایسه انجام شده حاکی از دقت مناسب مدل سازی انجام شده در مساله حاضر است.

کلیدواژه ها:

Energy harvesting ، Piezoelectric ، Bridge vibrations ، Moving consecutive masses ، برداشت انرژی ، پیزوالکتریک ، ارتعاشات پل ، عبور جرم های متوالی