بهینه سازی برداشت انرژی از ارتعاشات تیر کوپل با آلیاژ حافظه دار مغناطیسی

در سالهای اخیر برداشت انرژی از منابع موجود در محیط به منظور راه اندازی ادوات الکترونیکی با توان پایین، مورد توجه بسیاری از محققین قرارگرفته است. انرژی باد ، انرژی خورشید ، انرژی جریان آب ، انرژی مکانیکی حاصل از ارتعاشات و . . . از جمله منابع مهم انرژی های موجود در محیط بشمار می آیند. در این مقاله بهینه سازی برداشت انرژی از ارتعاشات محیط توسط آلیاژ حافظه دار مغناطیسی ارائه شده است. بدین منظور یک تیر دوسر درگیر بصورت کوپل با آلیاژ حافظه دار مغناطیسی در نظر گرفته می شود. ضربه ای به اندازه تنظیم شده به جرم محک متصل به وسط تیر اعمال می شود در نتیجه ارتعاشات تیر باعث ایجاد کرنش های طولی در آلیاژ می گردد. این تغییر کرنش باعث تغییر شار مغناطیسی در اطراف سیم پیچ متصل به آلیاژ شده و با القای جریان الکتریکی یک جریان AC در مدار برقرار می گردد. برای ادامه داشتن فرایند و بازگشت کرنش ها در آلیاژ ، یک میدان مغناطیسی بایاس در جهت عرضی به آلیاژ اعمال می گردد. در این مقاله از مدل تیر اویلر – برنولی با کمک تئوری فون کارمن و مدل ساختاری مبتنی بر ترمودینامیک برای پیش بینی کرنش های غیر خطی و پاسخ مغناطیسی استفاده شده است. در نهایت برای پیش بینی ولتاژ خروجی قانون القای فارادی بکار می رود. پس از بدست آوردن معادلات و معرفی مدل ، بهینه سازی ابعادی بهمراه اثر جرم محک و میدان بایاس با هدف کم کردن حجم آلیاژ با قیود اعمالی انجام می شود.

کلیدواژه ها:

Magnetic shape memory alloy ، Energy harvesting ، Optimization ، Beam coupled with MSMA ، آلیاژ حافظه دار مغناطیسی ، برداشت انرژی ، بهینه سازی ، سازه کوپل با آلیاژ