تعیین نواحی بهینه برداشت انرژی ارتعاشی تیر حافظه دار شکلی تحت تغییرات حرارتی و نویز سفید

هدف اصلی این تحقیق، ارتقای کارایی سیستم های برداشت انرژی پیزوالکتریکی از طریق تحلیل رفتار دینامیکی تیر آلیاژ حافظه دار شکلی (SMA) با تکیه گاه های ساده، تحت تحریک جانبی ناشی از نویز سفید است. در آغاز، مدلی مکانیکی مبتنی بر تغییر فازهای آستنیت و مارتنزیت ارائه گردید که رابطه تنش–کرنش معادل را توصیف می کند. با اتکا به این مدل، معادلات حاکم استخراج و در قالب متغیرهای بدون بعد بازنویسی شد تا امکان تحلیل جامع تری فراهم گردد. پس از فرمول بندی مدل، پاسخ غیرخطی تیر با بهره گیری از ابزارهای کیفی همچون نمودارهای دوشاخگی و تحلیل مسیرهای حرکتی در فضای فاز بررسی گردید. نتایج این تحلیل ها رفتارهایی چون بروز دوشاخگی، شکل گیری منیفلدهای پایدار و ناپایدار و همچنین جهش های دینامیکی بین این منیفلدها را آشکار ساختند. بررسی های انجام شده نشان داد که شرایط حرارتی محیط و همچنین شدت متوسط تحریک نویزی از مهم ترین عوامل موثر بر پایداری سامانه و وقوع پدیده های غیرخطی هستند. در واقع، تغییر این پارامترها می تواند منجر به تحول چشمگیری در پاسخ سیستم شده و مرزهای ناپایداری را جابه جا کند. دستاوردهای این پژوهش می تواند در شناسایی نواحی عملیاتی مناسب برای برداشت انرژی ارتعاشی در طیف وسیعی از کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار گیرند. به این ترتیب، نتایج حاضر علاوه بر ارائه یک چارچوب تحلیلی دقیق برای مدلسازی تحریک های تصادفی، راهنمایی عملی برای بهبود طراحی و توسعه نسل های جدید برداشت کننده های انرژی فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

برداشت انرژی ، آلیاژ حافظه دار شکلی ، دوشاخگی ، نویز سفید