پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 414 |
| تعداد مقالات | 5,478 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,010,334 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,299,918 |
تحلیل و بهینه‌سازی تیر ترکیبی جاذب ارتعاشات و برداشت‌کننده انرژی با لایه مگنتو‌الکترو الاستیک | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 1، دوره 54، شماره 6، شهریور 1401، صفحه 1223-1248 اصل مقاله (2.56 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2022.20669.7291 | ||
| نویسندگان | ||
| زهرا رجایی1؛ علیرضا شوشتری* 2 | ||
| 1گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بو علی سینا ، همدان، ایران | ||
| 2بوعلی سینا همدان*فنی و مهندسی | ||
| چکیده | ||
| به کارگیری یک جاذب ارتعاشی که بتواند ارتعاشات سازه را به حداقل برساند و در عین حال به عنوان برداشت‌کننده‌ی انرژی نیز مورد استفاده قرار گیرد بسیار مورد توجه بوده است. در پژوهش حاضر از یک تیر پیوسته حاوی لایه‌ای از مواد هوشمند مگنتوالکتروالاستیک به عنوان جاذب دینامیکی استفاده شده است. این جاذب با داشتن مواد دارای خاصیت پیزوالکتریک و پیزومغناطیس توامان هم به کاهش ارتعاشات سیستم یک درجه آزادی کمک کرده و هم از آن انرژی برداشت می‌کند. بهترین عملکرد این جاذب در فرکانس تشدید اتفاق خواهد افتاد. با در نظر گرفتن یک نیروی تحریک هارمونیک اعمالی به سیستم اصلی، معادلات کلی جاذب استخراج گردید و تأثیر پارامترهای مختلف تیر بر برداشت انرژی مورد بررسی قرار گرفت. به کمک روش بهینه‌سازی و استفاده از الگوریتم ژنتیک مقادیر مناسب برای رسیدن به هر دو هدف به دست آمد. برای یافتن تابع هزینه از روش تجربی سطح پاسخ استفاده شد. بررسی‌ها در سه مود اول تیر انجام گرفت و مشخص شد که مودهای بعدی تأثیر چندانی در توان تولید شده ندارند. بیشترین میزان برداشت انرژی در مود اول و در محدوده‌ی فرکانسی 10 تا 40 هرتز اتفاق افتاده و میزان ارتعاشات سازه اصلی نیز حدود 65 درصد کاهش یافت. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| جاذب دینامیکی؛ برداشت انرژی؛ مواد مگنتوالکتروالاستیک؛ الگوریتم ژنتیک | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Modeling and Optimization of Vibration Absorber Beam Combined with Magneto-Electro-Elastic Energy Harvester | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Zahra Rajaei1؛ Alireza Shoshtari2 | ||
| 1Department of Mechanical Engineering, Engineering Faculty, Bu_Ali Sina University, Hamedan, Iran | ||
| 2Department of Mechanical Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Mechanical structures are always exposed to unwanted vibrations and this can greatly affect system performance. The energy from this vibration can be used as a source to generate voltage. Therefore, the use of a vibration absorber that can minimize the vibrations of the structure and at the same time be used as an energy harvesting has been very important. In recent years, the use of intelligent materials capable of generating voltage has made significant progress in various fields. In the present study, a continuous beam with a layer of magnetoelectroelastic materials has been used as a dynamic absorber. This absorber helps to reduce the vibrations of the system by one degree of freedom and extracts energy from it. The best performance of this absorber will occur at the resonant frequency. The general absorber equations were extracted and the effect of different beam parameters on energy harvesting was investigated. Using the optimization method, appropriate values were obtained to achieve both goals. The studies were performed in the first three modes of the Bernoulli Euler beam. the highest energy harvesting occurred in the first mode and in the frequency range of 10 to 40 Hz. The vibrations of the main structure also decreased by about 65%. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Dynamic absorber, Energy harvesting, Magneto-electro-elastic materials, Genetic algorithm | ||
| مراجع | ||
|
[1] H. Farham, Patent and Tradmark Office, in, Washington, DC: US, 1911. [2] X. Shan, J. Deng, R. Song, T. Xie, A piezoelectric energy harvester with bending–torsion vibration in low-speed water, Applied Sciences, 7(2) (2017) 116. [3] M. Shishesaz, M.M. Shirbani, H.M. Sedighi, A. Hajnayeb, Design and analytical modeling of magneto-electro-mechanical characteristics of a novel magneto-electro-elastic vibration-based energy harvesting system, Journal of Sound and Vibration, 425 (2018) 149-169. [4] C. Madhav, S.F. Ali, Harvesting energy from vibration absorber under random excitations, IFAC-PapersOnLine, 49(1) (2016) 807-812. [5] C.-Y. Lee, J.-H. Lin, Incorporating piezoelectric energy harvester in tunable vibration absorber for application in multi-modal vibration reduction of a platform structure, Journal of Sound and Vibration, 389 (2017) 73-88. [6] Z. Yan, M.R. Hajj, Energy harvesting from an autoparametric vibration absorber, Smart materials and structures, 24(11) (2015) 115012. [7] V.R. Challa, M. Prasad, F.T. Fisher, A coupled piezoelectric–electromagnetic energy harvesting technique for achieving increased power output through damping matching, Smart materials and Structures, 18(9) (2009) 095029. [8] Y.-W. Zhang, S.-L. Wang, Z.-Y. Ni, Z.-W. Fang, J. Zang, B. Fang, Integration of a nonlinear vibration absorber and levitation magnetoelectric energy harvester for whole-spacecraft systems, Acta Mechanica Solida Sinica, 32(3) (2019) 298-309. [9] H. Shorakaei, A. Shooshtari, Analytical solution and energy harvesting from nonlinear vibration of an asymmetric bimorph piezoelectric plate and optimizing the plate parameters by genetic algorithm, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 29(6) (2018) 1120-1138. [10] H. Shorakaei, A.R. Shoshtari, H.R. Karami, Analytical Solution and Optimization for Energy Harvesting from Nonlinear Vibration of Magneto- Electro- Elastic Plate, AUT Journal of Mechanical Engineering, 3(1) (2019) 63-76. [11] I. McNeil, A. Abdelkefi, Nonlinear modeling and vibration mitigation of combined vortex-induced and base vibrations through energy harvesting absorbers, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 95 (2021) 105655. [12] M. Vaezi, M. Moory-Shirbani, A. Hajnayeb, Free vibration analysis of magneto-electro-elastic microbeams subjected to magneto-electric Loads, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 75 (2015). [13] S.S. Rao, Mechanical Vibrations Laboratory Manual, Edition Addison-Wesley Publishing Company, New York., 1995. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 463 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 785 |
||