Analysis of a cantilever beam type vibration energy harvester with a lever mechanism
Ankanstre tipi titreşim kaldıraç mekanizmalı enerji depolayıcısı analizi
- Tez No: 656448
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NEZİH TOPALOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Zorlanmış titreşim, Forced vibration
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu makale, piezoelektrik tabanlı ankastre kiriş tipi titreşim enerjili depolama makinelerinin enerji depolama verimliliğine odaklanmaktadır. Amaç, kiriş boyunca eksenel gerilimi homojenize ederek verimliliği artırmaktır. Bu amaçla, basit bir ankastre mekanizması ile kirişe bir karşı kütle tutturulur. Bu şekilde, kiriş üzerine, uç kütlenin eylemsizlik kuvvetinin tersi yönde bir eylemsizlik kuvveti uygulanır ve böylece saf momente yakın bir yükleme elde edilir. Bu yapı iki yöntemle incelenir; detaylı bir analitik model ve sayısal model oluşturulmuştur. Analitik model ve sonlu eleman analizi, iki tasarım parametresinin, karşı ve uç kütlelerinin oranına ve kaldıraç kiriş uzunluğu oranına dayalı olarak verimlilik üzerindeki etkisini değerlendirmek için kullanılır. Her iki yöntem için modal analiz ve harmonik yanıt analizi yapılır ve birbirleriyle karşılaştırılır. Elde edilen sonuçlar, standart bir kaldıraç kirişteki gerinim dağılımı ile karşılaştırılır. Önerilen yöntem sayesinde verimliliğin arttığı gösterilmiştir. Analitik çalışma sonucunda 0.53 ve üzeri gerinim dağılımı elde edilmiştir. Test sonucunda da farklı kütle ve kaldıraç oranlarıyla oynanılarak, belirli bir frekans aralığında 0.74 üzerinde gerinim dağılımları elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis focuses on the energy harvesting efficiency of piezoelectric-based cantilever beam type vibration energy harvesters. The aim is to increase efficiency by homogenizing the axial stress along the beam. For this purpose, a counter mass is attached to the beam via a simple lever mechanism. This way, an inertial force is applied on the beam, having a direction opposite of the inertia force of the tip mass, thereby obtaining a loading close to pure moment. This structure is investigated in two methods; a detailed analytical model and numerical model are constructed. The analytical model and finite element analysis are used to assess the effect of two design parameters on efficiency, which are ratio of counter and tip masses, and lever beam length ratio. Modal analysis and harmonic response analyses are performed for both methods and compared with each other. The obtained results are compared with the strain distribution in a standard cantilever beam. It is shown that efficiency increases by means of the proposed method. As a result of analytical work, strain distribution greater than 0.53 was obtained. As a result of the test, strain distributions over 0.74 were obtained in a certain frequency bandwidth by altering with different mass and leverage ratios.
Benzer Tezler
- Advanced concepts of piezoelectric patch-based energy harvesting and locally resonant bandgap formation in thin plates
Pirometredeki piezoelektrik yama tabanlı enerji toplama ve lokal rezonant bandgap oluşumunun ileri kavramları
AMIRREZA AGHAKHANI
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. IPEK BASDOGAN
- Kiriş destekli plak yapılarının serbest titreşimlerinin teorik ve sonlu eleman yöntemiyle analizi
Theoretical and numerical modal analyses of beam supported plates
FULDE GÜNDÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADİL YÜCEL
- Dynamic and aeroelastic analysis of a helicopter blade with actively controlled trailing edge flap in forward flight
Aktif olarak kontrol edilen firar kenarı flabına sahip bir helikopter palinin ileri uçuş şartları altında dinamik ve aeroelastik incelemesi
ÖZGE ÖZDEMİR ÖZGÜMÜŞ
Doktora
İngilizce
2012
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİH ORHAN KAYA
- Fonksiyonel derecelendirilmiş ile tabakalı kompozit kirişlerin dinamik, stabilite ve statik analizleri
Dynamic, stability and static analyses of functionally graded and layered composite beams
OKAN KIRLANGIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEREF DOĞUŞCAN AKBAŞ
- Structural analysis of wind turbine blades due to thrust force and the use of blade element-momentum method
Rüzgâr türbin kanatlarının itme kuvveti etkisi altında yapısal analizi ve kanat elemanı-momentum yönteminin kullanımı
ALBARA EMAD ABDULRAHEEM SALEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. SERDAR BEJİ