Investigation of the effect of constructional parameters of discrete attachments on energy transfer from a vibration source
Ayrık eklentilerin konstruktif parametrelerinin bir titreşim kaynağından enerji transferine etkisinin incelenmesi
- Tez No: 955001
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TURGAY ERAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Titreşim doğasında sahip olduğu yıkıcı etkilerden dolayı sistemelerde, yapılarda, makine parçalarında pek istenmez. Bu istenmeyen etki beraberinde yitip giden belirli miktarlarda enerjiyi yanında taşır. Faydasız enerjinin toplanıp daha sonra kullanılabilir mi sorusu birçok araştırmacıyı motive etmiştir. Bu çalışmada benzer düşünceyle ulaşılmak istenilen hedefin gerçekleştirilmesi adına çelik malzemeli bir plaka ana yapı olarak kullanılmıştır. Bu ana yapının üzerine plakanın hem x hem de y eksenlerinde simetrik olacak şekilde farklı adetlerde ve farklı konumlamalarda kütle ve yay elemanlarından oluşan eklentiler konmuştur. Bu eklentiler güç tüketen elektronik cihazlarda kullanılmak üzere enerji toplayıcılar olarak düşünülmüştür. Çok sayıda elemanın birlikte olan davranışlarını incelemek amacıyla sonlu elemanlar metodu kullanılmıştır. Eklentilerin doğal frekansları ile plakanın ilk modunun frekansı denk getirilmiştir. Eklenti kütlelerinin ağırlıkları toplamının ana yapının ağırlığına oranının 1/10'dan küçük olmasına dikkat edilmiştir. Eklenti yaylarının kütleleri dikkate alınmamıştır. Plaka üzerinden eklentilere geçen kinetik enerji (kütle) ve potansiyel enerji (yay) değerlerinin bulunmasına yönelik, plaka 1 ve 2. serbest titreşim modlarında tam ortasından harmonik yerdeğiştirme olarak plaka tahrik edilmiştir. Sonuçlardan görüldüğü üzere eklentilerin doğal frekansları ile plakanın ilk doğal frekansıyla aynı tutulmasına yönelik eklenti parametreleri değiştirildiğinde plakaya uygulanan harmonik tahriğin ilk modda yapılması durumunda en yüksek enerji elde edilmiştir. Eklenti sayısı arttıkça toplam enerjinin arttığı, fakat birim eklenti başına enerjinin düştüğü görülmüştür. Plakanın dört kenarındaki sınır koşulları sabit (herhangibir harekete izin verilmeyecek şekilde) seçildiğinden plakanın merkezine doğru eklentiler yerleştirildiğinde enerji artışı gözlemlenmiştir. Plakayla eklentilerin denk getirilen frekansları değiştirilip eklentilerin kütleleri sabit tutulup yay rijitliği etkisine bakıldığında ve rijitlik sabit tutulup kütle etkisine bakıldığında en çok enerjinin frekans oranının 1 olduğu durum olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Due to the destructive effects inherent in vibration, it is generally undesirable in systems, structures and machine components. This unwanted effect also carries with it the loss of a certain amount of energy. The question of whether this lost, useless energy can be collected and reused has motivated many researchers. Attachments composed of mass and spring elements were placed on the main structure in varying numbers and positions, symmetrically along both the x and y axes of the plate. These attachments were considered as energy harvesters to be used in power-consuming electronic devices. The finite element method was used to investigate the coupled behavior of multiple elements. The natural frequencies of the discrete attachments were tuned to be identical with the first mode of the bare plate. It has been ensured that the total weight of the attachment masses remains less than one-tenth of the main structure's weight. The mass of the springs used in the attachments has not been taken into account. To determine the kinetic energy (mass) and potential energy (spring) transferred from the plate to the attachments, the plate has been harmonically excited at its center in the first and second free vibration modes. As observed from the results, the highest energy has been obtained when the harmonic excitation is applied in the first mode of the plate, provided that the attachment parameters are adjusted to match the natural frequencies of the attachments with the first natural frequency of the plate. It was found that while the total harvested energy increased with the number of attachments, the energy per attachment decreased. Since all four edges of the plate are fixed (restricting any movement), an increase in energy has been observed when the attachments are placed closer to the center of the plate. When the coupled frequencies of the bare plate and attachments were varied – first by keeping the mass constant and by changing the spring stiffness, and then by keeping the stiffness constant and changing the mass¬ – it was determined that the highest energy was obtained when the frequency ratio was equal to 1.
Benzer Tezler
- Geogrid-donatılı kum zemine oturan temellerin taşıma kapasitesi
Bearing copacity of footings on geogrid-reinforced sand
TEMEL YETİMOĞLU
- Saçıcıların elastik dalga saçılımı ile görüntülenmesi
Imaging of scatterers through elastic wave scattering
UTKU HARMANKAYA
Doktora
Türkçe
2023
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE KAŞLILAR ŞİŞMAN
- Yığma duvarların düzlem içi davranışlarının modellenmesi ve analizi
Analysis and modelling of the in-plane behaviour of masonry walls
SEDAT KÖMÜRCÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH GEDİKLİ
- Basamaklı gerilim dalgalarının sincap kafesli motor momentine yaptığı etkilerin incelenmesi
The Investigation of effects of stepped-voltage wages upon torques of a souirrel cage motor
MAJİD MOHADDES
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. FAİK MERGEN