پديد آورنده :
نظريان ساماني، مينا
عنوان :
تحليل و شبيه سازي مبدل پيزوالكتريك برداشت انرژي از سطح جاده ها
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
پانزده، ۹۳ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
عليرضا فدايي تهراني، سعيد ضيايي راد
توصيفگر ها :
پيزوالكتريك , مبدل سيمبال , برداشت انرژي , جاده ي آسفالتي
استاد داور :
رضا تيكني، محمد سيلاني
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/02/04
چكيده فارسي :
1 چكيده مواد پيزوالكتريك نقش برجستهاي را در برداشت انرژي از نوسانات محيط دارند و در چند سال اخير توجه زيادي را به خود جلب نمودهاند عبور ماشينها از روي سطح جاده باعث ايجاد تنشهايي در سطح جادهي آسفالتي ميشوند كه با كمك مبدلهاي پيزوالكتريك ميتوان تنشهاي حاصل را به انرژي الكتريكي تبديل و از انرژي توليد شده در كاربردهاي مختلف استفاده نمود در اين پروژه نيروي وارد بر سطح جاده در اثر عبور ماشينهاي سنگين از روي سطح آن از نوع نيروي ديناميكي در نظر گرفته ميشود سپس با استفاده از روش المان محدود به كمك نرمافزار آباكوس مبدل سيمبال پيزوالكتريك مدلسازي و خروجيهاي پتانسيلالكتريكي و جابهجايي سطح جاده مورد بررسي و تحليل قرار ميگيرد براي سطح جاده در دو حالت با مبدل سيمبال و بدون آن شبيهسازي انجام و اختالف جابهجايي آن در اين دو حالت با استفاده از رابطهي درصد اختالف جابهجايي بدست آورده ميشود كه يكي از معيارهاي طراحي هندسهي بهينه است يكي ديگر از معيارها برداشت بيشينه انرژي پتانسيل الكتريكي از مبدل سيمبال است تأثير پارامترهاي مختلف هندسهي مبدل سيمبال و پيزوالكتريك در ميزان ذخيرهي انرژي پتانسيل الكتريكي مورد بررسي قرار ميگيرد و هندسهي بهينهي آن بدست ميآيد بيشينه انرژي پتانسيل الكتريكي با ابعاد بهينهي مبدل سيمبال برابر 69 51 ميليژول است و اگر فركانس باري خودرو 05 هرتز باشد ميتوان 897 ميليوات توان خروجي ماكزيمم بهدست آورد همچنين تأثير سرعت خودرو و فشار تاير خودروهاي سبك و سنگين براي مبدل سيمبال پيزوالكتريك با ابعاد هندسهي بهينه مورد ارزيابي قرار گرفت و مشخص گرديد كه با افزايش سرعت و وزن ماشين ميزان ذخيرهي انرژي پتانسيل الكتريكي بهطور قابل توجهي افزايش مييابد كلمات كليدي پيزوالكتريك مبدل سيمبال برداشت انرژي جادهي آسفالتي
چكيده انگليسي :
94 Analysis and simulation of a piezoelectric transducer using on roads surface for energy harvesting Mina Nazarian Samani m nazarian@me iut ac ir Date of Submission 2018 03 14 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Alireza Fadaie Tehrani mcjaft @ cc iut ac ir Prof Saeed Ziaei Rad szrad@cc iut ac irAbstract Piezoelectric materials play a prominent role in the energy harvesting of environmental fluctuations and haveattracted much attention in recent years Passing vehicles create stresses on the road surfaces which may beconverted to electrical energy by using piezoelectric transducers mounted under the surface of the roads In this project loads on the road surface are considered as dynamic loads when the cars are passed on itssurface Then by using finite element analysis in Abaqus simulation of a piezoelectric transducer called cymbalis carried out and electric potential energy and displacement of the road surface are analyzed In simulations intwo cases are performed and the displacement difference are obtained in these two states using the percentdisplacement percentage ratio which is one of the geometric design criteria in optimization Another criterion isthe maximum energy recovery from the electrical potential of the cymbal transducer The effect of differentparameters of the piezoelectric transducer geometry on the potential energy is investigated and optimized geometryis obtained The maximum potential energy in the optimized size of the embedded converter is found to be 15 96mJ and if the car frequency is 50 Hz the maximum output power can be 798 mW Finally the effect of vehicle speed and tire pressures in optimal geometry design were evaluated which indicatedthat with increasing the speed and weight of the car the potential electrical energy increased significantly Keywords Piezoelectric Cymbal transducer Energy harvesting Asphalt pavement
استاد راهنما :
عليرضا فدايي تهراني، سعيد ضيايي راد
استاد داور :
رضا تيكني، محمد سيلاني
