تحلیل حساسیت کرنش و ولتاژ پیش‌ بینی شده در برداشت‌کننده انرژی با آلیاژ حافظه‌دار مغناطیسی به روش pawn

در این مقاله تحلیل حساسیت کلی کرنش پیش بینی شده بوسیله مدل برداشت کننده انرژی از ارتعاشات با آلیاژ حافظه دار مغناطیسی ارائه شده است. در مدل انتخاب شده ، قطعه های آلیاژ به یک تیر دو سر درگیر متصل شده اند و سیم پیچ به دور آن‌ها پیچیده شده است. بار ضربه‌ای به جرم محک متصل در وسط تیر اعمال می‌شود . ارتعاشات حاصل از این ضربه باعث ایجاد کرنش در تیر و آلیاژ می‌گردد. بنمظور برداشت انرژی از تیر ، با محدودیت هایی مواجه هستیم که یکی از آن‌ها کرنش ایجاد شده در آلیاژ میباشد. با زیاد شدن کرنش با توجه به پیش کرنش اعمال شده، آلیاژ از حالت فشاری خارج می‌گردد و باعث عدم کارایی مدل می‌گردد . همچنین زیاد شدن این کرنش از حد مجاز نتایج پیش بینی شده را تحت تاثیر قرار می‌دهد. بدین ترتیب روش pawn بعنوان یک روش کارآمد و آسان برای تحلیل حساسیت کلی مدل نسبت به ورودی‌ها معرفی می‌گردد. سپس مدل درنظر گرفته شده با روش معرفی شده، تحلیل می‌شود و اثر هر یک از ورودی‌ها بر خروجی مدل معرفی می‌گردد. در ادامه با توجه به اهمیت ولتاژ برداشت شده، تحلیل حساسیت و رتبه بندی پارامترها انجام می‌گردد. همچنین با استفاده از آزمون دونمونه‌ای کولموگروف -اسمیرنوف نشان داده شد که در طراحی برداشت‌کننده و بهینه‌سازی آن با توجه به کرنش می‌توان طول، ضخامت و عرض آلیاژ و با توجه به ولتاژ می توان ارتفاع تیر را در محدوه ماکزیمم و مینیمم بررسی شده و با معیار مورد نظر، ثابت درنظر گرفت.

Global sensitivity analysis of predicted strain and voltage from magnetic shape memory alloy based energy harvester using PAWN method

In this paper, Global sensitivity analysis of predicted strain from clamped -clamped beam magnetic shape memory alloy based energy harvester with PAWN method is presented. In the selected model MSMA units attached to the roots of clampedclamped beam while coil wrapped around MSMA. A shock load is applied to a proof mass in the middle of the beam. As a result of beam vibration a longitudinal strain is produced in the MSMA and beam. There are limits to harvest energy from this model and one of them is the strain applied to the MSMA. As the strain increases with respect to the applied prestrain, the MSMA exits the compression region and causes the model to fail. When strain exceeds limits also affect the predicted result. Thus PAWN method as an efficient and easy way for global sensitivity analysis of the inputs has been taken into account. Then the model is analyzed with introduced method to determine the effect of each input on the output. In the following, due to the importance of the harvested voltage, the sensitivity analysis and ranking of inputs are performed. Moreover, using twosample KolmogorovSmirnov test it is shown that for design and optimization of model with respect to strain one can fix thickness, width and length of MSMA while studying model in corresponding maximums and minimums and also with respect to RMS voltage and similar test the width of the beam can be fixed.