برداشت انرژی از ارتعاشات پل تحت عبور جرم های متوالی با استفاده از مواد پیزوالکتریک

برداشت انرژی الکتریکی از مواد پیزوالکتریک غالباً برای تجهیزات الکترونیکی با توان کم استفاده می‌گردد. تامین توان موردنیاز حسگر‌های بی‌سیم مورد استفاده در سلامت‌سنجی پل‌ها و دیگر شالوده‌های عمرانی از جمله کاربردهای مهم برداشت‌کننده‌های انرژی است. در این پژوهش برداشت انرژی از ارتعاشات پل تحت عبور جرم‌های متوالی بررسی شده است. برداشت انرژی به کمک تیر یک‌سرگیردار با وصله پیزوالکتریک نصب شده بر روی نقطه میانی پل دو سرمفصل صورت پذیرفته است. روابط حاکم بر ارتعاشات پل تحت عبور جرم‌های متوالی با فرض تیر اویلربرنولی استخراج شده است. اثرات نیروهای اینرسی، کوریولیس و گریز از مرکز در استخراج روابط درنظر گرفته شده است. همچنین برداشت کننده انرژی به‌صورت تیر یک‌سرگیردار با وصله پیزوالکتریک تحت ارتعاشات پایه ناشی از جابجایی پل مدل‌سازی شده است. روابط حاصل به کمک نرم‌افزار متلب با استفاده از روش رونگه‌کوتای مرتبه چهار حل شده و جابجایی پل و ولتاژ تولیدی در وصله پیزوالکتریک به‌دست آمده است. در نهایت، ولتاژ تولیدی حاصل از مدل‌سازی تئوری مساله با نتایج حاصل از آزمایش تجربی برای سرعت‌های مختلف جرم‌های عبوری مقایسه گردیده است. مقایسه انجام شده حاکی از دقت مناسب مدل‌سازی انجام شده در مساله حاضر است.