دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی راه‌آهن
آرمین مویدی‌زاده (دانشجوی دوره دکتری دانشکده مهندسی راه‌آهن) ۲۷ شهریور ۱۴۰۳از رساله خود با عنوان "طراحی وتحلیل یک سامانه برداشت انرژی پهن باند دورانی با رزوناتور اکزتیک جهت نصب روی محور" دفاع نمود.
چکیده این رساله که به راهنمایی دکتر داود یونسیان انجام شده به شرح زیر است.
چکیده:
در سال‌های اخیر، برداشت انرژی از منابع طبیعی مانند ارتعاشات، باد و صوت در صنایع مختلف، به‌ویژه حمل و نقل ریلی، اهمیت زیادی یافته است. این انرژی برای فعال‌سازی حسگرها بسیار مهم است، زیرا در بسیاری از موقعیت‌ها منبع تغذیه دائمی وجود ندارد و تعویض باتری هزینه‌بر و دشوار است. سنسورها عناصر کلیدی در دستگاه‌های نظارت هوشمند هستند و تأمین انرژی آن‌ها در مکان‌های دورافتاده یک چالش مهندسی است. یکی از راه‌حل‌ها، دستگاه‌های برداشت انرژی است که از منابع مختلف انرژی الکتریکی تولید می‌کنند. با توجه به نیاز جدی به انرژی الکتریکی برای حسگرهای پایش وضعیت در قطارهای باری، طراحی و ساخت رزوناتور برای نصب بر روی محور بوژی قطار بررسی شده است.
ابتدا دستگاه‌های برداشت انرژی دورانی، ساختارهای آگزتیک و مکانیسم‌های چندتعادلی بررسی می‌شوند. سپس مدل‌سازی رزوناتور با ساختار آگزتیک در نرم‌افزار کامسول انجام و نتایج آن با آزمایش‌های عملی مقایسه می‌گردد. المان‌های PZT ارزان‌قیمت هستند و دو بستر آگزتیک دایره‌ای برای بهبود عملکرد آن‌ها پیشنهاد شده است. نتایج مدل‌سازی و آزمایش‌ها نشان می‌دهد که برداشت‌کننده‌های انرژی با ساختار آگزتیک می‌توانند توان الکتریکی خروجی المان‌های را تا ۱۳٫۳ و ۱۰٫۲ برابر افزایش دهند. این مفهوم ساده و ارزان می‌تواند سطح توان خروجی برای راه‌اندازی حسگرهای پایش وضعیت در صنعت ریلی را افزایش دهد.
ستاپ آزمایشگاهی برای تست رزوناتورهای با ساختار آگزتیک شامل موتور، محور و دیسک ساخته می‌شود تا عملکرد آن‌ها در فرکانس چرخ قطار باری (۶-۸ هرتز) مورد بررسی قرار گیرد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که رزوناتورهای آگزتیک می‌توانند کارایی دستگاه‌های برداشت انرژی دورانی را تا ۳٫۲۸ برابر افزایش دهند.
با ایجاد پیش‌تنش در تیر دوسرگیردار، یک مکانیسم دوتعادلی ایجاد می‌شود و با ایجاد ساختار آگزتیک در دو سر تیر و استفاده از المان‌های ، به افزایش توان خروجی و کارایی برداشت انرژی پرداخته می‌شود. در ادامه، با افزایش تعداد رزوناتورها و ساخت مجموعه‌ای کامل برای برداشت انرژی، می‌توان انرژی مورد نیاز برای راه‌اندازی حسگرهای پایش وضعیت را تأمین کرد. بهینه‌سازی پارامترهای مختلف از جمله مدار الکتریکی و ساختار آگزتیک از طریق مدل‌سازی و آزمایش عملی انجام می‌شود تا کارایی دستگاه افزایش یابد.
واژه‌های کلیدی: آگزتیک متریال، آگزتیک، ارتعاشات، ، حرکت دورانی، برداشت انرژی، مکانیسم دو تعادلی
پست الکترونیکی دانشجو: armin_moayedizadehyahoo.com
|