##common.pageHeaderLogo.altText##
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng - Viện Vật liệu xây dựng

ISSN: 1859-381X

Website: www.jomc.vn

Mô hình động lực học của hệ thu thập năng lượng sử dụng dầm có hai vị trí cân bằng

Nguyễn Huy Thế

Tóm tắt

Trong những năm gần đây, hệ thu thập năng lượng phi tuyến sử dụng dầm đàn hồi có dán vật liệu áp điện và hai nam châm được đặt gần đầu tự do của dầm rất được quan tâm nghiên cứu. Phương pháp phổ biến nhất để mô hình hóa hệ thống này là rời rạc hóa dầm đàn hồi theo không gian với một hàm dạng và giả sử lực đàn hồi do từ trường gây ra có dạng đa thức bậc ba. Hai nam châm được định vị sao cho hệ tồn tại hai vị trí cân bằng ổn định và một vị trí cân bằng không ổn định. Phương pháp mô hình hóa này dẫn đến một phương trình Duffing với hệ số đàn hồi tuyến tính âm và hệ số đàn hồi bậc ba dương. Mặc dù mô hình này có thể mô tả được tính chất lưỡng cực ổn định nêu trên, tính đầy đủ của các giả thuyết chưa được kiểm chứng kỹ lưỡng. Bài báo này trình bày kết quả của các nghiên cứu thực nghiệm về tính đầy đủ của phương trình Duffing mô tả hệ cơ học gồm dầm đàn hồi và nam châm, trong đó dầm không mang vật liệu áp điện với mục đích đơn giản hóa quá trình tính toán. Do đó, một mô hình đã được phát triển để xác định lực đàn hồi bậc ba của hệ. Kết quả tính toán lý thuyết về đáp ứng động lực học của mô hình Duffing với các kích động điều hòa được so sánh với thực nghiệm. Các kết quả nói chung rất phù hợp, tuy nhiên mô hình còn hạn chế như các nghiệm của mô hình dịch đến tần số cao hơn so với thực nghiệm.

Tài liệu tham khảo

  1. Priya, S., 2007, Advances in energy harvesting using low profile piezoelectric transducers, Journal of Electroceramics, 19, pp. 165-182.
  2. Erturk, A. and Inman, D. J., 2011, Piezoelectric Energy Harvesting, John Wiley & Sons, Ltd.
  3. Adhikari, S., Friswell M. I., and Inman, D. J., 2009, Piezoelectric energy harvesting from broadband random vibrations, Smart Materials and Structures, 18(11).
  4. Erturk, A., Inman, D., 2009, A piezomagnetoelastic structure for broadband vibration energy harvesting, Applied Physics letters, 94, 254102.
  5. Lentz, L., Nguyen, H. T., and von Wagner,U., 2017, Energy harvesting from bistable systems under random excitation, Machine Dynamics Research.
  6. Wei, C. and Jing, X., 2017, A comprehensive review on vibration energy harvesting: Modelling and realization. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 74(November 2016):1–18.
  7. De Paula, A. S., Inman D. J., and Savi, M. A., 2015, Energy harvesting in a nonlinear piezomagnetoelastic beam subjected to random excitation. Mechanical Systems and Signal Processing, 54:405–416.
  8. Nguyễn Huy Thế, 2020, Mô hình rời rạc hóa dầm có hai vị trí cân bằng ứng dụng trong thu thập năng lượng. Tạp chí Xây dựng, 624(05/2020):170-172.