طراحی و بهینهسازی برداشتکنندهٔ انرژی پیزوالکتریک آونگمحورِ تعبیهشده در پرههای چرخ برای سامانههای حسگر خودتأمین تایر | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Volume 26, Issue 10, July 1405, Pages 769-779 PDF (1.19 M) | ||
| Document Type: مقاله پژوهشی | ||
| DOI: 10.48311/mme.2026.119397.82983 | ||
| Authors | ||
| جواد فرجادی بجستانی; محمد حسین ابوالبشری* | ||
| گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران | ||
| Abstract | ||
| فناوریهای برداشت انرژی باهدف بازیابی انرژی مکانیکی هدررفته توسعه یافتهاند و بهطورکلی به سه دسته پیزوالکتریک، الکترومغناطیسی و الکترواستاتیکی تقسیم میشوند. در میان این روشها، برداشتکنندههای پیزوالکتریک به دلیل سادگی ساختاری، مقیاسپذیری و چگالی انرژی بالا، از جذابیت ویژهای برخوردارند. در این پژوهش، یک سامانه نوین برداشت انرژی پیزوالکتریک مبتنی بر ارتعاش ارائه میشود که درون پرههای چرخ خودرو یکپارچه شده و بهمنظور تأمین پیوسته انرژی موردنیاز سامانههای حسگر تایر خودتأمین طراحی شده است. در این طرح، یک آونگ در داخل هر پره تعبیه شده است که در حین چرخش چرخ نوسان کرده و به صفحات تعبیهشده در دو طرف برخورد میکند؛ این برخوردها موجب تحریک لایههای پیزوالکتریک نصبشده بر روی صفحات شده و انرژی ارتعاشی را به توان الکتریکی تبدیل میکنند. حذف استفاده از چسب و محل قرارگیری صفحات پیزوالکتریک، در مقایسه با پیکربندیهای متداول مبتنی بر کرنش که بر روی آستر داخلی تایر نصب میشوند، به طور قابلتوجهی یکپارچگی ساختاری، دوام و ایمنی عملیاتی را بهبود میبخشند. معادلات حاکم حل شده و نتایج بهدستآمده با تحلیل اجزای محدود انجامشده در نرمافزار کامسول اعتبارسنجی شدهاند. پیکربندی پیشنهادی، توان خروجی متوسطی را فراهم میکند که نسبت به طرحهای گزارششده قبلی مبتنی بر چرخ، بین ۲ تا ۲۰٬۰۰۰ برابر بیشتر است، درحالیکه عملکردی پایدار در بازه سرعت ۲۰ تا ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت، موردنیاز برای کاربردهای سامانه پایش فشار تایر، حفظ میشود. همچنین، بهکارگیری بهینهسازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک، عملکرد سامانه را به میزان ۸۲٫۲۷٪ بهبود داده و امکانپذیری این طرح را برای فناوریهای نسل آینده تایرهای هوشمند تأیید میکند. | ||
| Keywords | ||
| برداشت انرژی; برداشتکننده پیزوالکتریک مبتنی بر ضربه; مکانیزم مبتنی بر آونگ; یکپارچهسازی با پرههای چرخ; سامانه پایش فشار تایر خودمختار | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 221 PDF Download: 135 |
||