Odzyskiwanie energii i dynamika wahadłowego eliminatora drgań z półaktywnym zawieszeniem

• Autorzy: Mitura A. , Kęcik K.

Warianty tytułu

EN

Energy harvesting and dynamics of a pendulum vibration absorber with a semi-active suspension

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań numerycznych układu autoparametrycznego z dodatkowym systemem do odzyskiwania energii elektrycznej. W układzie można zaobserwować występowanie dwóch efektów: możliwość redukcji drgań układu podstawowego (oscylatora) za pomocą nieliniowego eliminatora oraz odzyskiwanie energii elektrycznej z ruchu wahadła za pomocą tzw. harvestera. Skuteczność obu efektów zależy od parametrów układu. Zaproponowano zastosowanie materiałów inteligentnych w zawieszeniu oscylatora: tłumika magnetoreologicznego oraz sprężyny wykonanej ze stopu z pamięcią kształtu (SMA). W pracy przedstawiono wpływ parametrów półaktywnego zawieszenia na dynamikę układu i poziom odzyskiwanej energii. Wyniki badań oraz zaproponowane wskaźniki jakości pozwoliły za znalezienie obszarów, w których możliwy jest kompromis pomiędzy redukcją drgań obiektu głównego a odzyskiwaniem energii.

EN

This paper presents numerical study of an autoparametric system with the system to energy harvesting. In this system the coexistence of two effects is possible: the vibrations reduction of the oscillator by the non-linear absorber and the energy recovery from the pendulum motion of the harvester. The effectiveness of both effects depends on the system parameters. Application of smart materials: the magnetorheological damper and the shape memory spring is proposed. This paper shows the influence of semi-active suspension parameters on the system dynamics and the energy recovery. The obtained results and the proposed quality indicators allow determination of the compromise zones between the vibration reduction and the energy recovery.

Słowa kluczowe

PL

redukcja drgań; odzyskiwanie energii; sprężyna SMA; tłumik magnetoreologiczny

EN

vibration reduction; energy harvesting; SMA spring; magnetorheological damper

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 33, nr 64
• Strony: 61--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Mitura A.

• Katedra Mechaniki Stosowanej, Politechnika Lubelska

autor

Kęcik K.

• Katedra Mechaniki Stosowanej, Politechnika Lubelska

Bibliografia

• 1. An S.M., Ryu J., Cho M., Cho K.J.: Engineering design framework for a shape memory alloy coil spring actuator using a static two- state model. “Smart Materials and Structures” 2012, Vol. 21, p. 1-16.
• 2. Berlioz A., Dufour R., Sinha S.C.: Bifurcation in a nonlinear autoparametric system using experimental and numerical investigations. “Nonlinear Dynamics” 2000, Vol. 23, p. 157-187.
• 3. Gus'kov A.M., Panovko G.Y., Van Bin C.: Analysis of the dynamics of a pendulum vibration absorber. “Journal of Machinery Manufacture and Reliability” 2008, Vol. 37, p. 321-329.
• 4. Kecik K., Borowiec M.: An autoparametric energy harvester. “European Physical Journal” 2013, Vol. 222, p. 1597-1605.
• 5. Kecik K., Brzeski P., Perlikowski P.: Non-linear dynamics and optimization of a harvester absorber system.”International Journal of Structural Stability and Dynamics” 2017, Vol. 17, p. 1-15.
• 6. Kecik K., Mitura A., Lenci S., Warminski J.: Energy harvesting from a magnetic levitation system. “International Journal of Nonlinear Mechanics” 2017, Vol. 94, p. 200-206.
• 7. Kecik K., Mitura A., Sado J., Warminski J.: Magnetorheological damping and semi-active control of an autoparametric vibration absorber. “Meccanica” 2014, Vol. 49, p. 1887-1900.
• 8. Kecik K., Mitura A., Warminski J., Efficiency analysis of an autoparametric pendulum vibration absorber. “Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability” 2013, Vol. 15, p. 221-224.
• 9. Kwok N.M., Ha Q.P., Nguyen T.H., Samali J.L.B.: A novel hysteretic model for magnetorheological fluid dampers and parameter identification using particle swarm optimization. “Sensors and Actuators: Physical” 2006, Vol. 132, p. 441-451.
• 10. Mann B.P., Sims N.D.: Energy harvesting from the nonlinear oscillations of magnetic levitation. “Journal of Sound and Vibration” 2009, Vol. 319, p. 515-530.
• 11. Mitura A., Kecik K., Warminski J., Jarzyna W., Lenci S.: A numerical study of an autoparametric system with electromagnetic energy harvester. In: Proceedings of the ECCOMAS Thematic Conference on Multibody Dynamics 2015, p. 609-615.
• 12. Mitura A., Kecik K.: Influences of system parameters on energy harvesting from autoparametric absorber. Numerical research. “Vibration in Physical Systems” 2016, Vol. 27, p. 281-286.
• 13. www.mathworks.com/help/matlab/ref/ode15i.html

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).