Estruturas multivigas para coletores vibracionais piezelétricos

Autor: Lopes, Matheus Valente, 1993
Přispěvatelé: Santos Júnior, Auteliano Antunes dos, 1963, Mastelari, Niederauer, Marqui Junior, Carlos De, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
DOI: 10.47749/t/unicamp.2019.1092053
Popis: Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Coletores de energia vibracional estão entre as principais soluções abordadas em estudos de viabilização de sensores autônomos. A razão desta é a grande quantia de energia perdida devido a vibrações não desejadas nos sistemas mecânicos, além da sua disponibilidade na natureza. Dentre as muitas questões a serem respondidas, a principal delas é relacionada a melhor configuração para cada aplicação específica. Este trabalho apresenta o estudo de duas estruturas proeminentes, a espiral ortogonal (OSo) e o ziguezague (PZ), propostas como soluções de micro e pequena escala, composta de múltiplas vigas para a coleta de energia. Dois modelos de previsão das estruturas foram construídos os quais possibilitaram estudos de sensibilidade, além de uma otimização sujeita a critérios de vida em serviço. Demonstrou-se ser possível extrair até 4,8 mW a 14,6 Hz com coletores com substrato de 2,2 mm de alumínio, com uma área superficial inferior a 1600 mm². Estes resultados mostraram que a solução tem um grande potencial de aproveitamento para a construção de redes de monitoramento em ambientes com baixa frequência Abstract: Vibrational energy collectors are among the main solutions addressed in autonomous sensor feasibility studies. The reason for this is the large amount of energy lost due to unwanted vibrations in mechanical systems, in addition to their availability in nature. Among the many questions to be answered, the main one is related to the best design for each specific application. This study presents two prominent structures, the orthogonal spiral (OSo) and the zigzag (PZ), proposed as micro and small scale solutions, a multi-beams structure for energy harvesting. Tow prediction models were build and compared, in order to allow a sensitivity study, as well as an optimization bounded to in-service life criteria. It has been shown to be possible to extract up to 4.8 mW at 14.6 Hz with a harvester of 2.2 mm aluminum substrate, with a surface area of less than 1600 mm2. These results showed that the solution has great potential for building monitoring networks in low frequency environments Mestrado Mecânica dos Sólidos e Projeto Mecânico Mestre em Engenharia Mecânica
Databáze: OpenAIRE
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