تحلیل و بهینه سازی تیر ترکیبی جاذب ارتعاشات و برداشت کننده انرژی با لایه مگنتو الکترو الاستیک

به کارگیری یک جاذب ارتعاشی که بتواند ارتعاشات سازه را به حداقل برساند و در عین حال به عنوان برداشت کننده ی انرژی نیز مورد استفاده قرار گیرد بسیار مورد توجه بوده است. در پژوهش حاضر از یک تیر پیوسته حاوی لایه ای از مواد هوشمند مگنتوالکتروالاستیک به عنوان جاذب دینامیکی استفاده شده است. این جاذب با داشتن مواد دارای خاصیت پیزوالکتریک و پیزومغناطیس توامان هم به کاهش ارتعاشات سیستم یک درجه آزادی کمک کرده و هم از آن انرژی برداشت می کند. بهترین عملکرد این جاذب در فرکانس تشدید اتفاق خواهد افتاد. با در نظر گرفتن یک نیروی تحریک هارمونیک اعمالی به سیستم اصلی، معادلات کلی جاذب استخراج گردید و تاثیر پارامترهای مختلف تیر بر برداشت انرژی مورد بررسی قرار گرفت. به کمک روش بهینه سازی و استفاده از الگوریتم ژنتیک مقادیر مناسب برای رسیدن به هر دو هدف به دست آمد. برای یافتن تابع هزینه از روش تجربی سطح پاسخ استفاده شد. بررسی ها در سه مود اول تیر انجام گرفت و مشخص شد که مودهای بعدی تاثیر چندانی در توان تولید شده ندارند. بیشترین میزان برداشت انرژی در مود اول و در محدوده ی فرکانسی 10 تا 40 هرتز اتفاق افتاده و میزان ارتعاشات سازه اصلی نیز حدود 65 درصد کاهش یافت.