Ankanstre tipi titreşim kaldıraç mekanizmalı enerji depolayıcısı analizi

Bu makale, piezoelektrik tabanlı ankastre kiriş tipi titreşim enerjili depolama makinelerinin enerji depolama verimliliğine odaklanmaktadır. Amaç, kiriş boyunca eksenel gerilimi homojenize ederek verimliliği artırmaktır. Bu amaçla, basit bir ankastre mekanizması ile kirişe bir karşı kütle tutturulur. Bu şekilde, kiriş üzerine, uç kütlenin eylemsizlik kuvvetinin tersi yönde bir eylemsizlik kuvveti uygulanır ve böylece saf momente yakın bir yükleme elde edilir. Bu yapı iki yöntemle incelenir; detaylı bir analitik model ve sayısal model oluşturulmuştur. Analitik model ve sonlu eleman analizi, iki tasarım parametresinin, karşı ve uç kütlelerinin oranına ve kaldıraç kiriş uzunluğu oranına dayalı olarak verimlilik üzerindeki etkisini değerlendirmek için kullanılır. Her iki yöntem için modal analiz ve harmonik yanıt analizi yapılır ve birbirleriyle karşılaştırılır. Elde edilen sonuçlar, standart bir kaldıraç kirişteki gerinim dağılımı ile karşılaştırılır. Önerilen yöntem sayesinde verimliliğin arttığı gösterilmiştir. Analitik çalışma sonucunda 0.53 ve üzeri gerinim dağılımı elde edilmiştir. Test sonucunda da farklı kütle ve kaldıraç oranlarıyla oynanılarak, belirli bir frekans aralığında 0.74 üzerinde gerinim dağılımları elde edilmiştir.