Alüminyum bal peteği sandviç panellere entegre edilmiş piezoelektrik enerji hasatlama sisteminin tasarımı ve üretimi

Akıllı malzemeler, dış uyaranlara yanıt olarak özelliklerini değiştirebilen malzemeler olarak tanımlanmaktadır. Günümüzde şekil hafızalı alaşımlar, fotoaktif ve piezoelektrik malzemeler gibi çeşitli akıllı malzeme türleri kullanılmaktadır. Piezoelektrik bir malzemeye mekanik stres uygulamak, malzemenin polarizasyon yönünde elektriksel bir farka neden olur. Bu davranış elektrik enerjisi üretmek için kullanılabilir. Günümüzde piezoelektrik malzemeler, MEMS veya hava taşıtlarındaki sensör düğümleri gibi küçük elektromekanik sistemlerde elektrik enerjisi üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Kompozit sandviç teknolojisi de örneğin kanatlarda ve kanatçıklarda hafif ve sağlam olmaları sebebiyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yapılar temel olarak iki veya daha fazla farklı eleman katmanının avantajlarını birleştirir ve özelliklerini geliştirir. Alüminyum petek sandviç, alüminyum duvarlar ve bir petek çekirdekten oluşan bir kompozit sandviç türüdür. Alüminyum peteklerin havacılıktan denizciliğe kadar değişen uygulamaları vardır. Çeşitli çalışmalarda, doğrudan kompozit paneller üzerine yerleştirilen piezoelektrik yamalar kullanılarak mekanik enerji hasadı araştırılmıştır. Bununla birlikte, piezoelektrik malzemelerin yüzeye yerleştirilmesi, ortam koşullarına maruz kalmaları nedeniyle güvenilirlik sorunlarına yol açabilir. Sonuç olarak, mevcut literatürde piezoelektrik malzemelerin enerji hasatlaması amacı ile kompozit içine gömülmesiyle ilgili çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmanın amacı, alüminyum petek sandviç panel geometrisine bir piezoelektrik enerji toplama sistemi yerleştirmek ve birleşik sistemin performansını ve dinamik parametrelerini değerlendirmektir. Bu amaçla, birleşik yapıyı tasarlamak ve nihai yapıyı test etmek için sonlu elemanlar ve deneysel yöntemler kullanılmıştır. Hem piezoelektrik enerji hasatlayıcılar hem de alüminyum bal peteği sandviç paneller için parametrik bir kod geliştirilmiş ve ardından fiziksel sistem imal edilmiştir. Son olarak, yapı üzerinde modal testler gerçekleştirilmiş ve önerilen sistemin enerji hasadı performansını değerlendirmek için özel olarak oluşturulmuş bir deney düzeneği kullanılmıştır.