Hardening nonlinear stiffness behaviour of piezoelectric materials with passive nonlinear P-N junction capacitance shunt circuits
Pasif doğrusal olmayan P-N jonksiyon kapasitanslı şönt devrelerle piezoelektrik materyallerin doğrusal olmayan sertleşen direngenliği
- Tez No: 695293
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET BÜLENT ÖZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Piezoelektrik materyaller elektromekanik enerji çevirgeçleridir. Elektriksel olarak enerjilendirildiklerinde aktif olarak olarak kullanılabildikleri gibi pasif şönt devreye bağlandıklarında pasif olarak faydalanılabilirler. Bu sebeple, bu materyaller çeşitli titreşim sönümleme ve enerji hasatı uygulamalarında kullanılabilmektedirler. Bu tezde sertleşen direngenlik elde edecek pasif doğrusal olmayan piezoelektrik titreşim izolasyonunda veya enerji hasatı uygulamalarında kullanılmak üzere pasif elektriksel komponent çalışılmıştır. Piezoelektrik malzemeler aktif ve pasif olarak kullanılabildikleri için üzerine çalışılan bu elektriksel kavramsal pasif olmasına karşın aktif izolasyon tekniklerinin kullanılabilmesine de olanak sağlamaktadır. Pasif doğrusal olmayan komponent P-N jonksiyonun doğasında olan sertleşen kapasitör özelliğinden elde edilmektedir. Tezin ilk adımında, bu kapasitörün etkisiyle serleşen direngenlik özelliğinin elde edilebilirliği konseptsel olarak gösterilmiştir. Sonraki adımda zaman ve frekans alanında bu etkinin sonuçları tek serbestlik dereceli piezoelektrik yaması için irdelenmiştir. Akabinde bu çalışma piezo entegreli saplama çubuk için genişletilmiş ve denklemler türetilmiştir. Denklemlerden alınan sonuçların sayısal benzetim ve test sonuçlarıyla uyumlu olduğu gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Piezoelectric materials are electromechanical energy transducers. They can be utilized actively when energized electrically or passively when connected to a passive shunt circuit. Due to this, they have been suggested for several vibrations suppression and energy harvesting applications. In this thesis, a novel way to attain passive hardening stiffness was suggested by introducing an electrical component for passive nonlinear piezoelectric vibration isolation or energy harvesting. Since piezoelectric materials can be used actively or passively, the introduced component allows it to use of active and passive vibration isolation techniques at the same time. A passive nonlinear component was suggested to be hardening capacitor attained by P-N junction. For the first step of this thesis, conceptual proof that hardening capacitor provides hardening stiffness is demonstrated. The hardening effect in frequency and time domain for single degree of freedom is then studied as the next step. Then the study is extended to piezo attached cantilever beam case. Equations for the beam structure are derived, and they are validated with numerical solutions and tests. It is shown that the test and the numerical simulation results are in agreement with the analytical solutions.
Benzer Tezler
- Taşıyıcı sistemi beton dolgulu kompozit kolonlar içeren dışmerkez çaprazlı çerçevelerden oluşan bir binanın tasarımı ve doğrusal olmayan analizi
Design and nonlinear analysis of a building with eccentrically braced frames having steel-concrete composite columns
OĞUZCAN HADİM
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CÜNEYT VATANSEVER
- Mevcut bir demiryolu köprüsünün deprem performansının doğrusal olmayan yöntemlerle incelenmesi
Seismic performance evaluation of existing railway bridge by nonlinear analysis methods
OGÜN ERBAY ONAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH NECMETTİN GÜNDÜZ
- Yatay yükler etkisindeki dolgulu betonarme düzlem çerçevelerin malzeme bakımından non-lineer analizi
Analysis of infilled planar RC frames in termes of nonlinearity material under lateral loads
MUHİDDİN BAĞCI
Doktora
Türkçe
2003
İnşaat MühendisliğiBalıkesir Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİF SAYLAN
- Nonlinear viscoelastic material modeling using nested linkage mechanisms
İçiçe konumlandırılmış çubuk mekanizmaları ile lineer olmayan viskoelastik malzeme modellemesi
MUSTAFA UMUT ÖZCAN
Doktora
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ÇETİN YILMAZ
PROF. FAZIL ÖNDER SÖNMEZ
- Oyuk genişlemesi probleminin sonlu elemanlar yöntemi ile iki boyutlu sayısal analizi
Two dimensional numerical analysis of cavity expanison problem with finite element methods
EMİN ŞENGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE İNCECİK
DOÇ. DR. MEHMET BERİLGEN