ارتعاشات ايزوله جز مسائلي است که در بيشتر ساختارهاي مهندسي اثر مي‏گذارد و تأثير بسزايي در زندگي روزمره ما دارد، معمولا نوسانات از طريق يک مسير انتقال توسط يک گيرنده متصل به دريافت­کننده انتقال مي­يابد. از طرفي ارتعاشات ناخواسته يا ارتعاشات بيش از حد مجاز در دستگاه­هاي صنعتي باعث خساراتي از جمله افزايش سرعت سايش ابزار و ايجاد يک سطح ناصاف در قطعه شود يا فونداسيون دستگاه ترک خورده و تراز دستگاه بهم مي­خورد و يا از دقت کاري آنها کم مي­کند. به همين دليل کاهش ارتعاشات يکي از مسايل کليدي در فرآيندها مي­باشد. از سوي ديگر همواره بحث تأمین انرژي سنسورها و ترانسديوسرها، به صورت مستقيم، با منبعي جداگانه مشكلاتي نظير سیم‌های اتصالي و تعمير و نگهداري سیستم‌ها را به همراه دارد و استفاده از باتری‌ها با توجه به طول عمر محدودشان، در برخي موارد امکان‌پذیر نمی‌باشد. با دريافت انرژي موردنیاز از محيط نه تنها ديگر نيازي به باتري و منبع انرژي خارجي نيست، بلکه به دليل عدم نياز به شارژ و تعويض باتري نياز به مراقبت‌های ويژه از سيستم از بين می‌رود که اين خود در کاهش هزینه‌ها بسيار مؤثر است. به منظور استحصال انرژي جذب شده مبادرت به بررسي يک سيستم برداشت کننده انرژي که همراه با فنر غيرخطي کار می‌کند، می‌شود. در گزارش حاضر سيستم اوليه، يک سيستم غيرخطي متصل به فنر غيرخطي و نيروي ناميزاني ­هارمونيک همراه با برداشت کننده انرژي (پيزوالکتريک) می‌باشد. آنچه در برنامه نویسی انجام شده در نرم افزار متلب ( MATLAB ) ارائه گرديده است بررسي يک سيستم جاذب انرژي همراه با برداشت انرژي با هدف جذب انرژي ارتعاشي سيستم اصلي به‌صورت یک‌طرفه و با راندمان بالا که موجب کنترل ارتعاشات سيستم اصلي خواهد شد، مي‌باشد. معادلات به دست آمده با روش عددي رانگ کوتاي مرتبه چهارم  در نرم افزار MATLAB حل می‌شوند. براي شبیه‌سازی سيستم غيرخطي از فنر مرتبه سوم بهره گرفته شده است. به منظور بررسي کارايي مدل، سيستم در سه حالت جاذب غيرخطي، جاذب خطي و بدون جاذب مطالعه شده است. در نهايت نيز کارايي جاذب خطي و غيرخطي با عدم حضور جاذب در يک سيستم بررسي مي­شود. معادلات به صورت عددي حل شده ­اند. دربرنامه نویسی انجام شده در نرم افزار MATLAB جواب مسئله در حالت گذرا و پايا در نظر گرفته شده است و نمودارهاي پاسخ زماني، دياگرام فاز، ولتاژ توليدي و انرژي برداشتي رسم مي­شوند. اين برنامه براي شبیه‌سازی سیستم‌هاي واقعي در نظر گرفته شده و قابل استفاده مي‌باشد. سادگي و کارايي اين روش به قدري کاربردي و گسترده می‌باشد که در اکثر پژوهش­ها، از اين روش به عنوان يکي از راه‌حل‌های استفاده شده براي حل مسائل استفاده می‌شود.

آنچه در این کد خواهید آموخت

1-  نحوه حل معادلات به روش رانگ کوتاي مرتبه چهارم(ODE)

2-استخراج معادلات ديناميکي برداشت کننده هاي انرژي

3-استخراج معادلات ديناميکي جاذب هاي خطي و غيرخطي

4-ترسيم نمودارهاي پاسخ زماني و دياگرام فاز و انرژي براشتي

5-بررسي  و مقايسه جاذب هاي خطي و غيرخطيشونده و تاثيرات آنها

6-نحوهانتقال معادلات ديناميکي در فضاي حالت

نکات و الزامات

1-   این مجموعه کد در نرم افزار MATLAB نسخه‌ی 2012bنوشته شدهاست و در این نسخه و نسخه‌های بالاتر قابل اجرا می‌باشد.

2-آشنایی با مفاهيم ارتعاشات غيرخطي و برداشت کننده هاي انرژي

3-آشنایی اوليه برنامه نويسي با زبان MATLAB