НЕЛІНІЙНА МОДЕЛЬ РЕКУПЕРАТИВНОГО АМОРТИЗАЦІЙНОГО ПРИСТРОЮ

Анотація

В даній статті досліджена нелінійна модель рекуперативного амортизаційного пристрою динамічної системи та проведена оцінка ефективності перетворення механічної енергії коливань в електричну. Розглянуто актуальні тенденції рекуперації енергії в будівельній та транспортній галузі. Особливу увагу приділено рекуперації енергії гідроударного пристрою з використанням прямого та зворотного п’єзоефекту.   В статті наведено результати формування та дослідження нелінійної моделі амортизаційного гідроударного пристрою. Обґрунтовано інтегрування нелінійного диференціального рівняння за допомогою методу Рунге-Кутта  в системі Mathcad з побудовою графіків параболічної залежності зведеної жорсткості динамічної системи  від амплітуди коливань. Встановлені залежності кінематичних та енергетичних параметрів коливального процесу від реакції віддачі  та визначений рівень потужності коливального процесу, частину якої доцільно перетворити в електричну енергію за допомогою п’єзогенератора. Розглянута  науково-технічна проблема, яка, полягає в визначенні характеру негативного впливу зовнішніх збурень різного виду на функціонування гідроударного пристрою. Оцінено проблеми забезпечення, в процесі рекуперації, стабілізації динамічних процесів та визначення їх раціональних параметрів. Доведено, що вибір параметрів пружних елементів доцільний з урахуванням рекомендацій з використання пружних елементів з симетричною нелінійною характеристикою, жорсткість яких прогресивно збільшується при відхиленнях від точки статичної рівноваги. Запропоновано рішення, коли рекуперативний амортизаційний пристрій  динамічного робочого органу  є частиною комплексу, де втрачається значна кількість енергії, що спричинено тертям та розсіюванням енергії у вигляді тепла, і тому саме таку енергію розсіювання доцільно перетворювати в електричну.

В наведеній роботі проаналізовано використання різних типів п’єзокерамічних перетворювачів, в різних системах динамічних коливань та збурень, та обґрунтована ефективність їх запровадження в конструкції п’єзогенераторів для ефективної рекуперації енергії.