Ανάλυση και μοντελοποίηση μιας γέφυρας με ενσωματωμένα πιεζοηλεκτρικά υλικά με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων

Abstract

Η παρούσα διπλωματική επικεντρώνεται στη μελέτη παραγωγής ηλεκτρικού δυναμικού σε μία γέφυρα μήκους 30,5 m και πλάτους 8,1 m που έχει συνολικά οχτώ εφέδρανα στήριξης. Η ανάλυση έγινε με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων και τη χρήση του προγράμματος COMSOL. Στα οχτώ εφέδρανα στήριξης εφαρμόσαμε πιεζοηλεκτρικούς δίσκους τύπου PZT και έγινε η ανάλυση για δύο διαφορετικού τύπου οχημάτων καθώς αυτά διέρχονται από πάνω από τη γέφυρα. Πιο συγκεκριμένα χωρίσαμε σε τρεις θέσεις τη γέφυρα (αρχή, μέσον και τέλος) και διερευνήσαμε τι γίνεται ξεχωριστά για ένα φορτηγό και ένα επιβατικό αυτοκίνητο όταν αυτό διέλθει από αυτές. Στο τέλος βγάλαμε αποτελέσματα ξεχωριστά για τα δύο οχήματα σε σχέση με το τι ηλεκτρικό δυναμικό θα παραχθεί μόλις αυτά εγκαταλείψουν τη γέφυρα. Με αυτά τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού δυναμικού μπορεί μετέπειτα να μελετηθεί συνολικά η ισχύς που μπορεί να παραχθεί σε μία γέφυρα από τη διέλευση συγκεκριμένων οχημάτων σε συνδυασμό με τη συλλογή στατιστικών δεδομένων της κυκλοφοριακής συχνότητας πάνω σε αυτήν.