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Título: Diseño y Simulación de un acumulador de energía vibracional piezoeléctrica para aplicaciones ferroviarias.
Autor: Guachanamá Pullaguari, Ana Lucía
Ushiña Narváez, Danny Alexander
Palabras clave: RECURSOS ENERGÉTICOS
TREN
MECÁNICA
PIEZOELÉCTRICO
Fecha de publicación: ago-2022
Editorial: Quito : EPN, 2022.
Citación: Guachanamá Pullaguari, A.L. & Ushiña Narváez D.A. (2022). Diseño y Simulación de un acumulador de energía vibracional piezoeléctrica para aplicaciones ferroviarias. 113 páginas. Quito : EPN.
Resumen: In the present thesis, the performance of a piezoelectric energy accumulator generated by a passing train was investigated analytically. The piezoelectric assembly was represented in the conventional railroad track with the help of SolidWorks software, an equivalent model was made through a system of masses, springs and dampers with two degrees of freedom, in order to obtain the mathematical model of the system, and then proceed to simulate it in Matlab software. In order to carry out the simulation, certain parameters were required, both of the railroad track and the piezoelectric, for which by means of investigations carried out, these parameters could be obtained and in this way the simulation was executed. The results are shown in the frequency spectrum, in a range from 0 Hz to 100 Hz because it is of interest the low frequencies generated by the wheel-rail contact, in first instance a power response of 0.075 mW and an RMS voltage of 275.17 V at the highest peak of 42.42 Hz was obtained, then the main parameters were varied and simulated in order to see if somehow could be obtained higher power gains. Then we proceeded to validate the results of power and voltage with values obtained from other authors, finally, each result obtained was analyzed in order to optimize the maximum power response, it was observed that by increasing a parameter of the piezoelectric (force factor) could get to have high power values, for this involves sizing the area and thickness of the piezoelectric.
Descripción: En el presente trabajo se investigó de forma analítica el rendimiento de un acumulador de energía piezoeléctrica generada por medio del paso de un tren. Se representó el montaje del piezoeléctrico en la vía férrea convencional mediante la ayuda del software SolidWorks, se realizó un modelo equivalente a través un sistema de masas, resortes y amortiguadores con dos grados de libertad, con el fin de obtener el modelo matemático del sistema, para luego proceder a simular en el software Matlab. Para llevar a cabo la simulación se requirió de ciertos parámetros, tanto de la vía férrea como del piezoeléctrico, para lo cual mediante investigaciones realizadas se pudieron obtener dichos parámetros y de esta manera se ejecutó la simulación. Los resultados se muestran en el espectro de la frecuencia, en un rango de 0 Hz a 100 Hz debido a que es de interés las bajas frecuencias generadas por el contacto rueda-carril, en primera instancia se obtuvo una respuesta de potencia de 0,075 mW y un voltaje RMS de 275,17 V en el pico más alto de 42,42 Hz, posteriormente se varió los parámetros principales y se simuló con la finalidad de observar si de alguna manera se podía obtener mayores ganancias de potencia. Luego se procedió a validar los resultados de potencia y voltaje con valores conseguidos de otros autores, por último, se analizó cada resultado obtenido con el fin de poder optimizar al máximo la respuesta de potencia, se observó que al aumentar un parámetro del piezoeléctrico (factor de fuerza) se podría llegar a tener valores altos de potencia, para esto implica dimensionar el área y espesor del piezoeléctrico.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22865
Tipo: bachelorThesis
Aparece en las colecciones:Tesis Mecánica (IM)

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