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Título: Estudio de la acumulación de energía vibracional en dispositivos piezoeléctricos colocados en sistemas e infraestructuras ferroviarias: análisis y simulación del acumulador piezoeléctrico bajo la acción de una carga sinusoidal.
Autor: Villavicencio Andino, Paul Sebastián
Director: Reina Guzmán, Washington Salvatore
Palabras clave: ENERGÍA
MECÁNICA
VÍA FÉRREA
PEIEZOELÉCTRICO
CARGA SINUSOIDAL
Fecha de publicación: 28-sep-2023
Editorial: Quito : EPN, 2023.
Citación: Villavicencio Andino, P.S.(2023).Estudio de la acumulación de energía vibracional en dispositivos piezoeléctricos colocados en sistemas e infraestructuras ferroviarias: análisis y simulación del acumulador piezoeléctrico bajo la acción de una carga sinusoidal. 99 páginas. Quito : EPN.
Resumen: The needs of the current world in energy matters require a better use of it. For this, multiple methods of clean energy collection are proposed that make processes of different types are recycled. In this sense, it is appropriate to propose a method of energy harvesting using piezoelectric devices. These represent a solution for the collection of energy, which is usually dissipated without any use. For this purpose, alternative solutions are proposed through an appropriate selection of the piezoelectric device and how it will be implemented. Thanks to adequately defining the needs and applying the concurrent design methodology, parameters can be chosen to obtain efficient energy harvesting. Thus, an analytical mathematical modeling registered in the media model via with continuous parameters, defined by various authors, mainly by Wang (2016), is used. This author proposes a mathematical model for two degrees of freedom, where the dynamics of the sleeper and the rail are simultaneously considered, interconnected, and modeled with a mass-spring-damped system, with the piezoelectric device anchored to its structure. By driving a sinusoidal external load, responses for voltage and power output were obtained. To verify the behavior of the system, a variation of parameters is used to later propose alternatives for improvement and efficiency. Finally, the results are validated by comparing what was obtained in this research with similar research on energy harvesting, proposed by various authors.
Descripción: Las necesidades del mundo actual en cuestiones energéticas requieren de un mejor aprovechamiento de esta. Para ello, se proponen múltiples métodos de recolección energética limpia que hace que se reciclen procesos de diferentes tipos. En este sentido, resulta apropiado proponer un método de recolección energética mediante dispositivos piezoeléctricos. Estos, representan una solución para la recolección de energía, la cual, suele disipada sin utilidad alguna. Para este fin, se proponen alternativas de solución mediante una selección apropiada del dispositivo piezoeléctrico y cómo se lo implementará. Gracias a definir adecuadamente las necesidades y aplicar la metodología de diseño concurrente, se pueden elegir parámetros para obtener una eficiente recolección energética. Se utiliza así un modelamiento matemático analítico basándose en el modelo de media vía con parámetros continuos, definidos por varios autores, principalmente por (X. Wang, 2016). Este autor propone un modelo matemático para dos grados de libertad, en donde se consideran simultáneamente la dinámica de la traviesa como del riel, interconectados y modelados con un sistema masa-resorte-amortiguados, con el dispositivo piezoeléctrico anclado a su estructura. Mediante la excitación de una carga externa sinusoidal, se obtienen respuestas para salida de voltaje y de potencia. Para verificar el comportamiento del sistema se acude a una variación de parámetros para posteriormente proponer alternativas de mejoramiento y eficiencia. Finalmente, se validan los resultados mediante la comparación de lo obtenido en esta investigación con investigaciones similares de recolección energética, propuestas por varios autores.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24872
Tipo: Trabajo de Integración Curricular
Aparece en las colecciones:TIC - Ingeniería Mecánica (IM)

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