Institutional Repository
Technical University of Crete
Technical University of Crete
EN
|
EL
| URI | http://purl.tuc.gr/dl/dias/FD5243D3-AC17-49B8-B885-5200BC2735E6 | - |
| Identifier | https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.103553 | - |
| Language | el | - |
| Extent | 71 σελίδες | el |
| Title | Υπολογιστική ιδιομορφική ανάλυση ελατηρίων ελασμάτων zigzag για υβριδικές συσκευές συγκομιδής κραδασμικής ενέργειας | el |
| Title | Computational modal analysis of zigzag shim springs for hybrid vibration energy harvesters | en |
| Creator | Kalamaras Eleftherios | en |
| Creator | Καλαμαρας Ελευθεριος | el |
| Contributor [Thesis Supervisor] | Alevras Panagiotis | en |
| Contributor [Thesis Supervisor] | Αλευρας Παναγιωτης | el |
| Contributor [Committee Member] | Stavroulakis Georgios | en |
| Contributor [Committee Member] | Σταυρουλακης Γεωργιος | el |
| Contributor [Committee Member] | Antoniadis Aristomenis | en |
| Contributor [Committee Member] | Αντωνιαδης Αριστομενης | el |
| Publisher | Πολυτεχνείο Κρήτης | el |
| Publisher | Technical University of Crete | en |
| Academic Unit | Technical University of Crete::School of Production Engineering and Management | en |
| Academic Unit | Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης | el |
| Content Summary | Η παρούσα εργασία εστιάζει στη μελέτη και μοντελοποίηση ελατηρίων τύπου zigzag που προορίζονται για χρήση σε συσκευές μικροηλεκτρομηχανικών συστημάτων (MEMS). Η μελέτη περιλαμβάνει την αξιολόγηση της μηχανικής αντοχής των ελατηρίων zigzag κατά την εφαρμογή διαφόρων φορτίων καθώς και την ανάλυση των ιδιοσυχνότητων και των ιδιόμορφών τους. Οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με την βοήθεια του εμπορικού λογισμικού Ansys. Στο πλαίσιο αυτό, διεξάχθηκαν παραμετρικές αναλύσεις με στόχο τον βέλτιστο σχεδιασμό των ελατήριων για αποδοτικότερη συγκομιδή ενέργειας κατά την ταλάντωση τους. Με σκοπό την επίτευξη του στόχου, δοκιμάστηκαν ελατήρια με διαφορετικό μήκος καθώς και διαφορετικές θέσεις στήριξης ώστε οι ιδιοσυχνότητες που θα προκύψουν να αποδίδουν μεγάλο πλάτος ταλάντωσης. Στην συνέχεια αφού προσδιοριστούν οι συχνότητες συντονισμού και τα αντίστοιχα πλάτη ταλάντωσης, με κατάλληλες τροποποιήσεις στις παραμέτρους των ελατήριων θα επιτευχθεί μείωση της διαφοράς μεταξύ των συγκεκριμένων συχνοτήτων (σε κλίμακα Hertz), επιτρέποντας τη σύγκλιση των συχνοτήτων. Αποτέλεσμα της σύγκλισης θα είναι η συνεχής απορρόφηση ενέργειας κατά την ταλάντωση του ελατηρίου. Η εργασία κλείνει με τον υπολογισμό της συνολικής ισχύος που παράγεται από το την ταλάντωση του ελατηρίου zig zag. Συγκεκριμένα διαπιστώθηκε ότι το σύστημα παρουσιάζει δύο κύριες περιοχές συντονισμού, γύρω από τις συχνότητες των 13 Hz και 30 Hz, όπου παρατηρείται σημαντική αύξηση της παραγόμενης ισχύος, με μέγιστες τιμές 8,2 mW στα 13 Hz και 3,1 mW στα 29,75 Ηz. | el |
| Content Summary | This thesis focuses on the study and modeling of zigzag-type springs intended for use in microelectromechanical systems (MEMS) devices. The study includes the evaluation of the mechanical strength of the zigzag springs under various loading conditions, as well as the analysis of their natural frequencies and corresponding mode shapes. The analyses were performed using the commercial software Ansys.Within this framework, parametric analyses were conducted to achieve optimal spring design for more efficient energy harvesting during oscillation. To this end, springs of varying lengths and different support positions were tested, aiming for natural frequencies that result in large oscillation amplitudes.Subsequently, once the resonance frequencies and corresponding amplitudes were identified, adjustments to the spring parameters were made to reduce the frequency gap (in Hertz) between these resonances, enabling their convergence. This convergence is expected to result in continuous energy absorption during the spring’s vibration.The work concludes with the calculation of the total power generated by the oscillation of the zigzag spring. Specifically, it was found that the system exhibits two main resonance regions, around 13 Hz and 30 Hz, where a significant increase in generated power occurs, with peak values of 8.2 mW at 13 Hz and 3.1 mW at 29.75 Hz. | en |
| Type of Item | Διπλωματική Εργασία | el |
| Type of Item | Diploma Work | en |
| License | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| Date of Item | 2025-06-24 | - |
| Date of Publication | 2025 | - |
| Subject | Zigzag springs | en |
| Subject | MEMS | en |
| Subject | Vibration energy harvesting | en |
| Bibliographic Citation | Ελευθέριος Καλαμαράς, "Υπολογιστική ιδιομορφική ανάλυση ελατηρίων ελασμάτων zigzag για υβριδικές συσκευές συγκομιδής κραδασμικής ενέργειας", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2025 | el |
| Bibliographic Citation | Eleftherios Kalamaras, "Computational modal analysis of zigzag shim springs for hybrid vibration energy harvesters", Diploma Work, School of Production Engineering and Management, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2025 | en |
Copyright © DIAS 2013
