Institutional Repository
Technical University of Crete
EN  |  EL

Search

Browse

My Space

Electromechanical Analogies: Representation of mechanical systems as electrical circuits

Koulouridakis Matthaios

Simple record


URIhttp://purl.tuc.gr/dl/dias/77DA1C67-D637-4814-B3FB-F1A2A7BDBA57-
Identifierhttps://doi.org/10.26233/heallink.tuc.103639-
Languageel-
Extent88 σελίδεςel
TitleΗλεκτρομηχανικές αναλογίες: Αναπαράσταση μηχανικών συστημάτων ως ηλεκτρικά κυκλώματαel
TitleElectromechanical Analogies: Representation of mechanical systems as electrical circuitsen
CreatorKoulouridakis Matthaiosen
CreatorΚουλουριδακης Ματθαιοςel
Contributor [Thesis Supervisor]Stavroulakis Georgiosen
Contributor [Thesis Supervisor]Σταυρουλακης Γεωργιοςel
Contributor [Committee Member]Antoniadis Aristomenisen
Contributor [Committee Member]Αντωνιαδης Αριστομενηςel
Contributor [Committee Member]Alevras Panagiotisen
Contributor [Committee Member]Αλευρας Παναγιωτηςel
Contributor [Co-Supervisor]Daraki Maria-Stylianien
Contributor [Co-Supervisor]Δαρακη Μαρια-Στυλιανηel
Contributor [Co-Supervisor]Marakakis Konstantinosen
Contributor [Co-Supervisor]Μαρακακης Κωνσταντινοςel
PublisherΠολυτεχνείο Κρήτηςel
PublisherTechnical University of Creteen
Academic UnitTechnical University of Crete::School of Production Engineering and Managementen
Academic UnitΠολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησηςel
DescriptionΔιπλωματική εργασία που υποβλήθηκε στη σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης του Πολυτεχνείου Κρήτης για την πλήρωση προϋποθέσεων λήψης του Διπλώματος Μηχανικού.el
DescriptionThesis submitted to the school of Production and Management Engineering of the Technical University of Crete for the fulfilment of the requirements for the Diploma of Engineering.en
Content SummaryΣτο περιβάλλον γύρω μας και γενικότερα στη φύση, συναντάμε διαφόρων ειδών φυσικά συστήματα τα οποία αναλύονται και περιγράφονται σύμφωνα με τις βασικές αρχές και τους φυσικούς νόμους που τα διέπουν. Στα συστήματα αυτά μπορούμε να συμπεριλάβουμε όλα εκείνα που αναπαριστούν και βασίζονται σε φυσικά φαινόμενα όπως ένα μηχανικό σύστημα ελατηρίου-μάζας που βασίζεται στην κίνηση ενός αντικειμένου που συνδέεται με ένα ελατήριο, ή ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα στο οποία συναντάται το φαινόμενο του ηλεκτρισμού που σχετίζεται με την κίνηση φορτισμένων σωματιδίων. Αλλά τί συμβαίνει στην περίπτωση όταν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε ένα φυσικό σύστημα για να αναπαραστήσουμε και να προσεγγίσουμε ένα άλλο; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον διότι χρησιμοποιώντας γνώσεις και θεμελιώδεις νόμους μίας κατάστασης ενός συστήματος, μπορούμε με μία απλή μετατροπή τους να προσεγγίσουμε και να επιλύσουμε δυσκολότερα και πιο σύνθετα προβλήματα. Τα εργαλεία και οι μέθοδοι που έχουν αναπτυχθεί στη μία περιοχή μπορούν να μεταφερθούν για την επίλυση προβλημάτων της δεύτερης. Στην παρούσα εργασία, επιδεικνύεται το πώς τα μηχανικά στοιχεία μπορούν να αναπαρασταθούν από τα ηλεκτρικά τους αντίστοιχα, επιτρέποντας στους μηχανικούς να εφαρμόζουν καλά εδραιωμένες τεχνικές ανάλυσης ηλεκτρικών κυκλωμάτων για την επίλυση προβλημάτων σε μηχανικά συστήματα. Αυτή η προσέγγιση απλουστεύει όχι μόνο την ανάλυση σύνθετων μηχανικών συστημάτων, αλλά διευκολύνει και τη χρήση καλά ανεπτυγμένων εργαλείων θεωρίας ηλεκτρικών κυκλωμάτων και προσομοίωσης, διευκολύνοντας τελικά το σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση μηχανικών συστημάτων. Η εργασία ξεκινά καθορίζοντας την αντιστοιχία μεταξύ μηχανικών και ηλεκτρικών στοιχείων. Για παράδειγμα, η μάζα είναι ανάλογη με την επαγωγή, η απόσβεση είναι ανάλογη με την αντίσταση και η σκληρότητα είναι ανάλογη με την χωρητικότητα. Επιδεικνύεται επίσης η αναλογία σε ποσότητες στα μηχανικά και ηλεκτρικά συστήματα, όπως η δύναμη και η τάση, η ταχύτητα και το ρεύμα, καθώς και η μετατόπιση και το φορτίο. Κατανοώντας αυτές τις θεμελιώδεις σχέσεις, οι μηχανικοί μπορούν να αξιοποιήσουν τη γνώση τους στη θεωρία ηλεκτρικών κυκλωμάτων για να αντιμετωπίσουν προκλήσεις στα μηχανικά συστήματα. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα της χρήσης ηλεκτρομηχανικών αναλογιών είναι η δυνατότητα απλοποίησης της ανάλυσης σύνθετων μηχανικών συστημάτων. Αντιπροσωπεύοντας τα μηχανικά στοιχεία ως τα ηλεκτρικά τους αντίστοιχα, οι μηχανικοί μπορούν να εφαρμόσουν καλά εδραιωμένες τεχνικές ανάλυσης ηλεκτρικών κυκλωμάτων, όπως οι νόμοι του Kirchhoff και η ανάλυση δικτύου, για την επίλυση προβλημάτων στα μηχανικά συστήματα. Αυτή η προσέγγιση όχι μόνο εξοικονομεί χρόνο και προσπάθεια, αλλά επιτρέπει επίσης μια πιο διαισθητική κατανόηση της συμπεριφοράς του συστήματος. Ο βασικός στόχος λοιπόν, της παρούσας διπλωματικής εργασίας, είναι η αποδελτίωση των γνώσεων σχετικά με την αναλογία μηχανικών και ηλεκτρικών προβλημάτων για μονοδιάστατα στοιχεία ενώ παράλληλα γίνεται μελέτη πάνω στη βασική θεωρία και τις έννοιες των ηλεκτρικών κυκλωμάτων και των μηχανικών συστημάτων, για την καλύτερη κατανόηση των αναλογιών αυτών. el
Content SummaryIn the environment around us and in nature more broadly, we encounter various types of physical systems that are analyzed and described according to the fundamental principles and physical laws governing them. These systems include all those that represent and are based on physical phenomena, such as a mass-spring mechanical system that relies on the motion of an object connected to a spring, or a simple electrical circuit where the phenomenon of electricity is related to the movement of charged particles. But what happens when we want to use one physical system to represent and approach another? The answer to this question is particularly intriguing because by utilizing knowledge and fundamental laws from one system, we can apply a simple transformation to address and solve more complex problems. The tools and methods developed in one area can be transferred to solve problems in another. This paper demonstrates how mechanical elements can be represented by their electrical counterparts, allowing engineers to apply well-established techniques from electrical circuit analysis to solve problems in mechanical systems. This approach not only simplifies the analysis of complex mechanical systems but also facilitates the use of well-developed tools from electrical circuit theory and simulation, ultimately aiding in the design and optimization of mechanical systems. The paper begins by establishing the correspondence between mechanical and electrical components. For example, mass is analogous to inductance, damping corresponds to resistance, and stiffness relates to capacitance. The paper also illustrates the analogy in quantities between mechanical and electrical systems, such as force and voltage, velocity and current, as well as displacement and charge. By understanding these fundamental relationships, engineers can leverage their knowledge of electrical circuit theory to tackle challenges in mechanical systems. One of the main advantages of using electromechanical analogies is the ability to simplify the analysis of complex mechanical systems. By representing mechanical elements as their electrical equivalents, engineers can apply well-established electrical circuit analysis techniques, such as Kirchhoff's laws and network analysis, to solve problems in mechanical systems. This approach not only saves time and effort but also allows for a more intuitive understanding of the system's behavior. Therefore, the primary goal of this thesis is to consolidate knowledge regarding the analogy between mechanical and electrical problems for one-dimensional elements while simultaneously studying the fundamental theory and concepts of electrical circuits and mechanical systems to enhance understanding of these analogies. en
Type of ItemΔιπλωματική Εργασίαel
Type of ItemDiploma Worken
Licensehttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/en
Date of Item2025-07-03-
Date of Publication2025-
SubjectElectromechanical analogyen
SubjectΗλεκτρομηχανική αναλογία el
SubjectForce-current analogyen
SubjectΑναλογία δύναμης-ρεύματοςel
SubjectInverse analogyen
SubjectΑντίστροφη αναλογίαel
SubjectIimpedance analogyen
SubjectΑναλογία εμπέδησηςel
SubjectDirect analogyen
SubjectΆμεση αναλογίαel
SubjectMobility analogyen
SubjectΑναλογία κινητικότηταςel
SubjectFirestone analogyen
SubjectΑναλογία Firestoneel
SubjectForce-voltage analogyen
SubjectΑναλογία δύναμης-τάσηςel
SubjectΑναλογία σύνθετης αντίστασηςel
Bibliographic CitationΜατθαίος Κουλουριδάκης, "Ηλεκτρομηχανικές αναλογίες: Αναπαράσταση μηχανικών συστημάτων ως ηλεκτρικά κυκλώματα", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2025el
Bibliographic CitationMatthaios Koulouridakis, "Electromechanical Analogies: Representation of mechanical systems as electrical circuits", Diploma Work, School of Production Engineering and Management, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2025en

Available Files

Services

Statistics