---

در سالهای اخیر برداشت انرژی از منابع موجود در محیط به منظور راه اندازی ادوات الکترونیکی با توان پایین، مورد توجه بسیاری از محققین قرارگرفته است. انرژی باد ، انرژی خورشید ، انرژی جریان آب ، انرژی مکانیکی حاصل از ارتعاشات و . . . از جمله منابع مهم انرژی های موجود در محیط بشمار می آیند. در این مقاله بهینه سازی برداشت انرژی از ارتعاشات محیط توسط آلیاژ حافظه دار مغناطیسی ارائه شده است. بدین منظور یک تیر دوسر درگیر بصورت کوپل با آلیاژ حافظه دار مغناطیسی در نظر گرفته می شود. ضربه‌ای به اندازه تنظیم شده به جرم محک متصل به وسط تیر اعمال می شود در نتیجه ارتعاشات تیر باعث ایجاد کرنش های طولی در آلیاژ می گردد. این تغییر کرنش باعث تغییر شار مغناطیسی در اطراف سیم پیچ متصل به آلیاژ شده و با القای جریان الکتریکی یک جریان AC در مدار برقرار می گردد.
برای ادامه داشتن فرایند و بازگشت کرنش ها در آلیاژ ، یک میدان مغناطیسی بایاس در جهت عرضی به آلیاژ اعمال می گردد. در این مقاله از مدل تیر اویلر – برنولی با کمک تئوری فون کارمن و مدل ساختاری مبتنی بر ترمودینامیک برای پیش بینی کرنش های غیر خطی و پاسخ مغناطیسی استفاده شده است. در نهایت برای پیش بینی ولتاژ خروجی قانون القای فارادی بکار می رود. پس از بدست آوردن معادلات و معرفی مدل ، بهینه سازی ابعادی بهمراه اثر جرم محک و میدان بایاس با هدف کم کردن حجم آلیاژ با قیود اعمالی انجام می شود.

---

در این مقاله، مدل ساختاری پایه ترمودینامیکی برای مدلسازی رفتار آلیاژ حافظه‌دار مغناطیسی طی اعمال کرنش در یک سیستم برداشت‌کننده انرژی بکار برده شده است. در این سیستم با اعمال کرنش به آلیاژ، مغناطش داخلی آن تغییر کرده و در نتیجه شار اطراف آن تغییر می‌کند. با قرار دادن یک سیم‌پیچ می‌توان این تغییر شار را به ولتاژ تبدیل نمود. برای بررسی اثر تغییر ابعاد در انرژی استحصالی، فاکتور مغناطیس‌زدائی برای ابعاد مختلف از رابطه تحلیلی مواد فرومغناطیسی مکعب مستطیل محاسبه و نتایج با داده‌های مرجع راستی آزمایی شده‌اند. با استفاده از این رابطه اثر تغییر ابعاد در مقادیر فاکتور مغناطیس‌زدائی بررسی شده‌اند. با افزایش ضخامت آلیاژ، فاکتور مغناطیس‌زدائی در راستای طولی بیشتر و در راستای عرضی کمتر می‌شود در حالیکه این فاکتور برای هردو راستا با افزایش عرض قطعه افزایش می‌یابد. مدل ساختاری آلیاژ برای پیکربندی که سیم‌پیچ برداشت‌کننده دور آلیاژ پیچیده می‌شود و برای پیکربندی که از هسته فرومغناطیسی برای هدایت شار استفاده می‌شود، بکار برده شده است. شبیه‌سازی در ضخامت‌های مختلف آلیاژ نشان می‌دهد افزایش ضخامت در پیکربندی که سیم‌پیچ دور آلیاژ قرار دارد باعث افزایش ولتاژ بصورت خطی می‌شود در صورتیکه برای پیکربندی -هسته‌دار افزایش ضخامت در ضخامت‌های کم باعث افزایش ولتاژ و در ضخامت‌های زیاد افزایش کمتر ولتاژ رادر پی دارد. با افزایش عرض آلیاژ، هردو پیکربندی افزایش ولتاژ خطی دارند اگرچه در سیستم هسته‌دار شیب خط افزایش ولتاژ بیشتر است. افزایش طول هم بدون اینکه در ولتاژ خروجی پیکربندی با سیم‌پیچ دور آلیاژ تغییری ایجاد کند باعث افزایش ولتاژ خروجی سیستم هسته‌دار می‌شود.

---

در این مقاله تحلیل حساسیت کلی کرنش پیش بینی شده بوسیله مدل برداشت کننده انرژی از ارتعاشات با آلیاژ حافظه دار مغناطیسی ارائه شده است. در مدل انتخاب شده ، قطعه های آلیاژ به یک تیر دو سر درگیر متصل شده اند و سیم پیچ به دور آن‌ها پیچیده شده است. بار ضربه‌ای به جرم محک متصل در وسط تیر اعمال می‌شود . ارتعاشات حاصل از این ضربه باعث ایجاد کرنش در تیر و آلیاژ می‌گردد. بنمظور برداشت انرژی از تیر ، با محدودیت هایی مواجه هستیم که یکی از آن‌ها کرنش ایجاد شده در آلیاژ می-باشد. با زیاد شدن کرنش با توجه به پیش کرنش اعمال شده، آلیاژ از حالت فشاری خارج می‌گردد و باعث عدم کارایی مدل می‌گردد . همچنین زیاد شدن این کرنش از حد مجاز نتایج پیش بینی شده را تحت تاثیر قرار می‌دهد. بدین ترتیب روش PAWN بعنوان یک روش کارآمد و آسان برای تحلیل حساسیت کلی مدل نسبت به ورودی‌ها معرفی می‌گردد. سپس مدل درنظر گرفته شده با روش معرفی شده، تحلیل می‌شود و اثر هر یک از ورودی‌ها بر خروجی مدل معرفی می‌گردد. در ادامه با توجه به اهمیت ولتاژ برداشت شده، تحلیل حساسیت و رتبه بندی پارامترها انجام می‌گردد. همچنین با استفاده از آزمون دو-نمونه‌ای کولموگروف–اسمیرنوف نشان داده شد که در طراحی برداشت‌کننده و بهینه‌سازی آن با توجه به کرنش می‌توان طول، ضخامت و عرض آلیاژ و با توجه به ولتاژ می توان ارتفاع تیر را در محدوه ماکزیمم و مینیمم بررسی شده و با معیار مورد نظر، ثابت درنظر گرفت.