Wahyuari, Rahmat Bambang (2017) Pemodelan Dan Analisis Mekanisme Cantilever Piezoelectric Double Vibration Absorber (CPDVA) Sebagai Peredam Getaran Translasi Dan Penghasil Energi Listrik. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
2113100022-Undergraduate_Theses.pdf - Published Version Download (4MB) | Preview |
Abstract
Dynamic Vibration Absorber (DVA) merupakan salah satu metode untuk mengurangi getaran berlebih pada fenomena resonansi yaitu dengan cara penambahan massa absorber, pegas dan damper pada sistem massa yang bergetar. Namun, energi getaran pada massa absorber terbuang begitu saja, padahal energi tersebut dapat dimanfaatkan menjadi energi listrik. Salah satu tranducer yang dapat merubah energi getar menjadi energi listrik adalah cantilever piezoelectric. Agar sistem utama yang bergetar dapat tereduksi dan juga getaran terbuang dapat dimanfaatkan menjadi energi listrik, perlu adanya penggunaan kombinasi dari DVA dan cantilever piezoelectric yang disebut Cantilever Piezoelectric Double Vibration Absorber (CPDVA).
Pada penelitian ini dirancang pemodelan mekanisme dari CPDVA yang dapat meredam getaran dan menghasilkan listrik pada skala laboratorium menggunakan aplikasi MATLAB Simulink. Mekanisme ini terdiri dari sistem utama yang memiliki massa utama dengan berat 7 kg yang ditopang dengan empat pegas dengan nilai konstanta yang sama sebesar 2300.5 N/m dan empat damper dengan nilai konstanta yang sama sebesar 0.925 N.s/m. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan getaran yang memiliki arah translasi. Sumber getar dari simulator berupa gaya eksitasi dari amplitudo eksentrik motor yang dihubungkan dengan pegas dan damper pendorong dengan nilai konstanta masing-masing sebesar 146 N/m dan 1.8 N.s/m. Penelitian ini menekankan mengenai analisis CPDVA yang dapat mereduksi getaran translasi sistem utama dan daya listrik yang dihasilkan dengan variasi frekuensi putaran motor sebesar 31.056 rad/s, 36.544 rad/s, dan 46.735 rad/s. Variasi amplitudo eksentrik motor sebesar 0.02 m, 0.03 m dan 0.04 m. Sedangkan variasi jumlah piezoelectric sebesar 500 buah, 750 buah dan 1000 buah.
Dari hasil simulasi didapatkan karateristik CPDVA nilai reduksi terbesar pada frekuensi operasi 36.544 rad/s yaitu sebesar 97.4 %. Namun nilai daya bangkitan yang terbesar pada frekuensi operasi 31.056 rad/s sebesar 5.752×10^(-5) watt. Sedangkan variasi amplitudo eksitasi tidak mempengaruhi persentase reduksi. Namun, daya bangkitan yang dihasilkan semakin bertambah dengan bertambah besarnya amplitudo. Daya bangkitan terbesar terjadi pada amplitudo 0.04 m yaitu sebesar 6.147×10^(-6) watt yang disimulaskian pada frekuensi operasi 36.544 rad/s. Karakteristik CPDVA pada variasi jumlah piezoelectric yaitu memiliki persentase reduksi dan daya bangkitan listrik yang optimum pada jumlah piezoelectric 4000 buah yang disimulasikan pada amplitudo eksentrik motor 0.02 m dan frekuensi operasi 36.544 rad/s. Pada jumlah piezoelectric 4000 buah didapatkan persentase reduksi yang sangat signifikan sebesar 99.85% dan daya bangkitan piezoelectric sebesar 5.18×10^(-6) watt.
=================================================================
Dynamic Vibration Absorber (DVA) is one method to
reduce excessive vibration in the phenomenon of resonance by adding the mass of
absorber
, spring, and
damper
on the vibrating
mass system. However, the vibration energy in the
absorber
mass
is wasted away, whereas the energy can be utilized into electri
cal
energy. One of the tranducers that can turn the vibrating energy
into electrical energy is the
piezoelectric
cantilever
. To reduce the
main vibrating system and to utilize wasted vibrations into
electrical energy, it is necessary to use a combination o
f DVA and
piezoelectric
cantilever
called
Cantilever
Piezoelectric
Double
Vibration
Absorber
(CPDVA).
In this study designed the modeling mechanism of CPDVA
that can reduce vibration and generate electricity on a laboratory
scale using the MATLAB Simulink.
This mechanism consists of a
main system with 7 kg main mass which is supported by four
springs with the same constant value of 2300.5 N/m and four
damper
s with the same constant value of 0.925 N.s/m. It is very
useful to get vibrations that have translat
ional direction.
The vibration source of the simulator is an excitation force
of the motor's eccentric amplitudes connected to the spring and the
booster
damper
with a constant value of 146 N/m and 1.8 N.s/m
respectively. This research emphasizes CPDVA ana
lysis that can
reduce the vibration of the main system translation and produce
electric power with variation of motor rotation frequency equal to
x
31.056 rad/s, 36.544 rad/s, and 46.735 rad/s. The variation of the
motor's eccentric amplitudes is 0.02 m, 0.0
3 m and 0.04 m, while
the
piezoelectric
variation is 500 pieces, 750 pieces, and 1000
pieces.
From the simulation results obtained the characteristic
CPDVA. The first is
the largest reduction value at 36.544 rad/s
operating frequency that is equal to 97.4%
. The second is the
largest power generation value at 31,056 rad/s operating frequency
that is equal to 5.752 ×
1
0
-
5
watt. The variation of excitation
amplitude does not affect the reduction percentage. However, the
generated power harvested increases as t
he amplitude increases.
The largest power generation occurs at 0.04 m amplitude that is
equal to 6.147 × 10
-
6
watt simulated at 36.544 rad/s operating
frequency.
The CPDVA characteristic on
piezoelectric
variation has the
optimum percentage of reduction an
d power generation when 4000
pieces of
piezoelectric
simulated on motor’s eccentric amplitude of
0.02 m and operating frequency of 36.544 rad/s. In the amount of
4000 pieces
piezoelectric
s obtain a very significant reduction
percentage of 99.85% and
piezoe
lectric
power generation of 5.18
× 10-6 watt.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Additional Information: | RSM 621.811 Wah p |
| Uncontrolled Keywords: | Cantilever Piezoelectric Double Vibration Absorber (CPDVA), Energy Harvester, Frekuensi, Jumlah Piezoelctric, Amplitudo, Translasi. |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Rahmat Bambang Wahyuari |
| Date Deposited: | 09 Oct 2017 04:18 |
| Last Modified: | 08 Mar 2019 02:53 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/44646 |
Actions (login required)
 |
View Item |