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Tesi etd-02052018-151354


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
COLONNA, DAVIDE
URN
etd-02052018-151354
Title
Raccolta di energia vibrazionale con dispositivi piezoelettrici: studio dell'applicazione al Ponte della Cittadella a Pisa
Struttura
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA EDILE E DELLE COSTRUZIONI CIVILI
Commissione
relatore Prof. Valvo, Paolo Sebastiano
Parole chiave
  • Ponte della Cittadella
  • modellazione agli elementi finiti
  • materiali piezoelettrici
  • energy harvesting
  • analisi dinamica
  • ponti stradali
Data inizio appello
27/02/2018;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
27/02/2088
Riassunto analitico
Studio dell&#39;applicazione al Ponte della Cittadella (PI) del concetto di energy harvesting con materiali piezoelettrici. Nei primi capitoli si fornisce un&#39;ampia descrizione dello stato dell&#39;arte sulle tecniche di energy harvesting, con particolare riferimento ai metodi che sfruttano l&#39;effetto piezoelettrico quale mezzo di conversione dell&#39;energia. Si giunge quindi alla presentazione del Ponte della Cittadella: a un inquadramento storico dell&#39;opera, segue la descrizione strutturale e del comportamento dinamico, secondo quanto ottenuto dalla documentazione tecnica reperita. Sulla base di quanto evidenziato, si è proceduto ad una modellazione strutturale mediante software di calcolo agli elementi finiti (Straus7), seguita da un&#39;analisi dinamica modale mediante la quale si è reso possibile un confronto diretto tra il comportamento dinamico del modello di calcolo e quello del ponte reale. <br>Una volta validato, il modello di calcolo è stato utilizzato per eseguire delle analisi dinamiche atte a simulare la dinamica della struttura per effetto del transito dei veicoli. A tale scopo sono stati concepiti modelli di carico dinamico di tipo bilineare, comunque validati su schemi statici semplici, di cui sono fornite soluzioni analitiche in letteratura. Eseguita l&#39;analisi, si sono estratti i diagrammi di risposta di alcuni punti rappresentativi della mesh, sotto forma di time-history di spostamenti, di velocità e di accelerazioni verticali.<br>Si è infine giunti alla modellazione del dispositivo piezoelettrico risonante con la sovrastruttura, schematizzato come una trave a mensola sollecitata alla base dalle accelerazioni desunte dall&#39;analisi precedente. Definite le equazioni differenziali che reggono il problema dinamico, si è quindi valutata la risposta in termini di voltaggio e potenza, al variare di alcuni parametri significativi.
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