Modal energy transfer by controlled structural connections

This paper describes a semi-active control strategy that allows to transfer the vibration energy from an arbitrarily induced to a selected structural mode. The intended aim of the proposed control strategy is energy harvesting from structural vibrations. Another potential application is related to structural safety. In the paper, a mathematical model is first introduced to describe the phenomenon of vibrational energy transfer, and then, based on this model, an efficient semi-active control strategy is proposed. Finally, some problems related to measurement techniques are discussed. The effectiveness of the proposed methodology is demonstrated in an example of energy transfer between vibrational modes of a three-bar planar frame structure.

Niniejszy artykuł opisuje półaktywną strategię sterowania umożliwiającą transfer energii z dowolnej wzbudzonej postaci do innej wybranej postaci drgań własnych konstrukcji. Proponowana strategia sterowania może być wykorzystana w celu pozyskiwania energii z drgań konstrukcji. Inne potencjalne zastosowanie związane jest z kwestiami bezpieczeństwa konstrukcji. W artykule najpierw wprowadzony jest model matematyczny opisujący zjawisko transferu energii drgań, a następnie, w oparciu o ten model, przedstawiona jest efektywna strategia sterowania półaktywnego. Na koniec omówiono zagadnienia związane z technikami pomiarowymi. Skuteczność proponowanej metodologii pokazano na przykładzie transferu energii pomiędzy postaciami drgań płaskiej ramy portalowej.