Praca analizuje możliwości pozyskiwania energii w węzłach łożyskowym maszyn przy wykorzystaniu techniki „energy harvesting” w celu zasilenia układów redukcji drgań. Obydwa cele tj. pozyskiwanie energii oraz redukcja drgań realizowane są w oparciu o materiały inteligentne.
W pracy przedstawiono analizę ilościową energii strat cieplnych łożysk kulkowych, która może zostać zamieniona na użyteczną energię elektryczną. Cel osiągnięto stosując materiały termoelektryczne zintegrowane w konstrukcji obudowy łożyskowej. Istotnym aspektem rozprawy jest wskazanie możliwości wykorzystania zgromadzonej energii do zasilenia autonomicznych układów redukcji drgań opierających się na technice „shunt damping”. Mankamentem wspomnianej metody jest konieczność zastosowania cewek indukcyjnych o dużych gabarytach w przypadku układów pasywnych lub doprowadzenie zasilania w przypadku układów opartych o żyratory. Rozwiązanie zaproponowane w rozprawie pozwala na wyeliminowanie wspomnianych niedogodności.
W rozprawie zawarto również schemat obliczeniowy służący do oszacowania wpływu układów typu „shunt damping” na dynamikę konstrukcji, który został zweryfikowany dla trzech obiektów tj. elementu systemu zawieszenia silnika samochodu osobowego, stalowej struktury przeznaczonej do testów laboratoryjnych oraz na przykładzie samochodu osobowego.
The dissertation contains the analysis of the power level obtainable via the energy harvesting technique applied to the bearing node of the rotating machinery. The analysis aimed to proof the possibility of powering the vibration reduction system by the waste heat energy. Both the power scavenging and the vibration attenuation was obtained with the use of the smart materials.
The thesis quantifies the waste heat energy in a typical rolling bearing set, which while transformed into electrical usable power may be used to power the control electronics. The aimed was achieved with the thermoelectric materials integrated in a bearing node. The substantial result of the thesis was pointing the possibility of the recovered energy usage as a power source for the autonomous vibration damping system for which the shunt damping technique was assumed. The flaw of aforementioned technique is a necessity of usage large coil inductances or delivering the power supply in case of gyrators. The solution proposed by the author eliminates both drawbacks. The dissertation proposes the computational scheme for assessing the influence of the shunt damping technique on the dynamics of the addressed structures. The proposed method was successfully verified on the three test cases: the engine mount, laboratory setup, the generic passenger vehicle.
