برداشت انرژی ارتعاشی در پیکره بندی پیزومگنتوالاستیک با استفاده از تشدید فوق هارمونیک

سیستم های غیرخطی دارای تشدیدهای فوق هارمونیک می باشند. این تشدیدها در کسری از فرکانس طبیعی سیستم رخ می دهند و می توانند پاسخ با دامنه زیادی را فعال کنند. استفاده از این تشدیدها به دلیل پایین بودن فرکانس آن ها برای سیستم های برداشت انرژی می تواند بسیار مفید باشد. هدف از این پژوهش، بررسی سیستم برداشت انرژی ارتعاشی غیرخطی با هندسه پیزومگنتوالاستیک تحت تحریک فوقهارمونیک می باشد. در مقاله پیش رو معادلات حاکم بر سیستم در دو حالت پایداری یگانه و پایداری دوگانه با استفاده از روش مقیاس های چندگانه حل شده و حالاتی که فرکانس تحریک خارجی برابر با فرکانس تشدید فوق هارمونیک است، بررسی می گردد. در این حالات جابجائی نوک تیر و میزان ولتاژ خروجی بدست آمده و نشان داده می شود که تشدید فوق هارمونیک برای بهره برداری از سیستم های برداشت انرژی غیرخطی مفید بوده و باعث افزایش انرژی برداشت شده در این سیستم ها می گردد. همچنین میزان انرژی بدست آمده در سیستم با پایداری یگانه و سیستم با پایداری دوگانه مقایسه گردیده است. مشاهده می شود سیستم با پایداری دوگانه برای برداشت انرژی مناسب تر است. علاوه بر روش مقیاس های چندگانه، با استفاده از روش عددی رانگ کوتا پاسخ ها بدست آمده است. نتایج روش مقیاس های چندگانه با نتایج روش حل عددی مقایسه گردیده است. مشاهده می شود نتایج دو روش تطابق بسیار خوبی دارند.

کلیدواژه ها:

Energy harvesting ، piezomagnetoelastic ، superharmonic resonance ، method of multiple scales ، برداشت انرژی ، پیزومگنتوالاستیک ، تشدید فوق هارمونیک ، روش مقایس های چندگانه