بررسی رفتار برداشت کننده انرژی غیرخطی دوپایا

در این مقاله پهنای باند موثر در یک برداشت کننده الکترومکانیکی با تابع پتانسیل دوپایا مورد بررسی قرار گرفته است. پیکربندی برداشت کننده به صورت تیر یکسر گیردار بوده که لایه های پیزوالکتریک به دو سمت آن چسبانده شده اند. مجموعه تحت ارتعاش پایه سینوسی قرار گرفته و یک نیروی محوری به انتهای آن وارد می شود. بزرگی نیروی محوری به حدی است که سیستم دچار پس کمانش شده و تابع پتانسیل آن به صورت دوپایا در می آید. تیر به صورت اویلر-برنولی غیرخطی مدل سازی شده و روابط حاکم بر آن با استفاده از معادلات لاگرانژ استخراج می شوند.در ادامه معادلات دیفرانسیل جزئی با روش مد های مفروض گسسته سازی گشته و معادلات دیفرانسیل حاصله با روش میانگین گیری مختلط حل و نتایج با حل عددی مقایسه شده اند. جاذب های مختلف مانند جاذب های تناوبی، شبه تناوبی و آشوبناک شناسایی شده و نواحی مختلف فرکانسی مرتبط با آن ها مشخص می شود. با استفاده از روش نیمه تحلیلی مرز نواحی مختلف در فضای شتاب پایه-فرکانس پیش بینی شده است. در انتها رفتار تناوبی سیستم های تک مد و چند مد بررسی و مقایسه شده اند. نشان داده شده است که سیستم تک مد پیش بینی مناسبی از رفتار سیستم ارائه نمی دهد.

کلیدواژه ها:

nonlinear energy harvesting ، bi-stable harvester ، Complexification Averaging method ، برداشت کننده غیرخطی ، برداشت کننده دوپایا ، روش میانگین گیری مختلط