بررسی عددی و تجربی یک ساختار هیبریدی آگزتیک جدید جهت افزایش برداشت انرژی با استفاده از پیزوالکتریک

در این پژوهش دو ساختار آگزتیک نوین برای برداشت انرژی ارتعاشی در بازه های فرکانسی پایین معرفی می شود. هندسه آگزتیک با نسبت پواسون منفی تحت بارگذاری مکانیکی کرنش های هم جهت با تنش ایجاد می کنند که این ویژگی برای افزایش بازده برداشت انرژی موثر است. در سامانه پیشنهادی حسگر پیزوالکتریک بر روی تیر آگزتیک چاپ شده از پلی لاکتیک اسید نصب گردیده تا پاسخ مکانیکی به سیگنال الکتریکی تبدیل شود. آزمایش های تجربی برای تعیین ویژگی های ارتعاشی و الکتریکی انجام شد و نتایج با مدل اجزای محدود سه بعدی در نرم افزار کامسول مقایسه و اعتبارسنجی گردید. عملکرد هندسه های پیشنهادی با ساختار ساده (۱) ارزیابی شد. نتایج اعتبارسنجی حداکثر خطای ۸.۵۷ درصد در فرکانس طبیعی و ۲.۰۹ درصد در حساسیت ولتاژ را نشان می دهد. بررسی عددی سه سلول در شرایط یکسر گیردار و بازه الی ۳۰۰ هرتز برتری سلول آگزتیک (III) با حداکثر ولتاژ ۴.۶۱ ولت در ۴۵ هرتز را تایید می کند که نسبت به سلول (II) حدود ۴.۴۵ و نسبت به سلول (I) بیش از ۹.۷ برابر ولتاژ بیشتری تولید می نماید. این یافته ها پتانسیل ساختارهای آگزتیک در بهبود کارایی سامانه های برداشت انرژی ارتعاشی در فرکانس های پایین محیطی را برجسته می سازد.

کلیدواژه ها:

ساختار آگزتیک ، برداشت انرژی ، پیزوالکتریک ، تست تجربی