تحلیل برداشت انرژی از ارتعاشات تیر ساندویچی با رویه های کامپوزیتی به کمک تئوری مرتبه بالا

در این مطالعه، رفتار یک تیر ساندویچی یک سرگیردار مجهز به لایه ی پیزوالکتریک به عنوان برداشت کننده ی انرژی ارتعاشی مورد تحلیل قرار گرفته است. هدف مطالعه، بررسی تاثیر نحوه ی چیدمان لایه های کامپوزیتی، تغییر پارامترهای هندسی و مکانیکی و ملاحظات مدل-سازی بر میزان توان برداشت شده و بازدهی سیستم است. مدل سازی تیر با بهره گیری از نظریه های برشی مرتبه بالا و روش اجزاء محدود انجام شده و ضمن اعمال اثر ضریب پواسون در رویه های کامپوزیتی، اثر کرنش راستای ضخامت هسته و پدیده ی قفل برشی نیز به دقت بررسی شدند. دو پیکربندی مختلف از لایه های کامپوزیت شامل پوشش کامل و پوشش محدود سطح تیر بررسی گردید. نتایج عددی نشان داد که وجود لایه ی کامپوزیتی موجب افزایش ولتاژ خروجی و بهبود عملکرد برداشت کننده می شود. همچنین، مدل مرتبه بالا امکان تحلیل دقیق تر اثر ضخامت هسته و زوایای الیاف را فراهم ساخت. بررسی پارامترهایی نظیر ضخامت هسته، طول جرم متمرکز و جهت الیاف نشان داد که این عوامل نقش موثری در تنظیم فرکانس طبیعی و افزایش بازدهی انرژی دارند. همچنین یافته ها بر اهمیت استفاده از مدل های دقیق تر و مقاوم در برابر قفل برشی در طراحی برداشت کننده های ارتعاشی ساندویچی به خصوص در ضخامت های زیاد تاکید می کند.

کلیدواژه ها:

برداشت انرژی ، تیر ساندویچی ، رویه ی کامپوزیتی ، تئوری مرتبه بالا ، کرنش راستای ضخامت