تحلیل و بهینه سازی رفتار برداشت کننده های انرژی ارتعاشی پیزوالکتریک

تأمین توان سنسورهای بی سیم، یکی از مسائل مهم به شمار می رود، بخصوص زمانیکه جایگزینی باتری ها غیرممکن یا سخت باشد. امروزه از مواد پیزوالکتریک برای برداشت انرژی ارتعاشی و تأمین انرژی سنسورها استفاده می گردد. هندسه تیرهای یک سردرگیر پیزوالکتریک، تأثیر بسزایی بر میزان مهارکنندگی انرژی آن ها دارد. لذا در این مقاله، فرمول بندی کرنش در تیرهای یک سردرگیر مستطیلی، ذوزنقه ای و مثلثی به ترتیب استخراج می گردند. سپس مدل های اجزاء محدود و تحلیل های استاتیکی توسط روش اجزاء محدود ارائه می شوند. نتایج شبیه سازی و تجربی نشان می دهند که تحت شرایط یکسان، استفاده از تیرهای مثلثی می تواند توزیع کرنش را بهبود داده و ولتاژ بیشتری نسبت به تیرهای ذوزنقه ای و مستطیلی تولید کند. روش ارائه شده، اصول نظری طراحی بهینه تیرهای پیزوالکتریک یک سردرگیر را برای مهار انرژی ارتعاشی و تأمین توان سنسورهای بی سیم بیان می کند

کلیدواژه ها:

برداشت انرژی ارتعاشی ، تیر یک سردرگیر پیزوالکتریک ، تحلیل اجزاء محدود ، بهینه سازی هندسی ، توزیع کرنش