تحلیل تولید انرژی در برداشت کننده ی انرژی با عرض و مقاومت الکتریکی متغیر

در این پژوهش اثر تغییر شکل تیر یک سرگیردار، روی میزان انرژی برداشت شده، بررسی می گردد. تیر یک سرگیردار از لایه های پیزوالکتریک و فلز تشکیل شده است که یک جرم به سر آزاد آن وصل است. معادله ی هندسه ی تیر و محور خنثی آن به دست آمدند و برای تحلیل تیر از تئوری تیر اویلر-برنولی استفاده شد. معادلات حرکت و شرایط مرزی سیستم به کمک اصل همیلتون استخراج شده اند و فرکانس های طبیعی به کمک روش عددی به دست آمده اند. مدل تیر و وزنه با استفاده از روش گلرکین، ساده و تقریب زده شد و جواب ها برای خیز دینامیکی، ولتاژ تولید شده و توان برداشت شده به دست آمده اند. همچنین برای تحلیل میزان ولتاژ خروجی پیزوالکتریک از قانون گاوس استفاده شد. برداشت کننده ها ی انرژی به صورت ذوزنقه ای و پروفیل توان چهار طراحی شده اند که می توانند در فرکانس های پایین، ارتعاش کنند و انرژی بیشتری نسبت به تیرهای مستطیلی تولید کنند. نتایج نشان می دهد که فرکانس طبیعی و شکل مدها بسیار تحت تاثیر تغییر هندسه تیر قرار دارند. اثر مقاومت الکتریکی و پارامترهای هندسی روی عملکرد سیستم بررسی شده است. در مقادیری از مقاومت الکتریکی در تیر با پروفیل درجه چهار انرژی برداشت شده دو برابر انرژی برداشت شده از تیر مستطیلی است.

کلیدواژه ها:

برداشت کننده ی انرژی ، پیزوالکتریک ، تیر با هندسه ی متغیر ، مقاومت الکتریکی