برداشت انرژی ارتعاشی با استفاده از تیر یک سردرگیر با دولایه پیزوالکتریک
نویسندگان
1 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 کارشناس ارشد، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، دانشکده فنی و مهندسی، تهران، ایران
3 کارشناس ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی مکانیک، تهران، ایران
doi
10.22044/jsfm.2017.945چکیده
هماکنون برداشت انرژی ارتعاشی با ماده پیزوالکتریک میتواند بیش از 300 میکرووات بر سانتیمتر مربع توان تولید کند و این امر موجب شده تا این روش، به یکی از روشهای مناسب برداشت انرژی برای تأمین توان وسایل الکترونیکی با توان کم مطرح گردد. یکی از مشکلات مهم در تیرهای برداشت کننده انرژی با دو لایه پیزوالکتریک، تولید حداکثر توان با کمترین وزن میباشد. در این مقاله اثر شکل و هندسه تیر یکسردرگیر با دو لایه پیزوالکتریک بر کارایی الکترومکانیکی سیستم مورد بررسی قرار میگیرد. یک مدل تحلیلی با استفاده از تقریبهای تیر رایلی-ریتز برای برداشتکنندههای پیزوالکتریکی دارای دو لایه پیزوالکتریک با هندسه مخروطی ارائه شده است. برای مطالعه اثر تغییرات طول و هندسه تیر یکسردرگیر بر ولتاژ تولیدی، شبیهسازی با استفاده از نرمافزارهای MATLAB و ABAQUS انجام شده است. بهینهسازی طراحی برای رسیدن به حداکثر خروجی انجام شده و مشاهده میگردد که تیرهای مخروطی مثلثی منجر به توزیع یکنواختتر کرنش در لایه پیزوالکتریک شده و لذا موجب افزایش کارایی میشوند.
