جذب انرژی ارتعاشی یک تیر غیرخطی با کمک حسگرهای پیزوالکتریک

در این پژوهش برداشت انرژی به وسیله مواد پیزوالکتریک در حالت غیرخطی موردبررسی قرارگرفته است. سیستم برداشت کننده انرژی به صورت یک تیر یکسر گیردار با در نظر گرفتن کرنش فون کارمن و مطابق تئوری اویلر برنولی و تیموشنکو مدل سازیشده است. معادلات با استفاده از روش مد مفروض و معادله لاگرانژ استخراج شدند. ضرورت استفاده از یک حل تحلیلی برای به دست آوردن پاسخ سیستم بیان شد. روش نیمه تحلیلیمیانگین گیری مختلط برای به دست آوردن پاسخ سیستم پیشنهاد شد. اعمال این روش بازگو شده و پاسخ های به دست آمدهازاین روش با حل عددی مورد مقایسه قرار گرفتند و نشان داده شد که پاسخ حاصل ازاین روش برای حل پایا از دقت مناسبی برخوردار می باشد. نشان داده شد که برای تعداد مدهای بالاتر به دست آوردن پاسخ فرکانسی با مشکلاتی مواجه است و روش پیمایش طول قوس به عنوان آسانترین راه ممکن برای به دست آوردن پاسخ فرکانسیمورداستفاده قرار گرفت.پاسخ ها برای سیستم خطی برای دو تئوری مختلف موردبررسی قرار گرفت، نتایج غیرخطی با خطی مقایسه شد. اثر تغییر پارامترها بر پاسخ غیرخطی موردبررسی قرار گرفت و نشان داده شد که سیستم در حالت چند مد عملکرد بهتری نسبت به حالت تک مد دارد. همچنین نشان داده شد که در حالت غیرخطی با وجود نازک بودن تیر تفاوت محسوس و آشکاری بین پاسخ طبق تئوری اویلر برنولی و تیموشنکو وجود دارد. جذب انرژی از رفتار پس کمانشی تیر موردبررسی قرار گرفت و نتیجه گیری شد که سیستم تحت شرایط مشخصی دچار آشوب شده و این امر موجب افزایش کارایی سیستم خواهد شد.