اثر کاهش عرض تیر یکسر درگیر کامپوزیت برداشت‏ کننده انرژی پیزوالکتریک بر توان خروجی: بررسی تجربی و تحلیلی

در این مقاله از ماده پیزوالکتریک سلولوزی جدیدی که بر روی یک تیر یکسرگیردار تعبیه شده، جهت برداشت انرژی از تیر استفاده شده و اثر کاهش عرض تیر در آن مورد بررسی قرار گرفته است. در کنار آن اتصال سری و موازی لایه های پیزوالکتریک در نظر گرفته می شود تا برداشت حداکثر توان از پیزوالکتریک ها حاصل گردد. ابتدا آزمایش تجربی بر روی یک تیر برداشت کننده انرژی با عرض ثابت صورت گرفته و جریان، ولتاژ و توان خروجی استخراج شده اند. سپس تیر مورد نظر از عرض به دو و سه قسمت مساوی تقسیم گشته و به صورت سری و موازی به هم متصل شده اند و نتایج برای هر یک از حالات به تفکیک مورد بررسی قرار گرفته اند. در ادامه به بررسی تحلیلی اثر فرکانس بر روی کاهش عرض تیر پرداخته شده و در نهایت میزان برداشت انرژی از تیر واحد به صورت تحلیلی نیز مورد بررسی قرار گرفته و خروجی حل تحلیلی با نتایج تجربی صحت سنجی شده است. در کار تحلیلی انجام شده برای اولین بار اثر افزودن یک تکه پیزوالکتریک که بخشی از تیر را پوشانده با لحاظ کردن ضخامت لایه پیزوالکتریک در میزان فرکانس طبیعی و توان خروجی لحاظ شده است. نتایج بیانگر این هستند که تطابق خوبی بین داده های تجربی و تحلیلی وجود دارد.