برداشت انرژی پیزوالکتریک از تیر های تابعی مدرج با استفاده از تئوری-های تغییر شکل برشی اصلاح شده

در مقاله ی حاضر به بررسی برداشت انرژی از تیر های ناهمگن با لایه پیزوالکتریک با استفاده از تیوری های اصلاح شده پرداخته شده است. شرایط مرزی کلاسیک متفاوتی که ترکیب حالات مختلف گیردار، آزاد و ساده می باشد برای تیر لحاظ شده است. خواص سازه پایه بصورت توانی در راستای ضخامت تغییر می کند به طوریکه با تغییر پارامتر توانی درصد های حجمی متفاوتی از سرامیک و فلز در مدلسازی لحاظ می گردد. با استفاده از یک فرمولاسیون عمومی، مدل های تیر مختلفی از قبیل اویلر- برنولی، نمایی، مثلثاتی، هایپربولیکی و مرتبه پنج درنظرگرفته شده است. مدل های اصلاح شده مورد استفاده در این پژوهش قادر به لحاظ کردن اینرسی های دورانی و تغییر شکل های برشی عرضی می باشند. ارتعاشات سازه متاثر از تحریک هارمونیک پایه می باشد و همچنین دو نوع دمپینگ سازه ای و لزج برای تیر مدلسازی شده است. با استفاده از بسط مودال، جابجایی عرضی تیر ناشی از تحریک بدست می آید و سپس توان، جریان و ولتاژ خروجی محاسبه می شود. در قسمت تحلیل به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر مشخصات ارتعاشی و برداشت انرژی سیستم بررسی می شود.