برداشت انرژی با تیر یکسرگیردار دارای دو مقطع نمایی در شرایط تحریک دورانی تایر

در این پژوهش، یک مدل برداشت کننده انرژی تیر یکسرگیردار پیزوالکتریک با دو سطح مقطع نمایی در عرض و ضخامت به همراه وزنه موجود در نوک آن، تحت تحریک دورانی تایر برای کاربرد در سیستم نظارت بر فشار باد تایر یا tpms پیشنهاد شده است. معادلات حاکم بر برداشت انرژی توسط  تیر یکسرگیردار دارای مقطع نمایی در شرایط تحریک دورانی تایر برای اولین بار استخراج شد. پژوهش های کمی وجود دارد که هر دو ضخامت و عرض تیر را متغیر در نظر گرفته و هیچ تحقیق نظری بر روی این مدل، تحت تحریک دورانی تایر انجام نشده است. نتایج این پژوهش نشان داد، امکان برداشت انرژی با استفاده از تیر با مقطع نمایی در عرض و ضخامت که می‌تواند با وزن کمتر و توان الکتریکی بیشتر طراحی شود میسر می ‌گردد. در پژوهش ‌های آتی می‌ توان به کمک معادلات استخراج شده، از بهینه سازی با اهداف افزایش توان الکتریکی و کاهش وزن برای یافتن بهترین مقادیر برای ابعاد هندسی مدل استفاده شود.

energy harvesting with a single beam with two radial sections under the tire rotation excitation

in this study, a piezoelectric cantilever beam energy harvester model with two exponential cross-sections in width and thickness, and a tip weight, was proposed for use in a tire pressure monitoring system (tpms). the governing equations for energy harvesting were derived for the first time for an exponential cross-section beam under rotational tire excitation conditions, based on the euler-lagrange method and coupled with electrical relations. there are few studies that consider both the thickness and width of the beam as variables, and no theoretical research has been conducted on this model under rotational excitation of the tire. the results of this study showed that it is possible to harvest energy by using a beam with an exponential cross section in width and thickness that can be designed with less weight and more electrical power. in future research, the derived equations can be used for optimization to increase electrical power and reduce weight to find the optimal values of the model’s geometric dimensions.