پاسخ الکتریکی تیر غیرخطی پیزوالکتریک حاصل از تحریک هارمونیک پایه تیر و تغییر موقعیت جرم متمرکز

ارتعاشات سازه یک منبع مهم برای برداشت انرژی است که می تواند با تحریک هارمونیک حاصل شود. رفتار سازه پیزوالکتریک با جفت شدگی بین پارامترهای الکتریکی و مکانیکی مدل می شود. این مدل می تواند به صورت تیر انعطاف پذیری باشد که در آن کرنش های بزرگ ایجاد می شود. کرنش ها و تغییر شکل چرخشی بزرگ در رفتار سازه غیرخطی باعث می شود که نتایج حاصل از تئوری خطی مناسب و قابل قبول نباشند و در این حالت باید از تئوری غیرخطی استفاده شود. برای حل معادلات حرکت و کوپل بین معادلات از روش نیومارک استفاده می شود. با درنظرگرفتن نوع میرایی تناسبی اثر سختی غیرخطی نیز در محاسبه میرایی اعمال شود. در این تحقیق، راستی آزمایی نتایج روش عددی اجزا محدود با روش تجربی برای بررسی پاسخ تیر نمونه غیرخطی پیزوالکتریک با تحریک هارمونیک ارایه می شود. برای بررسی نتایج در روش عددی، برنامه اجزای محدود توسعه داده شده و پاسخ الکتریکی تیر غیرخطی پیزوالکتریک حاصل می شود. اجرای آزمایش روی تیر پیزوالکتریک دوشکلی با وجود جرم متمرکز و جابه جایی آن در طول تیر تحت تحریک بار هارمونیک و مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایش صورت می گیرد. نتایج حاصله تاثیر خصوصیت پیزوالکتریک در پاسخ فرکانسی تیر غیرخطی و اثر موقعیت جرم متمرکز در ولتاژ خروجی را نشان داده و مناسب ترین حالت موقعیت جرم متمرکز برای حصول بیشترین پاسخ ولتاژ ارایه می شود.