بررسی برداشت انرژی از یک سامانه ارتعاشی غیرخطی شامل دو تیر یک‌سر گیردار برخوردی

در کار حاضر با هدف برداشت انرژی با لایه پیزوالکتریک، به تحلیل ارتعاشات غیرخطی دو تیر یکسرگیردار با فاصله از هم و تحت تحریک هارمونیک پایه، پرداخته می‌شود. برای مدل کردن تیرها از تئوری تیر اویلربرنولی با شرط غیرکشسانی و همچنین فرض رابطه غیرخطی بین انحناء و جابجایی استفاده شده است. برای حل سریع مسئله از روش عددی استفاده‌ شده است. تاثیر عوامل مختلف مانند مقاومت خارجی، لقی بین تیرها در رفتارهای غیرخطی سیستم مطالعه شدند. نتایج نشان دادند که هرچقدر لقی سیستم کوچک‌تر باشد، توان دریافتی افزایش می‏یابد و سیستم نیز تمایل به رفتار غیرپریودیک پیدا می‏کند. همچنین غیرخطی بودن سیستم باعث دور شدن فرکانس رزونانسی از فرکانس طبیعی سیستم شده و موجب رفتار غیرخطی سفت‌شونده می‌شود.

Energy Harvesting from Nonlinear Vibrating System Using Two Impacting Cantilever Beam

This paper aims at investigating the mechanical behavior of a nonlinear system consisting of two coupled beams and a PZT material attached on each beam, excited with a single resonant frequency, for energy harvesting. In order to model the beams, inextensional assumption and EulerBernoulli beam theory are utilized. It is assumed that the beams undergo large amplitude vibrations; which necessitates the application of a nonlinear theory which is taking into account curvaturerelated and inertialrelated nonlinearities. Numerical studies were carried out to study the effect of the different parameters such as external resistance load, gap distance between beams on the nonlinear behavior of the system. It was obtained that as the gap distance between beams decreases, the scavenged power increases and the system behavior tends to exhibit nonperiodic response. In addition, a comparison was done between linear and nonlinear systems shown that considering nonlinearity in the system accompanies a shift in the resonance frequency and induces hardening nonlinear behavior in the system.