طراحی و شبیه سازی یک برداشت کننده انرژی پیزوالکتریکمیکروالکترومکانیکی مبتنی بر تیرک یک سر و افزایش توان تولیدی آن

در این پایان نامه برداشت کن نده انرژی پیزوالکتریکی به صورت تیرک یکسر گیردار دولایه مورد بررسی قرارگرفته است. ضریب سختی، میرایی و کوپلینگ الکترومکانیکی غیرخطی در مدلسازی مذکور لحاظ شده و سیستم برداشت انرژی به همراه مدارالکتریکی آن در نرم افزار کامسول شبیه سازی شدهاست. در این طرح شتابیبه صورت هارمونیک و با فرکانسهای مختلف به تکیه گاه تیرک وارد کرده و در هر فرکانس تحریک ولتاژ،جریان و توان الکتریکی سیستم بدست آمده است و سپس سعی بر این بوده است که با تغییرات طول، عرض ونسبت ضخامت لایه زیرین به لایه پیزوالکتریک توان بیشتری حاصل شود. تیرکهای مثلثی، ذوزنقه ای ومستطیلی در این طرح بررسی شدند که نتایج نشان میدهد افزایش عرض و ضخامت تیرک منجر به افزایش توان خروجی گردیده است. با افزایش ضخامت لایه پیزو ولتاژ برداشت شده افزایش خوبی داشته است. و تیرک مثلثی نسبتبه تیرکهای مستطیلی و ذوزنقه ای بیشترین ولتاژ را دارد . در این حالت حداکثر ولتاژ در ابتدای تیرک که ولتاژ آن ۲/۳ v و فرکانس رزونانس آن ۵۵۰ Hz بدست آمده است. در حالی که در تیرک ذوزنقه ای ولتاژ خروجی افت پیدا کرده و حداکثر ولتاژ خروجی در فرکانس ۴۷۰ Hz به میزان۲/۲ v و در تیرک مستطیلی حداکثر ولتاژ خروجی در فرکانس ۲۷۰ Hz مقدار۱/۴ v بدست آمده است. افزایش ضخامت لایه پیزو در تیرک مستطیلی باعث افزایش ولتاژ گردیده است ولی فرکانس تشدید نوسان بالاتری نیز ایجاد نمود. لازم به ذکر است که با تغییرات هم زمان طول و ضخامت لایه پیزو منظم ترین تغییرات مربوط به تیرک مثلثی می باشد.