已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Kirigami auxetic structure for high efficiency power harvesting in self-powered and wireless structural health monitoring systems

算法 辅助 材料科学 功率(物理) 计算机科学 拓扑(电路) 能量(信号处理) 有限元法 无线传感器网络 能量收集 机械工程 物理 电气工程 数学 复合材料 热力学 工程类 统计 计算机网络
作者
Saman Farhangdoust,Gary E. Georgeson,Jeong-Beom Ihn,Fu-Kuo Chang
出处
期刊:Smart Materials and Structures [IOP Publishing]
卷期号:30 (1): 015037-015037 被引量:18
标识
DOI:10.1088/1361-665x/abcaaf
摘要

Abstract Kirigami and auxetic topologies are combined to design an innovative metamaterial-based substrate (MetaSub) for piezoelectric energy harvesters. The proposed MetaSub piezoelectric energy harvester (MPEH) contains both advantageous metamaterial properties of negative Poisson’s ratio capability and enhanced planar stretchability. A computational parametric analysis is conducted to develop the optimum design for the MPEH to trap the maximum elastic energy. A finite element analysis (FEA) is employed to analytically and numerically validate the simulation model of the MPEH. Accordingly, two experimental results of conventional and auxetic strain energy harvesters are used to evaluate the power enhancement of the MPEH. The FEA results demonstrate the average power gained by the MPEH at a low level of frequency and strain excitation (10 Hz and 150 μ ε peak-to-peak) is 165 μ W which easily satisfies the minimum electric power amount required as a sensor node for self-powered wireless sensor networks. The harvested power output of the MPEH is 19.2 times more than power output produced by an equivalent conventional harvester with a plain substrate (8.6 μ W). The performance of the MPEH is investigated at different combinations of both low and high excitation frequencies. The creative design of the MetaSub can significantly improve the productivity of strain-induced devices whose efficiency is dependent on their deformation performance such as vibration energy harvesters, wearable sensors, flexible actuators, and micro electromechanical applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
111111完成签到 ,获得积分10
刚刚
andrele发布了新的文献求助10
1秒前
puppynorio发布了新的文献求助10
2秒前
orixero应助酷炫梦蕊采纳,获得10
2秒前
摆烂完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
凡酒权发布了新的文献求助10
6秒前
www完成签到,获得积分10
6秒前
研友_ZlvjXL完成签到,获得积分20
6秒前
中中完成签到,获得积分10
7秒前
FashionBoy应助AAA建材王哥采纳,获得10
8秒前
8秒前
桐桐应助sunshine采纳,获得10
9秒前
8R60d8应助乐观的颦采纳,获得10
10秒前
www发布了新的文献求助10
10秒前
咩夸应助卡卡西西西采纳,获得30
11秒前
尼古丁珍发布了新的文献求助10
11秒前
357完成签到,获得积分10
12秒前
酷酷完成签到 ,获得积分10
13秒前
六六完成签到 ,获得积分10
13秒前
至真至简发布了新的文献求助10
13秒前
合适的不言完成签到,获得积分10
14秒前
田様应助hanged采纳,获得10
14秒前
丘比特应助斯文的乌采纳,获得10
15秒前
123完成签到,获得积分10
17秒前
跳跃的老三完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
科研通AI6.1应助贰壹采纳,获得10
19秒前
Lucas应助楼梯口无头女孩采纳,获得10
19秒前
21秒前
俏皮的松鼠完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
22秒前
23秒前
混子玉发布了新的文献求助10
26秒前
hanged发布了新的文献求助10
27秒前
万能图书馆应助知鱼之乐采纳,获得10
27秒前
Xiongpd给Xiongpd的求助进行了留言
27秒前
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Wearable Exoskeleton Systems, 2nd Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6057854
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7890630
关于积分的说明 16295722
捐赠科研通 5202930
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2783763
邀请新用户注册赠送积分活动 1766400
关于科研通互助平台的介绍 1647021