Multiple-Scale Analysis of a Tunable Bi-Stable Piezoelectric Energy Harvester

悬臂梁 弹簧(装置) 能量收集 压电 刚度 联轴节(管道) 材料科学 工作(物理) 激发 变形(气象学) 运动方程 弹簧系统 电压 结构工程 声学 机械 能量(信号处理) 机械工程 工程类 物理 复合材料 经典力学 电气工程 量子力学
作者
Feng Qian,Nicole Abaid,Lei Zuo
出处
期刊:ASME letters in dynamic systems and control [ASME International]
卷期号:1 (2) 被引量:6
标识
DOI:10.1115/1.4046961
摘要

Abstract This paper presents the theoretical modeling and multiple-scale analysis of a novel piezoelectric energy harvester composed of a metal cantilever beam, piezoelectric films, and an axial preload spring at the moveable end. The harvester experiences mono- and bi-stable regimes as the stiffness of preload spring increases. The governing equations are derived with two high-order coupling terms induced by the axial motion. The literature shows that these high-order coupling terms lead to tedious calculations in the stability analysis of solutions. This work introduces an analytical strategy and the implementation of the multiple-scale method for the harvester in either the mono- or bi-stable status. Numerical simulations are performed to verify the analytical solutions. The influence of the electrical resistance, excitation level, and the spring pre-deformation on the voltage outputs and dynamics are investigated. The spring pre-deformation has a slight influence on the energy harvesting performance of the mono-stable system, but a large effect on that of the bi-stable system.

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
tfldog发布了新的文献求助10
1秒前
蜂鸟5156发布了新的文献求助10
1秒前
潇洒的惋清应助星绘采纳,获得10
1秒前
娜娜发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
在水一方应助cuicuisha采纳,获得10
2秒前
ahhh发布了新的文献求助10
2秒前
yangbo完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
空青完成签到,获得积分10
2秒前
xxx发布了新的文献求助10
2秒前
CipherSage应助旺仔采纳,获得10
3秒前
黄油小熊完成签到,获得积分10
3秒前
彭于晏应助慢半拍采纳,获得10
4秒前
FashionBoy应助xxt采纳,获得10
4秒前
sunshine完成签到 ,获得积分10
4秒前
科目三应助温温采纳,获得10
5秒前
6秒前
orixero应助清修采纳,获得10
6秒前
7秒前
Don发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
ysergling完成签到,获得积分10
9秒前
Lny应助xiao采纳,获得10
9秒前
栗子发布了新的文献求助10
9秒前
Haimimi完成签到,获得积分10
10秒前
初景发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
慈祥的冰淇淋完成签到,获得积分10
11秒前
求论文完成签到 ,获得积分10
11秒前
Qqiao完成签到 ,获得积分10
11秒前
无花果应助wtg采纳,获得10
11秒前
天天快乐应助GUO采纳,获得10
11秒前
星辰大海应助标致乐双采纳,获得10
11秒前
ashley发布了新的文献求助30
12秒前
空青发布了新的文献求助10
13秒前
威武的汉堡完成签到,获得积分10
13秒前
慢半拍完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7553041
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9135690
关于积分的说明 19523937
捐赠科研通 7144697
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3260475
关于科研通互助平台的介绍 2427110
邀请新用户注册赠送积分活动 2249522