Nonlinear vibration analysis of the high-efficiency compressive-mode piezoelectric energy harvester
Notice bibliographique
Résumé
Power source is critical to achieve independent and autonomous operations of electronic mobile devices. The vibration-based energy harvesting is extensively studied recently, and recognized as a promising technology to realize inexhaustible power supply for small-scale electronics. Among various approaches, the piezoelectric energy harvesting has gained the most attention due to its high conversion efficiency and simple configurations. However, most of piezoelectric energy harvesters (PEHs) to date are based on bending-beam structures and can only generate limited power with a narrow working bandwidth. The insufficient electric output has greatly impeded their practical applications. In this paper, we present an innovative lead zirconate titanate (PZT) energy harvester, named high-efficiency compressive-mode piezoelectric energy harvester (HC-PEH), to enhance the performance of energy harvesters. A theoretical model was developed analytically, and solved numerically to study the nonlinear characteristics of the HC-PEH. The results estimated by the developed model agree well with the experimental data from the fabricated prototype. The HC-PEH shows strong nonlinear responses, favorable working bandwidth and superior power output. Under a weak excitation of 0.3 g (g = 9.8 <i>m/s</i><sup>2</sup>), a maximum power output 30 mW is generated at 22 Hz, which is about ten times better than current energy harvesters. The HC-PEH demonstrates the capability of generating enough power for most of wireless sensors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».