Performance of non-uniform functionally graded piezoelectric energy harvester beams
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Notice bibliographique
Résumé
The appearance of functionally graded piezoelectric materials has solved the lamination problem of the conventional piezoelectric structures. Functionally graded piezoelectric materials are the new materials with unexplored capabilities. This article theoretically investigates the effects of non-uniformity on the performance of the functionally graded piezoelectric material cantilever beams subjected to harmonic excitation. The governing equations are derived based on Timoshenko and Euler–Bernoulli beam theories. The finite element method with the application of superconvergent element is employed here for the discretization and the vibration analysis of the system. This model is validated by comparing the numerical results with the experimental results of piezoelectric energy harvesters of conventional shapes available in the open literature. Parametric studies are carried out with respect to the effects of tapering ratios, the degree of non-uniformity, load resistance, and the volume fraction parameter on the electrical output power and the fundamental resonance frequency. It was observed that the application of diverging beams noticeably enhances the power output per mass of piezoelectric element extracted while decreases the natural frequency which is advantageous for scavenging energy from ambient surroundings. The results reveal that there is an optimal value for the non-homogeneous parameter leading to the maximized harvested energy under different operating conditions.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 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.
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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 découle