Modeling and application of non-uniform engineering structures coupled with FGM and piezoelectric materials in stability enhancement and energy harvesting
Notice bibliographique
Résumé
Dynamic analysis of non-uniform beams with tapered geometry and functionally graded material properties to achieve a better design for stability enhancement and energy harvesting applications is the main interest and focus of this thesis. A powerful and reliable theoretical model to derive the vibration response of nonlinearly tapered beams with axially functionally graded material properties within the framework of classical Euler–Bernoulli beam theory is developed and presented. The effect of geometry and material properties variation for different nonlinear profiles is comprehensively studied. It is demonstrated that piezoelectric layers and their coupling effect in addition to the non-uniform geometry, significantly enhance the stability of the smart non-uniform beam. The effects of compressive follower force, geometry taper ratio, boundary condition, and external piezoelectric voltage on flutter and buckling capacities of the non-uniform beam are examined. In addition, the model is also employed to present an analytical approach for the development of a non-uniform piezoelectric energy harvester. It is applied to surface bonded piezoelectric beams with non-uniform geometry and material variation profiles to derive the dynamic response of the structure to external environmental excitations and efficiently harvest the subsequent mechanical vibration energy. It is proved that the non-uniform configuration improves the electromechanical outputs. Additionally, an array of non-uniform harvesters is deployed to design a wideband piezoelectric energy harvesting system. It is shown that with the proposed formation, the system can optimally function over a wide frequency domain. Lastly, two new energy harvester configurations by using piezoelectric stacks are analytically developed. By benefiting from in-plane piezoelectric polarization, electrical outputs compared to a conventional harvester are considerably improved. At the end, an initial optimization model by using simulation-based optimization technique and machine learning algorithms is presented.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».