Modeling of elastic, electromechanical coupling and damping nonlinearities for cantilever beam piezoelectric energy harvesters
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Piezoelectric energy harvesters (PEHs) exhibit nonlinear behavior due to the inherent nonlinear properties of piezoelectric materials and display a highly damped response. In this article, we experimentally and analytically investigate the material and damping nonlinearities of cantilever beam PEHs. A nonlinear model for piezoelectric cantilever is introduced, incorporating higher-order elastic nonlinearities, electromechanical coupling nonlinearities and nonlinear damping. The nonlinear damping is attributed to structural dissipation, electromechanical conversion and dielectric losses. The method of multiple scales is employed to derive an analytical solution for the nonlinear governing equations, which facilitates the calculation of material nonlinearity coefficients and damping parameters through curve-fitting methods. The model shows good agreement with experimental results and is subsequently used to study PEH performance over a wide range of load resistances and base acceleration levels, revealing that material nonlinearity and damping parameters critically influence the optimal load resistance and resonance frequency of the piezoelectric cantilever.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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.
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 ».