清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Effect of single-side stroke limiter on cantilever-based piezoelectric energy harvesting from low frequency vibrations

能量(信号处理) 电压
作者
Dimosthenis Giannopoulos,Yu-Chen Chen,Sybrand van der Zwaag,Pim Groen
出处
期刊:Smart Materials and Structures [IOP Publishing]
卷期号:30 (5): 055008-
标识
DOI:10.1088/1361-665x/abee36
摘要

Piezoelectric transducers which rely on oscillating cantilever-type beams to harvest mechanical energy locally available in environments have been of great interest as a substitute for batteries. Most of the research efforts focus mostly on designs which aim at resonance matching to achieve maximum energy output without taking the mechanical degradation of the piezoelectric layers into consideration. The purpose of this study is to propose an energy harvesting design which maximizes power output on the long run. Unimorph cantilevers, in which the neutral axis is located at the interface between the soft lead zirconium titanate (PZT) (PZT5A4) layer and the inert substrate (Pernifer 45), are used. An analytical model is developed to quantify the performance of the harvesters as a function of free length and tip mass. An experiment is set up to validate the theoretical model. To reduce the occurrence of cracks induced in the piezoelectric element due to the cyclic nature of the vibrational excitation, a housing acting as mechanical stroke limiter is adopted. The effect of the single-side stroke limiter on the power output and lifetime of the cantilevers is investigated. A 40 mm free length unimorph cantilever with 300 mg mass attached on the tip exhibiting an 18% increase in power output (0.1 mW) is proposed. An improved lifespan of the cantilevers is obtained by limiting the tensile deformation of the piezoelectric layer. This study opens the opportunity for more effective energy harvesting mainly through compressive operation for longer periods.

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
紫荆完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
披着羊皮的狼完成签到 ,获得积分10
26秒前
多多发布了新的文献求助10
27秒前
潜行者完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
多多完成签到,获得积分10
1分钟前
2分钟前
诸沧海发布了新的文献求助10
2分钟前
蓝天应助诸沧海采纳,获得10
2分钟前
gzhoax应助诸沧海采纳,获得10
2分钟前
诸沧海完成签到,获得积分10
2分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
神火完成签到,获得积分10
3分钟前
神火发布了新的文献求助10
3分钟前
胖小羊完成签到 ,获得积分10
3分钟前
lyy完成签到,获得积分10
4分钟前
菠萝包完成签到 ,获得积分0
4分钟前
哇哈哈哈哈哈完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
lyy发布了新的文献求助10
5分钟前
zjw完成签到 ,获得积分10
6分钟前
6分钟前
long发布了新的文献求助10
6分钟前
九花青完成签到,获得积分10
7分钟前
7分钟前
555发布了新的文献求助10
7分钟前
大医仁心完成签到 ,获得积分10
8分钟前
long完成签到,获得积分20
9分钟前
Nichols完成签到,获得积分10
9分钟前
小梦完成签到,获得积分10
9分钟前
研友_nxw2xL完成签到,获得积分10
9分钟前
long发布了新的文献求助10
9分钟前
如歌完成签到,获得积分10
9分钟前
笔墨纸砚完成签到 ,获得积分10
9分钟前
过时的大炮完成签到 ,获得积分10
9分钟前
科目三应助朱文韬采纳,获得10
9分钟前
乐乐应助朱文韬采纳,获得10
9分钟前
高分求助中
(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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
The Social Psychology of Citizenship 1000
Streptostylie bei Dinosauriern nebst Bemerkungen über die 540
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Brittle Fracture in Welded Ships 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5921290
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6912768
关于积分的说明 15814882
捐赠科研通 5048526
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2716624
邀请新用户注册赠送积分活动 1670500
关于科研通互助平台的介绍 1606934