Abstract: The main aim of the vibration energy harvesters is to locally power autonomous devices such as wireless sensors. Generally, power levels are low and the environmental benefit of the technology is to replace batteries rather than saving energy per se. Piezoelectric vibrational energy harvesters are usually inertial mass based devices, where a cantilever beam with a piezoelectric outer layer is excited into resonance by a mechanical vibration source at the root of the cantilever beam. However, the geometry of a piezoelectric cantilever beam will greatly affect its vibration energy harvesting ability. This paper deduces a remarkably precise analytical formula for calculating the fundamental resonant frequency of unimorph V-shaped cantilevers using Rayleigh-Ritz method. This analytical formula, which is convenient for mechanical energy harvester design based on piezoelectric effect, is then validated by ABAQUS simulation. This formula raises a new perspective that, among all the unimorph V-shaped cantilever beams and in comparison with rectangular one (the simplest tapered cantilever), can lead to the highest resonant frequency and maximum sensitivity.Keywords: Mechanical Energy harvester, Piezoelectric, Unimorph V-shaped Cantilever, Resonant frequency, Finite Element تفاصيل المقالة

Fiber‐metal laminate is a material constituted of composite laminate and metal sheets, whose mechanical properties can be tailored by varying the thickness, the number of layers and bonding type. For this reason, in this research, strength test, adhesion test and flux test for a sandblasted and etched aluminum sheet that contained a seven-layer composite with 2 types of adhesion treatment (phenol adhesive/resin of composite material) and front side composite layup (High-silica/High-silica+Carbon) were investigated. It was found that the above-mentioned factors influenced the flexural strength of FML; precisely, the presence of an adhesive layer between the composite plies and the metal sheet made the flexural strength decrease, while this mechanical parameter increased passing from two metal sheets to only one. The results show that the presence of carbon layer has led to the greatest increase in strength due to strong bonding. Also, the results of the flux test show that the behavior of the two samples is very close to each other. تفاصيل المقالة

Vibration energy harvesting with piezoelectric materials currently generate up to 300 microwatts per cm2, using it to be mooted as an appropriate method of energy harvesting for powering low-power electronics. One of the important problems in bimorph piezoelectric energy harvesting is the generation of the highest power with the lowest weight. In this paper the effect of the shape and geometry of a bimorph piezoelectric cantilever beam harvester on the electromechanical efficiency of the system is studied. An analytic model has been presented using Rayleigh cantilever beam approximations for piezoelectric harvesters with tapered bimorph piezoelectric cantilever beam. In order to study the effect of a cantilever beam length and geometry on the generated voltage, finite element simulation has been performed using ABAQUS. Design optimization has been used to obtain the maximum output power and tapered beams are observed to lead to more uniform distribution of strain in the piezoelectric layer, thus increasing efficiency. تفاصيل المقالة

در این مقاله به بررسی مدل‌های تحلیلی ارائه شده در زمینه نفوذ پرتابه در صفحات فلزی (نازک، ضخیم و نیمه بی‌نهایت) پرداخته شده است، تلاش بر این بوده‌است که مدل‌های مرجع در این زمینه ارائه گردد و در ادامه به کارهای تحلیلی ارائه شده توسط محققین داخلی و خارجی پرداخته شود. ‎ ‎این مقاله می‌تواند مرجعی جهت خوانندگان علاقه‌مند به بررسی تحلیلی در زمینه نفوذ در اهداف فلزی باشد. و با تئوری‌های مختلف ارائه شده توسط محققین آشنا گردند . تفاصيل المقالة

در این مقاله ‌ به بررسی تجربی، عددی و تحلیلی برخورد پرتابه سرتخت تغییرشکل ناپذیر به اهدف فولادی پرداخته شده‌است. بدین منظور در بخش اول به تست‌های تجربی جهت یافتن عمق نفوذ پرتابه پرداخته شده‌است، پرتابه‌ها در این آزمایش به‌صورت استوانه‌ای با قطر 10 و طول20 میلی‌متر از جنس فولاد AISI 52100‎ و صفحات فولادی با ابعاد 10×100×120 از جنس AISI 1045‎ انتخاب شده‌اند. در بخش دوم به شبیه‌سازی عددی مدل برخورد در نرم- افزار آباکوس پرداخته و با توجه به میزان خطای 8 درصدی نتایج حاصل از حل عددی با نتایج تجربی ، صحت مدل عددی به اثبات رسیده‌است. در بخش سوم به ارائه مدل تحلیلی برگرفته از مدل تحلیلی چن پرداخته و عمق‌نفوذ پرتابه را به‌دست آورده و در انتها مقایسه‌ای بین نتایج تجربی، عددی و تحلیلی انجام گرفته‌است، نتایج به‌دست‌آمده در سه حالت حل (تجربی، عددی و تحلیلی) دارای تطابق قابل قبولی می‌باشند. تفاصيل المقالة