Збір енергії механічних коливань і перетворення їх в електричну енергію за допомогою пристроїв, які працюють на основі п'єзоефекту, набув широкого поширення. Це стало можливим завдяки створенню п'єзоелектричних матеріалів із високим коефіцієнтом перетворення енергії та поширенню мініатюрних пристроїв, для живлення яких достатньо потужності в кілька міліват. Досліджено коливання стрижневого консольного уніморфного збірника енергії за гармонічних навантажень. Розглянуто двошаровий стрижень, що складається з латунної основи та прямокутного п'єзоелектричного елемента з електродованими плоскими поверхнями без маси та з приєднаною масою. Товщина шарів є значно меншою за ширину, а ширина значно меншою за довжину, що надає змогу використовувати гіпотезу плоских перерізів і припущення про лінійність розподілу різниці потенціалів по товщині елемента, а також використовувати співвідношення згину довгих стрижнів. Виведено характеристичне рівняння для стрижня у разі згину; визначено хвильові числа, кругові частоти та власні частоти для консолі. Проведено усереднення матеріальних характеристик по площі перерізу. Побудовано власні форми коливань, проведено аналіз залежності власних частот від розмірів тіла та приєднаної маси. Досліджено вимушені коливання збірника енергії з масою на кінці за заданих коливань бази. Сформовано рівняння пружної лінії консолі, визначено максимальні прогини та кути повороту. Визначено згенеровану на обкладках п'єзоелемента напругу з урахуванням опору зовнішнього кола. Через напругу та опір провідної лінії знайдено потужність збірника енергії. Побудовано криві залежності напруги та потужності від частоти навантаження та зовнішнього опору. Встановлено, що напруга та потужність елемента змінюються пропорційно до R. Максимальна потужність збірника енергії виникає в околі резонансів, а до першого резонансу потужність є практично нульовою. Між першим і другим резонансом потужність складає приблизно 1,5 мВ. Під час переходу в ультразвукову зону потужність збірника енергії значно зростає. Аналіз роботи перетворювача на резонансних частотах вимагає врахування демпфування коливань у матеріалі.

 Наукова періодика України 

---

Додаткова інформація про автора(ів) публікації:
(cписок формується автоматично, до списку можуть бути включені персоналії з подібними іменами або однофамільці)

• Григор'єва Людмила Олександрівна (1980–) (фізико-математичні науки)
• Іваненко Олександр Петрович (хімічні науки)

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"