افزايش برداشت توان الكتريكي از ميكروتير پيزوالكتريك به روش الگوريتم ژنتيك با بهينه كردن هندسي و ماده

با توجه به رابطه مستقيم ميان تغيير شكل حاصل از ارتعاش و ولتاژ توليد شده در سطح ميكروتير پيزوالكتريك ، بررسي نقش ابعاد هندسي اين قطعات در ولتاژ توليد شده در اعمال يك نيروي ثابت از اهميت بسزايي برخوردار است. در اين تحقيق به منظور بهينه سازي ابعاد هندسي ميكرو تير پيزوالكتريك از ابزار الگوريتم ژنتيك نرم افزار متلب استفاده مي گردد. به اين منظور ابتدا رابطه تحليلي حاكم بر يك ميكرو تير تك لايه پيزو الكتريك در مدل اويلر برنولي استخراج شده سپس پارامترهاي طول تير، طول لايه پيزو الكتريك، پهناي تير، ضخامت لايه پيزوالكتريك و ضخامت تير براي بيشينه كردن ولتاژ برداشت شده به عنوان تابع هدف در بهينه سازي در نظر گرفته مي شوند. براي اطمينان از دقت رابطه تحليلي ارائه شده در نرم افزار آباكوس ميكرو تير تك لايه پيزوالكتريك مذكور مدل شده كه مقايسه نتايج از انطباق 88 درصدي رابطه تحليلي و مدل المان محدود حكايت دارد. همچنين مشاهده مي شود بهينه سازي با استفاده از ابزار الگوريتم ژنتيك نرم افزار متلب در صورت انتخاب اندازه جمعيت مناسب مي تواند تا 59 درصد ولتاژ توليد شده را افزايش دهد و در عين حال بيش از 50 درصد ابعاد ميكرو تير مذكور را كاهش دهد.