Аль-Руфаи Ф.М.М., Якимович Б.А., Кувшинов В.В. «Основные положения методики оценки эффективности пьезопреобразователей» Вестник Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова (ИжГТУ), 26, № 1, с. 28-34 (2023)

Пьезоэлементы являются одним из источников альтернативной энергии, на производство которой не требуется использование ископаемых топлив, наносящих ущерб окружающей среде и климату планеты. В связи с этим расширение областей применения пьезоэлементов происходит с каждым годом все интенсивнее. Особенно востребованными являются конструкции пьезоэлементов, которые способны вырабатывать электроэнергию в результате внешних механических воздействий. Эта востребованность обусловлена возможностью работы от получаемой электроэнергии важнейших навигационных приборов, смартфонов, низковольтных зарядных устройств в условиях отсутствия внешних источников электроэнергии или высокой ее стоимостью при выработке другими методами. В связи с тем что пьезоэлементы обладают рядом специфических свойств, обусловленных кристаллической структурой, формой, размерами, электрическими характеристиками, необходимо разработать условия выбора этих устройств, руководствуясь наиболее рациональным подходом, основанным на экономической целесообразности, рыночной доступности и оптимальной технологичности. В настоящее время на российском рынке, несмотря на многочисленные экономические санкции, представлен широкий спектр моделей пьезоэлементов, способный удовлетворить любые запросы клиентов. Выбор наиболее эффективной модели является важнейшей задачей для компаний, которые используют пьезоэлементы как отдельный компонент в составе выпускаемых серийно электронных устройств. Методика выбора такой продукции отсутствует, однако может быть весьма востребована ввиду большого объема предложений поставщиков. Предлагаемая к реализации методика предусматривает моделирование пьезоэлемента в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации, оценку свойств и разработку рекомендаций к применению на основании вариации основных размеров (длина, толщина), а также приложенного напряжения, заложенного в разработанную модель, и анализа влияния на перемещение конца пьезоэлемента, что является основной характеристикой пьезоэлемента в условиях рассмотренной схемы. По результатам моделирования выбираются наиболее приемлемые модели пьезоэлемента.