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非线性双端固支梯形梁压电俘能器结构设计与特性分析

高世桥; 闫丽; 金磊; 张希洋; 张广义 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室; 北京100081; 中国科学院宁波材料技术与工程研究所; 宁波315201
压电俘能器   数值仿真   非线性   谐振频率   输出性能  

摘要:设计了一种非线性双端固支梯形梁压电俘能器,用于收集环境中的振动能量,并将振动能转换为电能,为微小型电子元器件供能。自然环境中振动源的振动频率大多在100Hz以下,该俘能器采用引入非接触磁力的方法,降低其谐振频率、拓宽俘能频带并提高输出性能。在理论分析的基础上,建立了Matlab/Simulink仿真模型并进行试验测试,对比分析了线性及非线性双端固支梯形梁压电俘能器的谐振频率、带宽及输出性能,同时研究了输出性能在3个参数(固定磁铁与质量块磁铁间距d、外接负载电阻R、外界激励加速度a)变化时的响应。仿真与试验结果表明,引入的非接触磁力使压电俘能器谐振频率降低了9Hz,俘能带宽拓宽了20%,输出功率提高了7.5%。

简介:《农业机械学报》(CN:11-1964/S)是一本有较高学术价值的大型月刊,自创刊以来,选题新奇而不失报道广度,服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。

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