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含弹性碰撞作用的双级双稳态结构振动能量采集研究
被引量：
2
1
作者
郝玉涛
苏克玮
杨恺
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期1364-1370,共7页
提出了一种含弹性碰撞作用的双级双稳态结构(以下简称“碰撞双级双稳态结构”)。碰撞双级双稳态结构是由双稳态非线性级和线性级组成的两自由度串联结构。其中,双稳态级通过斜置弹簧引入双稳态非线性弹簧恢复力,并通过在该级中心线两侧...
提出了一种含弹性碰撞作用的双级双稳态结构(以下简称“碰撞双级双稳态结构”)。碰撞双级双稳态结构是由双稳态非线性级和线性级组成的两自由度串联结构。其中,双稳态级通过斜置弹簧引入双稳态非线性弹簧恢复力,并通过在该级中心线两侧的振子运动轨道上分别布置弹簧引入弹性碰撞作用。通过该碰撞作用,显著增强双稳态级的大幅度跨阱振动响应,提高振动能量采集效率。建立了无碰撞双级双稳态结构的振动力学模型,并通过实验验证了该模型。在此基础上,通过对弹性碰撞部分建模,得到碰撞双级双稳态结构的振动力学方程。基于实验中的参数,开展碰撞双级双稳态结构的数值仿真研究。结果表明,相比无弹性碰撞的双级双稳态结构,碰撞双级双稳态结构能显著提高振动能量采集性能,例如在3.3 m/s2的激励幅值下,结构带宽增加超过10倍(1150.0%),最大功率提升168.2%。通过数值仿真,给出典型激励频率下的系统振动相轨迹图,分析碰撞双级双稳态结构的非线性动力学特性。通过参数分析,揭示弹性碰撞距离和布置的对称性对系统性能的影响规律。
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关键词
非线性振动
弹性碰撞
能量采集
双稳态
跨阱振动
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职称材料
势阱深度可调bistable电路及其在结构监测中的应用
被引量：
1
2
作者
杨恺
苏克玮
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第5期862-869,共8页
Bistable电路是一种具有双势阱的非线性电路,其鞍结分岔现象可用于基于振动信号的结构健康监测。然而以往文献提出的bistable电路势阱深度不可调节,导致鞍结分岔边界不能改变,限制了其应用范围。提出了一种改进的bistable电路,可以实现...
Bistable电路是一种具有双势阱的非线性电路,其鞍结分岔现象可用于基于振动信号的结构健康监测。然而以往文献提出的bistable电路势阱深度不可调节,导致鞍结分岔边界不能改变,限制了其应用范围。提出了一种改进的bistable电路,可以实现势阱深度的调节,从而改变其鞍结分岔边界。首先,阐述了基于bistable电路的结构健康监测原理以及势阱深度可调的bistable电路原理;其次,讨论了该电路的非线性动力学行为,并通过Multisim软件进行了仿真验证;最后,数值仿真研究了采用势阱深度可调的bistable电路监测悬臂梁结构刚度的微小变化,并与采用以往bistable电路的结果对比。结果显示,在微小激励作用下,当悬臂梁的一阶模态刚度减少2%时,势阱深度可调的bistable电路发生了鞍结分岔,明显表征了结构的微小变化,而以往的bistable电路未发生分岔现象,难以识别出结构的微小变化。
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关键词
结构健康监测
bistable电路
振动信号
鞍结分岔
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职称材料
题名
含弹性碰撞作用的双级双稳态结构振动能量采集研究
被引量：
2
1
作者
郝玉涛
苏克玮
杨恺
机构
北京理工大学宇航学院
上海盈蓓德智能科技有限公司
华中科技大学航空航天学院
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期1364-1370,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(11802097)。
文摘
提出了一种含弹性碰撞作用的双级双稳态结构(以下简称“碰撞双级双稳态结构”)。碰撞双级双稳态结构是由双稳态非线性级和线性级组成的两自由度串联结构。其中,双稳态级通过斜置弹簧引入双稳态非线性弹簧恢复力,并通过在该级中心线两侧的振子运动轨道上分别布置弹簧引入弹性碰撞作用。通过该碰撞作用,显著增强双稳态级的大幅度跨阱振动响应,提高振动能量采集效率。建立了无碰撞双级双稳态结构的振动力学模型,并通过实验验证了该模型。在此基础上,通过对弹性碰撞部分建模,得到碰撞双级双稳态结构的振动力学方程。基于实验中的参数,开展碰撞双级双稳态结构的数值仿真研究。结果表明,相比无弹性碰撞的双级双稳态结构,碰撞双级双稳态结构能显著提高振动能量采集性能,例如在3.3 m/s2的激励幅值下,结构带宽增加超过10倍(1150.0%),最大功率提升168.2%。通过数值仿真,给出典型激励频率下的系统振动相轨迹图,分析碰撞双级双稳态结构的非线性动力学特性。通过参数分析,揭示弹性碰撞距离和布置的对称性对系统性能的影响规律。
关键词
非线性振动
弹性碰撞
能量采集
双稳态
跨阱振动
Keywords
nonlinear vibration
elastic collision
energy harvesting
bistable
inter-well oscillation
分类号
O322 [理学—一般力学与力学基础]
TM919 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
势阱深度可调bistable电路及其在结构监测中的应用
被引量：
1
2
作者
杨恺
苏克玮
机构
华中科技大学航空航天学院
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第5期862-869,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(11802097)
文摘
Bistable电路是一种具有双势阱的非线性电路,其鞍结分岔现象可用于基于振动信号的结构健康监测。然而以往文献提出的bistable电路势阱深度不可调节,导致鞍结分岔边界不能改变,限制了其应用范围。提出了一种改进的bistable电路,可以实现势阱深度的调节,从而改变其鞍结分岔边界。首先,阐述了基于bistable电路的结构健康监测原理以及势阱深度可调的bistable电路原理;其次,讨论了该电路的非线性动力学行为,并通过Multisim软件进行了仿真验证;最后,数值仿真研究了采用势阱深度可调的bistable电路监测悬臂梁结构刚度的微小变化,并与采用以往bistable电路的结果对比。结果显示,在微小激励作用下,当悬臂梁的一阶模态刚度减少2%时,势阱深度可调的bistable电路发生了鞍结分岔,明显表征了结构的微小变化,而以往的bistable电路未发生分岔现象,难以识别出结构的微小变化。
关键词
结构健康监测
bistable电路
振动信号
鞍结分岔
Keywords
structural health monitoring
bistable circuitry
vibration signal
s addle-node bifurcation
分类号
O327 [理学—一般力学与力学基础]
TM132 [电气工程—电工理论与新技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
含弹性碰撞作用的双级双稳态结构振动能量采集研究
郝玉涛
苏克玮
杨恺
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
2
在线阅读
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职称材料
2
势阱深度可调bistable电路及其在结构监测中的应用
杨恺
苏克玮
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018
1
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职称材料
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