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题名一种机械式多稳态压电俘能器及其特性研究
被引量：6
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作者
汪灿
谢进
马戈
邹政
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机构
西南交通大学机械工程学院
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出处
《压电与声光》
CAS
北大核心
2019年第5期700-705,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51575457)
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文摘
该文提出了一种机械式非线性多稳态压电悬臂梁装置。利用集中参数法建立了系统的数学模型,分析系统势能可知,随着系统参数的变化,系统具有多稳态的特性;采用数值仿真法分析了在简谐激励和随机激励下系统的运动状态及俘能性能。结果表明,在简谐激励下,中低频环境中系统为三稳态时具有较好的俘能特性,高频环境中系统为单稳态时具有较好的俘能特性;在随机激励下,系统为三稳态时能在较低噪声强度下越过势垒而做大幅运动,从而输出较大电压;随着噪声强度增加,阱间运动发生的频率增加,输出电压也增加。
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关键词
机械式非线性压电俘能器
多稳态
压电俘能器
简谐激励
随机激励
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Keywords
mechanical nonlinear piezoelectric harvester
multi-stable state
piezoelectric energy harvester
harmonic excitation
random excitation
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分类号
TN384
[电子电信—物理电子学]
TH113.1
[机械工程—机械设计及理论]
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题名三稳态压电俘能器的势能函数及对其性能的影响
被引量：1
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作者
汪灿
马戈
邹政
谢进
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机构
西南交通大学机械工程学院
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期677-684,共8页
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基金
国家自然科学基金(51575457)。
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文摘
基于压电本构方程、牛顿第二定律和基尔霍夫定律,推导了机械式三稳态非线性压电俘能器的数学模型,采用数值方法研究了压电俘能器的势能函数及其对系统动力学响应和俘能特性的影响,同时,分析了刚度比和弹簧位置参数对势能函数性状的影响。研究结果表明:三稳态压电俘能器系统的势能函数具有三个势阱且具有对称性,当系统初始位置位于较浅的势阱附近时,系统将更容易做大幅阱间运动,降低有效俘能的激励幅值阈值,能够在较小的激励幅值下产生较大的均方根电压;在阱间运动情况下,势阱宽度越大,系统的均方根电压越大;弹簧位置参数和刚度比等系统参数会影响势阱深度与势阱宽度的大小,通过合理地设计系统参数,能有效提高系统均方根电压、降低有效俘能的激励幅值阈值。
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关键词
非线性压电俘能器
三稳态
势能函数
势阱深度
势阱宽度
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Keywords
nonlinear piezoelectric energy harvester
tristable
potential energy function
potential well depth
potential well width
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
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