【摘要】：振動能量回收技術(shù)能夠?qū)h(huán)境中的機械振動能轉(zhuǎn)換成電能,進而為微功耗裝置供電,具有良好的應(yīng)用前景。設(shè)計了一種利用壓電材料的新型振動能量收集器,該機電耦合結(jié)構(gòu)由一對非對稱壓電懸臂梁組成,懸臂梁末端固定有永磁體,利用永磁體產(chǎn)生的非線性力,實現(xiàn)了懸臂梁共振頻率與外界激振頻率的匹配調(diào)節(jié)。提出了該結(jié)構(gòu)的理論模型,借助Matlab/Simulink數(shù)值分析軟件對理論模型進行了仿真分析,并通過實驗進行了驗證。實驗結(jié)果表明外界激勵加速度幅值為3 m/s~2的時,結(jié)構(gòu)即能實現(xiàn)較大頻帶范圍內(nèi)的頻率匹配調(diào)節(jié),頻帶范圍不低于6.5Hz,最大回收功率不低于2 mW。
[Abstract]:Vibration energy recovery technology can convert mechanical vibration energy into electric energy, and then supply power to micro-power device, which has a good application prospect. A new type of vibration energy collector using piezoelectric materials is designed. The electromechanical coupling structure is composed of a pair of asymmetric piezoelectric cantilever beams with permanent magnets fixed at the end of the cantilever beams, and the nonlinear forces generated by the permanent magnets are utilized. The resonant frequency of the cantilever beam and the external excitation frequency are matched and adjusted. The theoretical model of the structure is put forward, and the theoretical model is simulated and analyzed with the help of Matlab/Simulink numerical analysis software, which is verified by experiments. The experimental results show that when the external excitation acceleration amplitude is 3 m/s~2, the structure can realize the frequency matching adjustment in a large frequency band, the frequency band range is not less than 6.5 Hz, and the maximum recovery power is not less than 2 MW.
【作者單位】： 南京航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院機械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(11532006) 江蘇省青年基金(BK20130791) 江蘇省博士后科研資助計劃(1501025C) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項(NE2015001) 江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程 南京航空航天大學(xué)機械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點實驗室自主研究課題(0515Y02)
【分類號】：TM619

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2158256