壓電式能量收集器能夠替代電池為各類微小型器件提供能量,因其具有輸出功率可觀和輸出電壓高的優(yōu)點(diǎn)而有著廣闊的發(fā)展前景。本文針對(duì)振動(dòng)頻率為5 Hz²5 Hz的汽車振動(dòng)能量收集問(wèn)題提出了一種新型壓電式能量收集器模型,并完成理論分析、有限元仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)試等相關(guān)研究。全文工作總結(jié)如下:首先,利用機(jī)械振動(dòng)理論對(duì)單懸臂梁壓電式能量收集器進(jìn)行分析;在此基礎(chǔ)上,通過(guò)軟彈簧連接兩個(gè)單懸臂梁壓電式能量收集器,構(gòu)成耦合振蕩器。分析結(jié)果表明,耦合振蕩器模型中各個(gè)振蕩器具有更寬的工作頻段�；隈詈险袷幤髂Ｐ�,設(shè)計(jì)了一種包含兩個(gè)振蕩器(振蕩器1和振蕩器2)的壓電式能量收集器結(jié)構(gòu),并確定各部件的材料參數(shù)和幾何參數(shù)。其次,利用ANSYS仿真軟件對(duì)設(shè)計(jì)的壓電式能量收集器進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析、模態(tài)分析、瞬態(tài)響應(yīng)分析和諧響應(yīng)分析。結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析計(jì)算了能量收集器在靜止?fàn)顟B(tài)下產(chǎn)生的應(yīng)變和應(yīng)力。模態(tài)分析研究了壓電式能量收集器每個(gè)振蕩器的固有頻率以及對(duì)應(yīng)振型。瞬態(tài)響應(yīng)分析比較了能量收集器在不同外界激勵(lì)下的輸出性能。諧響應(yīng)分析得到了能量收集器輸出性能的頻率響應(yīng),據(jù)此進(jìn)一步探討了能量收集器在耦合作用下工作頻段的變化,為...

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 機(jī)械能能量收集簡(jiǎn)介
    1.2 壓電式能量收集器
        1.2.1 壓電材料
        1.2.2 壓電式能量收集器的電極模式
        1.2.3 壓電式能量收集器的結(jié)構(gòu)
    1.3 研究意義及目的
    1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 壓電式能量收集器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 壓電方程
    2.2 壓電式能量收集器模型理論分析
        2.2.1 單懸臂梁壓電式能量收集器理論分析
        2.2.2 耦合振蕩器理論分析
    2.3 基于耦合振蕩器模型的壓電式能量收集器設(shè)計(jì)
        2.3.1 模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.2 能量收集實(shí)現(xiàn)過(guò)程
        2.3.3 能量收集器材料的選取
    2.4 本章小結(jié)
第三章 壓電式能量收集器的有限元仿真
    3.1 有限元仿真前處理
        3.1.1 定義材料屬性
        3.1.2 網(wǎng)格劃分方法
    3.2 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
    3.3 模態(tài)分析
    3.4 瞬態(tài)響應(yīng)分析
        3.4.1 仿真環(huán)境設(shè)置
        3.4.2 仿真結(jié)果分析
    3.5 諧響應(yīng)分析
        3.5.1 仿真環(huán)境設(shè)置
        3.5.2 仿真結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 壓電式能量收集器的制作和測(cè)試
    4.1 壓電式能量收集器的制作
        4.1.1 簧片的制作
        4.1.2 支架的制作
        4.1.3 整體樣機(jī)的制作
    4.2 環(huán)境振動(dòng)模擬平臺(tái)搭建
        4.2.1 功能需求分析
        4.2.2 平臺(tái)搭建
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)流程
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄及分析
        4.3.3 誤差分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3817219