從環(huán)境中采集能量為一些小微型電子設(shè)備提供能量,對減少化石燃料的消耗和維持社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。介電彈性體發(fā)電機(jī)(Dielectric elastomer generator,DEG)是一種新型的靜電式發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)。由于其能量密度高、質(zhì)量輕、機(jī)電耦合特性好,在能量采集領(lǐng)域受到了國內(nèi)外科研人員的廣泛關(guān)注。為了充分發(fā)揮DEG在能量采集領(lǐng)域的優(yōu)勢,本文就碰撞式DEG(Vibro-impact DEG,Ⅵ DEG)和接觸式 DEG(Contact-type DEG,CT DEG)的能量獲取機(jī)理和性能進(jìn)行了研究。為研究Ⅵ DEG的能量獲取機(jī)理、基本電學(xué)輸出參數(shù)以及介電彈性體薄膜(Dielectric elastomer membrane,DEM)在碰撞激勵下的基本材料參數(shù),提出了一種基于小球自由落體的單側(cè)碰撞DEG模型。通過對該模型的研究,充分地揭示了 Ⅵ DEG的能量轉(zhuǎn)換機(jī)理,得到了 Ⅵ DEG的基本電學(xué)輸出參數(shù)。并利用該模型開展相關(guān)實驗,獲得了 DEM在不同碰撞速度、預(yù)拉伸比和輸入下的恢復(fù)系數(shù)以及最大變形量。其次,為了利用Ⅵ DEG采集風(fēng)能,提出了一種基于Ⅵ DEG的二葉片渦輪結(jié)構(gòu),研...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 介電彈性體發(fā)電機(jī)
        1.2.1 介電彈性體發(fā)電機(jī)的基本工作原理
        1.2.2 介電彈性體發(fā)電機(jī)的相關(guān)研究進(jìn)展
    1.3 本文的研究意義
    1.4 本文的基本結(jié)構(gòu)
第2章 碰撞式介電彈性體發(fā)電機(jī)的機(jī)理分析及參數(shù)研究
    2.1 引言
    2.2 能量轉(zhuǎn)換機(jī)理研究
    2.3 基本參數(shù)分析
    2.4 實驗研究
        2.4.1 樣品制作
        2.4.2 電容實驗
        2.4.3 碰撞實驗
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于碰撞式介電彈性體發(fā)電機(jī)的風(fēng)能采集
    3.1 引言
    3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.3 理論分析
    3.4 仿真研究
        3.4.1 系統(tǒng)的動力學(xué)和電學(xué)響應(yīng)
        3.4.2 風(fēng)速對能量采集性能的影響
        3.4.3 系統(tǒng)參數(shù)對能量采集性能的影響
    3.5 對比分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于碰撞式介電彈性體發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)能量采集
    4.1 引言
    4.2 方案設(shè)計
    4.3 理論分析
    4.4 仿真研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于接觸式介電彈性體發(fā)電機(jī)的位移能量采集
    5.1 引言
    5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計
    5.3 理論分析
    5.4 實驗研究
        5.4.1 電容測量實驗
        5.4.2 輸出電壓測量實驗
    5.5 仿真研究
        5.5.1 激勵參數(shù)對系統(tǒng)能量采集性能的影響
        5.5.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)能量采集性能的影響
        5.5.3 預(yù)拉伸比和輸入電壓對系統(tǒng)能量采集性能的影響
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)和展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 本文創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3861916