聲學(xué)黑洞效應(yīng)作為一種新型的波操縱技術(shù),可以有效地降低結(jié)構(gòu)中彈性波的傳播速度,進(jìn)而減小邊界的反射,并在結(jié)構(gòu)中形成具有高能量密度的區(qū)域,因此在振動(dòng)能量回收方面有著廣闊的應(yīng)用前景。目前基于聲學(xué)黑洞效應(yīng)的能量回收研究沒有考慮壓電片尺寸對(duì)于回收效率的影響,且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能滿足工程實(shí)際應(yīng)用需求,回收元件與ABH效應(yīng)之間的耦合關(guān)系等基礎(chǔ)問題也沒有充分的分析和解決。針對(duì)以上問題,本文運(yùn)用數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)基于聲學(xué)黑洞效應(yīng)的壓電振動(dòng)能量回收進(jìn)行了全面詳細(xì)的探究。本文的研究工作主要包括:第一,針對(duì)ABH結(jié)構(gòu)中彈性波波長壓縮的特點(diǎn),合理設(shè)計(jì)了壓電能量回收系統(tǒng),解決了不考慮波長情況下回收效率低下的問題。建立了ABH壓電振動(dòng)能量回收全耦合數(shù)值仿真模型,從時(shí)域和頻域的角度揭示了ABH波傳播過程和ABH效應(yīng)形成機(jī)制,全面分析了系統(tǒng)的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)能量回收性能。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了ABH壓電振動(dòng)能量回收的優(yōu)越性能。第二,建立了一套解決ABH結(jié)構(gòu)和壓電物理場耦合情況下波傳播特性問題的力學(xué)建模與分析方法,獲得了回收電路以及壓電功能元件的附加質(zhì)量、附加剛度和壓電常數(shù)對(duì)于彎曲波操縱（聚集、轉(zhuǎn)移和耗散）效率的影響規(guī)律。第三,提出了適用... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

智能式穿戴設(shè)備：(a)智能手表；(b)智能手環(huán)；(c)VR眼鏡

圖 1.2 電磁式振動(dòng)能量回收裝置造與電容相似，基本工作原理是變?nèi)荻䦟W(xué)能量。這種方法優(yōu)點(diǎn)在于具有 IC 兼容批量生產(chǎn)，且相比于電磁式有更高的輸端的電壓約束或電容的電荷約束，增加

圖 1.3 壓電懸臂梁：(a) 梯形梁；(b) 矩形梁究主要是針對(duì)環(huán)境振動(dòng)方向單一的情況，當(dāng)振動(dòng)方向偏離系統(tǒng)設(shè)計(jì)幅度減弱。為了解決這方面問題，研究學(xué)者提出了一些多方向振動(dòng)等提出了 Rainbow 型多方向能量回收結(jié)構(gòu)[12]，該結(jié)構(gòu)由外圍框架、彈性基片組成，如圖 1.4 所示。金屬基片的兩側(cè)均粘貼了壓電薄膜以

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二維低頻多模態(tài)振動(dòng)能量回收結(jié)構(gòu)的研究[J]. 尹慧慧,季宏麗,裘進(jìn)浩,朱孔軍,王玉霞.  電子元件與材料. 2014(08)
[2]Rainbow型壓電單膜片換能結(jié)構(gòu)負(fù)載電壓和輸出功率分析[J]. 劉祥建,陳仁文.  航空學(xué)報(bào). 2011(03)
[3]低頻螺旋狀壓電俘能器結(jié)構(gòu)性能分析[J]. 胡洪平,高發(fā)榮,薛歡,胡元太.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2007(01)
[4]壓電式能量獲取裝置的研究現(xiàn)狀[J]. 方科,李欣欣,楊志剛,程光明,闞君武.  傳感器與微系統(tǒng). 2006(10)

碩士論文
[1]基于非線性開關(guān)的能量回收系統(tǒng)的研究[D]. 馬勇.南京航空航天大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3272823