本文關鍵詞：雙質(zhì)量懸臂梁式可調(diào)頻壓電俘能器，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了保證車輛的安全運行,通常在重要結(jié)構(gòu)(如橋梁)上安裝無線傳感器,但如何長期有效地給無線傳感網(wǎng)絡供電成為了一個急需解決的問題。采用壓電俘能器能俘獲環(huán)境振動能,進而為無線傳感節(jié)點供電。俘能器在其基頻附近俘獲能量的效率最高,但目前的壓電俘能器基頻固定,對外界環(huán)境的適應性差。基于以上兩點,本文提出了一種新型的頻率可調(diào)的壓電俘能器,并將其安放于橋梁下面,用來收集橋梁的振動能。當車輛經(jīng)過時引起橋梁振動,進而引起俘能器的振動,該俘能器通過正壓電效應將振動能轉(zhuǎn)化為電能。這樣可為橋梁監(jiān)測所用的各類傳感器提供新的能量來源。針對這種新型的可調(diào)頻壓電俘能器,本文主要內(nèi)容分四章：第一章給出了課題的研究背景和意義；第二章對研究理論與方法進行了介紹；第三章基于Euler-Bernoulli梁理論,采用第一類壓電本構(gòu)方程,給出了可調(diào)頻壓電俘能器的輸出電壓與外激勵頻率及負載電阻之間的解析關系,然后具體分析了各個參數(shù)對俘能效率的影響；第四章將俘能器安置于橋梁,首先給出了該橋梁在簡諧荷載下的振動響應,然后以求得的加速度響應為俘能器的輸入激勵,運用ANSYS建立分析模型,給出橋下壓電俘能器的輸出電壓。本文以實際工程需求為背景,通過理論和數(shù)值方法對可調(diào)頻壓電俘能器進行研究,為橋梁振動俘能應用提供一定的借鑒。
【關鍵詞】：能量收集 可調(diào)頻壓電俘能器 橋梁振動 ANSYS仿真
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U446;TP212
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題的研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 理論分析模型11-13
• 1.2.2 實驗及工程應用13-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容16-17
• 2 橋梁振動與壓電分析基本理論17-22
• 2.1 移動荷載下橋梁的振動17-18
• 2.2 壓電效應與壓電本構(gòu)方程18-20
• 2.2.1 壓電效應18-19
• 2.2.2 壓電方程19-20
• 2.3 俘能輸出的研究方法20-22
• 2.3.1 理論分析20-21
• 2.3.2 有限元21-22
• 3 頻率可調(diào)的壓電懸臂梁俘能器22-33
• 3.1 模型介紹22-23
• 3.2 論分析23-27
• 3.2.1 振型分析23-25
• 3.2.2 俘能分析25-27
• 3.3 結(jié)果對比與參數(shù)討論27-32
• 3.3.1 結(jié)果對比27-29
• 3.3.2 參數(shù)討論29-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 4 車致橋梁振動俘能算例33-45
• 4.1 橋梁動力響應33-36
• 4.2 俘能分析36-44
• 4.2.0 ANSYS建模36-38
• 4.2.1 正確性驗證38-39
• 4.2.2 參數(shù)討論39-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 5 結(jié)論與展望45-46
• 5.1 主要研究結(jié)論45
• 5.2 思考與展望45-46
• 參考文獻46-49
• 附錄A49-51
• 作者簡歷51-53
• 學位論文數(shù)據(jù)集53

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 孫曉陽;王佩紅;王卓;夏志偉;岳鑫;丁旋;石市委;;一種可調(diào)頻的壓電式振動能量采集器[J];微納電子技術(shù);2014年08期

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  本文關鍵詞：雙質(zhì)量懸臂梁式可調(diào)頻壓電俘能器，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：440362