振动与冲击2021,Vol.40Issue(9) :110-119.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.09.015

拱形-线形非线性磁力耦合压电俘能器建模与特性分析

Modeling and characteristic analysis of arch-thready nonlinear magnetic coupled piezoelectric energy harvester

陈孝玉 张旭辉 左萌 樊红卫 汪林
振动与冲击2021,Vol.40Issue(9) :110-119.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.09.015

拱形-线形非线性磁力耦合压电俘能器建模与特性分析

Modeling and characteristic analysis of arch-thready nonlinear magnetic coupled piezoelectric energy harvester

陈孝玉 1张旭辉 2左萌 3樊红卫 2汪林3
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作者信息

  • 1. 西安科技大学机械工程学院,西安710054;遵义师范学院工学院,贵州遵义563006
  • 2. 西安科技大学机械工程学院,西安710054;陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室,西安710054
  • 3. 西安科技大学机械工程学院,西安710054
  • 折叠

摘要

为分析拱形-线形非线性磁力耦合压电俘能器振动特性,利用磁化电流法建立了磁力模型,实验测量并通过数据拟合方法获取了拱形-线形结构非线性恢复力模型,利用广义Hamilton变分原理建立系统的动力学方程.采用谐波平衡法对动力学方程进行了求解,揭示了不同激励条件、不同磁距对俘能器振动特性的影响关系并开展实验研究.结果 表明:拱形-线形压电俘能器大幅响应带宽、响应幅值随激励强度的增大而增大;减小磁距会增加系统大幅响应带宽,但幅值有所降低.相对于直梁式结构俘能器,拱形-线形结构可以提高俘能器输出电压,提升俘能性能.研究为拱形-线形压电俘能器设计提供了理论指导,为改善俘能器性能提供了新的思路.

关键词

拱形-线形梁/压电/非线性/建模/特性

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基金项目

国家自然科学基金(51974228)

国家绿色制造系统集成项目(工信部节函[2017]327号)

出版年

2021
振动与冲击
中国振动工程学会 上海交通大学 上海市振动工程学会

振动与冲击

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.898
ISSN:1000-3835
被引量1
参考文献量4
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