磁力耦合阵列式压电俘能器振动特性研究

作     者：张旭辉 朱福林 潘家楠 陈孝玉 郭岩 许恒涛 田浩 ZHANG Xu-hui;ZHU Fu-lin;PAN Jia-nan;CHEN Xiao-yu;GUO Yan;XU Heng-tao;TIAN Hao

作者机构：西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室陕西西安710054 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51974228) 陕煤联合基金资助项目(2021JLM-03) 陕西省创新人才计划项目(2018TD-032) 陕西省重点研发计划项目(2018ZDCXL-GY-06-04) 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2024年第37卷第7期

页      码：1191-1199页

摘      要：振动能量收集技术有望解决无线传感节点自供电的难题。通过引入非线性磁力,本文设计了一种磁力耦合阵列式压电俘能器(MA-PEH)。基于磁偶极子法建立非线性磁力模型,利用有限元方法获取组合梁的恢复力模型,根据牛顿第二定律及基尔霍夫定律建立系统的动力学模型。仿真分析了激励幅值、激励频率对动力学响应的影响规律,并进行实验验证。研究结果表明:在非线性磁力作用下,系统在谐振频率附近出现混沌和阱间周期运动,这将有利于拓宽俘能器的工作频带;随着激励频率改变,各组合梁始终保持相同的运动状态,当系统处于阱间周期运动状态时,只存在一种类型的组合梁处于高能输出状态。当激励频率分别处于两个组合梁的谐振频率附近时,增大激励幅值,将导致一种类型的组合梁输出被提升,而另一种类型的组合梁输出被抑制。

主 题 词：压电俘能器 非线性 动力学响应 磁力耦合 阵列 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 080902[080902] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2024.07.011

馆 藏 号：203130823...