柱棒式超磁致伸缩振动能量收集装置建模与实验

作     者：何忠波 柏果 郑佳伟 周景涛 刘国平 HE Zhongbo;BAI Guo;ZHENG Jiawei;ZHOU Jingtao;LIU Guoping

作者机构：陆军工程大学车辆与电气工程系石家庄050003 32184部队北京100072 

基　　金：国家自然科学基金项目(51275525) 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2019年第50卷第8期

页      码：400-409页

摘      要：针对目前超磁致伸缩式振动能量收集在理论研究上的不足,根据超磁致伸缩材料的材料特性,设计了一种柱棒式超磁致伸缩能量收集装置(GMEHD),并对其工作原理进行了阐述。结合GMEHD的结构特点,建立了装置的输入输出模型,推导了输出电压计算公式,对系统在正弦激励下的响应进行了求解;根据线圈结构,通过电路分析,对线圈匝数进行了优化。利用仿真软件COMSOL Multiphysics,建立了GMEHD有限元模型,得到其仿真结果。在上述基础上制作了GMEHD样机,搭建了实验测试系统,得到了不同频率正弦力作用下GMEHD输出电动势曲线,并与模型计算值和仿真结果进行了对比。结果表明:在1、10、50 Hz单位正弦激励下,GMEHD输出电动势幅值分别为2、15、75 mV,相位超前于输入力π/2。实验与模型计算和仿真分析结果基本吻合,验证了模型的准确性,为GMEHD优化设计提供了参考依据。

主 题 词：超磁致伸缩 振动能量收集 线圈优化 有限元分析 实验 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.6041/j.issn.1000-1298.2019.08.045

馆 藏 号：203727204...