摘要：压电材料具有良好的机电耦合特性,常被用于振动系统中的能量俘获和振动抑制。在已有开关型压电分流支路的基础上,利用反激变压器的原、副边能量转换功能,提出一种力(机械)‐电能量可切换并操控的分流支路,基于正、逆压电效应分别设计支路的吸能抑振和注能控振两种功能,实现高能效且稳定的结构振动控制系统。介绍了所述压电分流支路的工作原理,推导了不同能量操控条件下结构振幅的衰减率模型,通过试验讨论了不同能量操控方法对结构振幅的影响。研究结果表明,所述能量操控型分流支路能够根据实际场景的减振需求实现高能效的结构振动抑制。

摘要：低频振动能量在环境中普遍存在,如何高效收集却始终是一个难题。设计了一种基于普通金属夹的压电弹簧摆结构,由于摆动固有频率仅与软件仿真摆长和重力加速度有关,因此结构共振频率能够较好地匹配环境低频振源,进而高效地将其转化为电能。利用有限元仿真软件仿真并讨论了压电元件的优化布置方案,建立了结构动力学方程,最终搭建实验平台进行了理论验证,性能分析和能量收集器的自供电演示。实验结果表明,该压电弹簧摆结构在超低频条件下(2.03 Hz,0.26 g),回收功率能够达到13.29 mW,具有很高的低频振动能量收集性能。

摘要：Piezoelectric ceramic is hard to be integrated with the normal spring *** address the above problem,this paper proposed a new geometry of a clip‑like spring which is very similar to binder clip in our daily *** equivalent stiffness of the designed piezoelectric clip‑like spring is thoroughly researched and discussed through the theoretical model,the finite element simulation and the experimental *** results confirm the possibility of designing a compact piezoelectric clip‑like spring,and the equivalent stiffness can be tuned through the several key geometric ***,theoretical predictions confirmed by experimental results show that the equivalent stiffness of the spring structure is as function of the instantaneous angle of the clip,this stiffness variation caused by the geometric nonlinearity can be ignored in some practical engineering applications,which means it is possible to linearize the clip‑like spring and simplify the following dynamic model of the corresponding piezoelectric oscillators.

摘要：振动能量回收技术能够将环境中的机械振动能转换成电能,进而为微功耗装置供电,具有良好的应用前景。设计了一种利用压电材料的新型振动能量收集器,该机电耦合结构由一对非对称压电悬臂梁组成,悬臂梁末端固定有永磁体,利用永磁体产生的非线性力,实现了悬臂梁共振频率与外界激振频率的匹配调节。提出了该结构的理论模型,借助Matlab/Simulink数值分析软件对理论模型进行了仿真分析,并通过实验进行了验证。实验结果表明外界激励加速度幅值为3 m/s^2的时,结构即能实现较大频带范围内的频率匹配调节,频带范围不低于6.5Hz,最大回收功率不低于2 mW。

摘要：低功耗自供电设备随着物联网技术的不断进步逐渐成为发展主流。基于超级电容搭建的储能模块可应用于低功耗自供电智能设备,但超级电容的自放电特性会导致存储能量的损失及端电压的下降,不利于低功耗自供电设备的功耗管理及测量。文中建立了所述储能模块的等效可变漏电阻模型,通过实验确定了等效模型中的相关参数并通过Matlab/Simulink数值仿真软件对该储能模块的自放电过程进行了分析。最后对仿真结果进行了分段线性化拟合以便于后续测试误差修正或数学计算,并使用拟合后的等效电路模型预测了自放电期间储能模块的电压变化。该电压变化值与实验所测结果吻合,验证了模型的有效性,为低功耗自供电设备的电源管理单元设计及功耗测量等奠定了基础。

摘要：压电材料作为一种良好的机电换能元件,具有体积小、成本低、工作性能可靠等优势,但如何设计压电振子高效地俘获环境振动能,仍是本领域的关键技术难题。以定频式、调频式和宽频式三类典型压电振子为代表的结构共振频率匹配设计能部分解决上述难题,但面向环境低频、超低频振动能俘获,上述振子仍面临输出功率低、可靠性差等问题,途径之一是通过机械式升频转换技术将低频激励转换成压电振子的高频振荡,同时突破超低频压电元件功率密度低的限制。几类机械式升频转换技术被区分并简要介绍,重点阐述一种借助非线性系统内共振现象实现的机械升频转换方法。内共振升频技术具有激励加速度阈值低、升频转化能量损失少等优势,进一步拓宽压电振子领域内的机械式升频转换研究。

摘要：针对压电智能结构在减振降噪领域的应用,基于NI6343数据采集卡设计了一种无源10×衰减接口,扩大了输入电压范围,解决了基于NI6343数采卡搭建压电测控实验系统的设计方案。该文首先分析建立了压电元件输出阻抗模型,在此基础上讨论了测试系统负载效应对压电元件输出电压的影响,最后设计了10×接口电路,并分析讨论了其幅频、相频特性。仿真和实验结果表明,所设计的10×接口可以用于直接测量采集的大多数压电元件的输出电压信号,且在1000Hz以内均有较高的幅值测量精度。

摘要：随着人们生活水平、审美意识和艺术修养的不断提高,宾客在享用烹饪带来的味觉体验时,对于菜品的要求已经从对食品色香味的需求转化为对视觉和听觉方面的追求。面对宾客饮食需求的变化,我国烹饪领域引入了全新的理念和工艺,烹饪人员也在不断地追求突破和创新,形成了具有特色的烹调艺术,在色彩和造型上通过盘装艺术的表现手法,设计良好的菜品外观,带给人们不仅是视觉上的美感,还有精神上的愉悦感。为此,本文从果酱画盘饰和盘装艺术两方面入手,来分析果酱画盘饰的特点和优势之所在。

摘要：通过建立双扩张腔消声器串联模型,研究分析其结构参数对消声器声学特性的影响。分析发现:两扩张腔中间连接管长度的变化以及前后扩张腔长度比对消声器平均传递损失影响不大,但传递损失的零点位置和数目发生改变,会使消声频带发生变化;中间连接管的直径越小,传递损失越大,且消声频率范围相对变宽;前后两个扩张腔交换直径比对传递损失没有影响,且当其中之一扩张腔直径不变时,另一扩张腔直径与其差值越小传递损失越大,前后扩张腔直径比对消声零点和峰值对应频率的影响可以忽略。研究结果对于串联消声器结构参数的设计具有重要的指导意义。

摘要：针对干式铁心电抗器在运行过程中的机械振动问题及故障监测需求,采用非接触测振方案对一典型电抗器设备进行振动测试与分析,提出一种基于压电材料的振动取能技术,从理论角度给出设备运行时的最大取能效率。在此基础上,介绍两种结构设计简单、加工制造成本低、运行可靠性高的梁式压电俘能器,能分别有效匹配电抗器结构中100 Hz和300 Hz的机械振动频率,并实验验证理论模型。结果表明,干式铁心电抗器最大振动幅值发生在底座槽钢部位,当10 kV干式串联电抗器运行电流在113 A时,底座槽钢处的振动加速度幅值为0.27 m/s2,频率为300 Hz,所设计的压电俘能器原型最大能输出约82μW的电功率,满足温度监测等低功耗传感器的功耗需求。