摘要：振动是离心泵关键性能指标,低振动离心泵设计是目前研究的难点问题。本文对具有特殊结构的侧壁式压水室离心泵振动特性进行实验研究,分析了不同流量下,模型泵重要测点处振动频谱和能量的变化特性。结果表明:变工况对模型泵的中、高频信号影响较小,不同流量下低频振动能量变化明显,因此水力因素主要诱发低频振动信号;加速度频谱图中,叶频处的幅值较小,峰值信号出现在叶频的高次谐波处;低频段振动能量和泵内流场结构密切相关,非设计工况下,泵内容易出现非稳态流动结构,造成泵的振动能量不断上升;尤其在小流量工况,旋转失速导致泵的振动能量迅速增加;通过对振动能量曲线分析初步提出了低频振动能量和流量的特征函数关联式,为预测变工况对泵振动特性的影响提供理论依据。

摘要：农田复杂环境及大面积监测需求对农业物联网传感器节点的供电提出了极大挑战,而环境能量收集技术则使低功耗农业物联网传感器节点的自供电及免维护成为可能。针对传统能量收集装置中收集的环境能量单一有限、装置体积大、可靠性差的问题,该文提出了一种新型混合环境能量一体化收集系统。该系统定位于环境中普遍而丰富的射频电磁波能量和振动能量,通过射频收集天线和压电陶瓷的有效结合,同时收集2种环境能量,并经整流转换成直流电能。能量收集天线使用普通FR4印刷电路板实现,工作在手机通信频段1.9 GHz(3G频段),测试的回波损耗为-20.5 d B,对电磁波能量收集的最高输出功率可达到38 mW,测得收集到的振动能量最大输出功率可达到25 mW,满足低功耗传感器节点的功率需求。该装置不仅可以有效提高系统供电的可靠性和对环境的适应能力,还大大降低了传统混合系统的尺寸,可为农业物联网快速发展中的传感器节点可靠供电问题提供参考。

摘要：针对动力总成等振源机器多维振动耦合问题,建立动力总成悬置系统运动力学模型,求解动力总成六自由度固有频率及主要振动模态解耦条件,并应用于工程某重型货车动力总成悬置系统设计。针对工程中复杂基础弹性振动问题,通过有限元仿真获得复杂基础模态信息,代入振动能量传递方程,进而得到复杂弹性基础隔振系统振动能量传递特性。数值模拟结果表明:振动能量曲线在复杂基础共振频率附近出现显著且密集的共振峰,隔振效果在中高频段恶化,基础弹性特性在总体系统振动传输中起关键作用;基础刚性提高对系统隔振有利。所用方法对研究工程复杂弹性基础隔振系统振动问题具有重要实际意义。

摘要：针对现有的轨道振动俘能器效率低的问题,设计了一种钢轨吸振器和多模态压电电磁复合式俘能器结合的复合吸振器,在有效减轻轮轨系统振动的前提下回收振动能量,为低能耗轨旁设备供电。建立了车轮钢轨复合吸振器系统的摩擦耦合振动模型,与现场实测数据进行对比验证了模型的正确性。在此基础上,分析了多模态复合式俘能模块对轮轨系统振动特性的影响。使用顺序耦合与参数化分析方法,研究了其发电性能。分析结果表明,复合吸振器能有效降低轮轨系统的振动强度,集成的多模态压电电磁复合式俘能模块能有效拓宽0~600 Hz范围内振动能量的俘能频带,提高俘能效率,最大输出功率达8.78 mW。通过调节俘能模块的结构参数,提高悬臂梁的应变能,能进一步提高俘能效率。

摘要：基于硬脆材料难加工的问题,在传统刀柄基础上进行改进设计出超声刀柄。以纵振超声刀柄为研究对象,利用Ansys对其进行模态和谐响应分析,得到刀柄各节点振型和幅频曲线。仿真结果表明,超声刀柄在23kHz频率附近存在轴向纵振模态,其振动节点位于变幅杆锥面上。用激光多普勒测振仪与阻抗分析仪测试超声刀柄刀具和尾部振幅及阻抗曲线。测试结果表明,谐振频率为23.9kHz时,最大振幅达到10.54μm,与仿真基本一致。最后通过在刀柄上安装平衡环,达到刀具振幅增大,刀柄尾部振幅减小的效果,提高了超声刀柄实际加工中的精度和稳定性。

摘要：黄河水下三角洲为细粒粉质土沉积。土体渗透性是海工设计与海床稳定性评价的重要参数之一。在波浪等循环荷载作用下,黄河口海床土渗透系数如何变化尚不清楚。本文利用现场原位振动试验和室内土样振动实验,研究土体渗透系数随所受振动能量的变化,发现循环荷载作用使海床土渗透系数先变小然后持续变大,变化幅值可达4倍多。通过同步测量循环荷载导致的土体容重等的变化,结合试验现象的观测,进一步分析了渗透系数随循环荷载变化的机理。

摘要：利用压电振动发电机可实现环境振动能量到电能的转化,压电振动发电机阵列可实现较宽频带的振动能量收集,压电振动发电机的特性研究通常采用机械分析方法,该文采用电路分析方法针对压电振动发电机阵列的串、并联方式进行了特性分析,利用电子电路仿真软件PSPICE对串、并联不同连接方式下压电发电机阵列的内阻及负载电压与负载功率进行了比较分析,最后设计了一台压电发电机阵列并进行了实验分析,验证了特性分析的正确性。

摘要：为满足极限环境中工作微机器人的驱动和自供电要求,研制了一种能量回馈型超声波电机,介绍了电机的设计思路及设计技术指标,提出了一种改进的电机压电陶瓷环极化分区模式。研制了电机原理样机,搭建了样机实验测试系统,对电机阻抗特性、机械输出特性和能量采集输出特性等开展了详细的实验研究。研究结果表明:空载转速和堵转力矩分别达到118 r/min和0.67 N·m,起动和关断响应时间分别为6 ms和1.2 ms,振动能量采集最大输出功率达到320 mW,电机输出性能达到了设计技术指标要求。研究成果对进一步优化设计能量回馈型超声波电机具有实践指导意义。

摘要：为监测采煤机在煤矿综采工作面的运行状态,设计了无线低功耗采煤机监测系统。系统通过微能源模块将采煤机运行过程中的振动能量收集后转换为可供系统使用的电能,并通过数据采集模块将采煤机工作时的加速度和温度信息进行采集,最终传送到CC2530无线发射模块进行无线发送。经测试,在3.7V供电下,系统的功耗仅为3.6m A,所测温度误差小于0.5℃,加速度误差小于1%,从而保证了系统能够有效地监测采煤机的状态。

摘要：针对无线传感器网络节点传统的供电电池供能寿命有限,能量耗尽需重复充电或定期进行更换的现状,设计了一种由能量转化芯片LTC3588-1和压电振动传感器V21BL构成的单芯片压电能量采集系统。通过采集工作面采煤机工作时电机产生的振动能量,并将此振动机械能转化成电能,存储在电容或者可充电电池中,为传感器节点供电,从而延长了传感器节点的使用寿命。