| 多稳态压电振动能量采集器的非线性动力学特性及其实验研究 |
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| 引用本文： | 谭江平,王光庆,鞠 洋,李 颍,赵泽翔.多稳态压电振动能量采集器的非线性动力学特性及其实验研究[J].振动工程学报,2021,34(4):765-774. |
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| 作者姓名： | 谭江平 王光庆 鞠 洋 李 颍 赵泽翔 |
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| 作者单位： | 浙江工商大学信息与电子工程学院，浙江 杭州 310018 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（51777192）；浙江省自然科学基金资助项目（LY20E070001） |
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| 摘 要： | 为了提高非线性双稳态压电振动能量采集器的输出性能,提出了一种基于磁-机-压电耦合的非线性多稳态振动能量采集器,通过在双稳态压电振动能量采集器模型基础上增加一对外部磁铁,构造了具有四个稳态的非线性压电振动能量采集器。利用磁偶极子理论建立了采集器悬臂梁末端磁铁与外部磁铁之间的非线性磁力模型;利用Hamilton原理和Raleigh-Ritz方法建立了四稳态压电振动能量采集系统的分布参数机电耦合动力学模型;仿真分析了磁铁水平间距和外部磁铁间距等参数对系统非线性磁力、非线性分岔特性和动力学特性的影响。制作了四稳态压电振动能量采集器原理样机,搭建了样机性能测试平台,实验结果与仿真结果具有较好的吻合度。研究结果表明四稳态压电振动能量采集器可以在低激励水平作用下显著提高能量收集效率,且具有较宽的工作频带。
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| 关 键 词： | 机电耦合动力学 多稳态压电能量采集器 非线性磁力 |
Nonlinear dynamic characteristics and experimental validation of amulti-stable piezoelectric vibration energy harvester |
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| TAN Jiang-ping,WANG Guang-qing,JU Yang,LI Ying,ZHAO Ze-xiang.Nonlinear dynamic characteristics and experimental validation of amulti-stable piezoelectric vibration energy harvester[J].Journal of Vibration Engineering,2021,34(4):765-774. |
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| Authors: | TAN Jiang-ping WANG Guang-qing JU Yang LI Ying ZHAO Ze-xiang |
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