两端固支式双晶片压电梁建模及发电特性分析

压电梁能将机械振动转换为电能,有效解决了轨道车辆走行部件安全监测传感器的供电问题。为获取其发电特性,根据小弯曲变形理论建立压电梁的弯矩方程,按照一维压电片应力和电位移方程建立压电梁机电转换数学模型。采用Nelder-Mead单纯形算法实现结构参数优化并分析了压电梁材料、结构参数和振动频率对发电效能的影响规律,通过仿真及实验验证了理论模型的正确性。结果表明：双晶片梁的发电效能随弹性模量比增加而减小;低弹性模量的金属基底构成的压电梁,输出能量较高且共振频率低;压电梁存在最佳厚度比使其发电效能最大,铍铜的最佳厚度比为0.213,锰白铜为0.261。实测值与理论值相比,输出有效电压最大偏差为0.13 V,相对偏差小于2.8%;输出功率最大偏差为0.024 mW,相对偏差小于2.9%。     

轨道车辆轴箱传感用压电梁振动发电特性分析

为解决轨道车辆低频振动时压电俘能器能量适配及发电最大化问题,达到车载微型传感器自驱动化目的,基于小弯曲变形理论构建压电梁机电耦合模型,并搭建实验平台验证模型的正确性.基于该压电梁机电耦合模型,利用仿真方法获取压电梁输出功率与几何参数、材料特性、附加质量和振动频率之间关系.结合上海地铁5号线车辆测量数据分析得到轨道车辆低...