| 基于局域共振声子晶体结构的低频振动能量回收研究 |
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| 引用本文： | 张思文, 吴九汇. 基于局域共振声子晶体结构的低频振动能量回收研究[J]. 固体力学学报, 2013, 34(4): 333-341. doi: 10.3969/j.issn.0254-7805.2013.04.002 |
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| 作者姓名： | 张思文 吴九汇 |
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| 作者单位： | 西安交通大学机械工程学院,西安,710049;; 西安交通大学机械工程学院,西安,710049 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目,教育部新世纪优秀人才支持计划,中央高校基本科研业务费专项资金资助 |
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| 摘 要： | 通过对局域共振型声子晶体的带隙机理及其对能量的局域化作用的分析,提出了一种用于回收环境低频振动能量的新型局域共振结构,并结合有限元方法对此新型结构的振动特性和能量回收能力进行了分析和研究.根据结构的共振模态和“质量-弹簧”系统简化模型,改变结构的材料和几何尺寸可以使结构的前7阶共振频率降到50-250 Hz的低频范围.在此基础上发展了一种低频宽带多核结构,在250 Hz以下拥有几十甚至更多的共振频率,最低频率低至20 Hz,进一步优化了结构的低频宽带共振特性.利用有限元软件对有限结构的频率响应和压电特性进行分析,证实了新型局域共振结构的对环境中低频振动能量的回收能力,并满足了环境振动能量回收的宽带要求.该结构可以应用于各种便携式设备、无线传感器和微机电等自供电系统中,从低频振动环境中的获取能量为自身供电.
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| 关 键 词： | 声子晶体 能量回收 低频振动 局域共振 压电效应 |
| 收稿时间： | 2012-05-30 |
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