矿用压电俘能器建模与俘能特性研究 |
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引用本文: | 张晓宇,张旭辉.矿用压电俘能器建模与俘能特性研究[J].力学学报,2023(10):2239-2251. |
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作者姓名: | 张晓宇 张旭辉 |
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作者单位: | 1. 西安科技大学机械工程学院;2. 陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(51974228); |
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摘 要: | 采煤机的无线监测节点存在供电难问题,采用压电俘能器将振动能转化为电能可为其供电,研究俘能特性具有重要科学意义.采用实验与数据拟合方法建立恢复力模型,磁化电流法建立磁力模型,拉格朗日函数建立动力学模型, RecurDyn提取滚筒、摇臂的截割方向加速度,龙格库塔法求解动力学模型,分析在不同磁距的俘能特性,并开展实验研究.结果表明:受到前滚筒、后滚筒、前摇臂和后摇臂的截割方向加速度,在俘能特性较好的磁距时,电压依次减小且均随煤层硬度的增大而增大,截割f4煤层时,磁距分别为12 mm, 16 mm, 12 mm和12 mm的俘能特性较好,电压有效值分别为5.107 V, 4.224 V, 0.998 V和0.882 V,截割f6煤层时,磁距均为16 mm的俘能特性较好,电压有效值分别为7.298 V, 6.747 V, 1.592 V和1.397 V,加入磁力可以加大电压.实验研究发现,受到截割f4和f6煤层的前滚筒截割方向加速度,在俘能特性较好的磁距时,电压随煤层硬度的增大而增大,磁距分别为12 mm和16 mm的俘能特性较好,电压有效值分别为3.340 V和4.959 V,加入磁力可以加大...
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关 键 词: | 压电俘能器 建模 俘能特性 采煤机 采掘激励 |
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