一种新型双稳态电磁式振动能量捕获器动力学特性研究 |
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引用本文: | 吴子英,叶文腾,刘蕊.一种新型双稳态电磁式振动能量捕获器动力学特性研究[J].应用力学学报,2017(5):848-854. |
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作者姓名: | 吴子英 叶文腾 刘蕊 |
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作者单位: | 西安理工大学机械与精密仪器工程学院 710048 西安 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(11572243) |
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摘 要: | 将质量-非线性弹簧-阻尼系统与双稳态振动能量捕获系统相结合,提出了附加非线性振子的双稳态电磁式振动能量捕获器,建立系统的力学模型及控制方程;利用谐波平衡法获得了该发电振子处于高能轨道的运动幅值及发电功率密度解析解表达式。数值仿真表明:附加非线性振子的双稳态振动发电系统的响应幅值及功率密度均明显高于单一双稳态振动发电系统。在简谐激励下,随着质量比和调频比的增大,附加非线性振子双稳态振动能量捕获器的大幅运动响应及发电性能均出现了先增大后减小的趋势;且随着激振频率的增加,发生了随激振频率移动的现象。通过综合比较获得了附加非线性振子双稳态振动能量捕获器的发电性能最佳的参数配置范围m∈0.8,3]和f∈π/10,π/3]。上述研究结果可为双稳态振动能量捕获系统的相关研究提供理论基础。
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关 键 词: | 双稳态振动能量捕获器 谐波平衡法 简谐激励 附加非线性振子 最佳参数配置范围 |
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