用于超低频振动能收集的压电弹簧摆结构设计与实现

论文摘要

低频振动能量在环境中普遍存在,如何高效收集却始终是一个难题。设计了一种基于普通金属夹的压电弹簧摆结构,由于摆动固有频率仅与软件仿真摆长和重力加速度有关,因此结构共振频率能够较好地匹配环境低频振源,进而高效地将其转化为电能。利用有限元仿真软件仿真并讨论了压电元件的优化布置方案,建立了结构动力学方程,最终搭建实验平台进行了理论验证,性能分析和能量收集器的自供电演示。实验结果表明,该压电弹簧摆结构在超低频条件下(2.03Hz,0.26g),回收功率能够达到13.29mW,具有很高的低频振动能量收集性能。

论文目录

• 引言
• 1 基本原理
•   1.1 压电弹簧摆的工作原理与结构设计
•   1.2 压电元件的集成方案讨论
• 2 压电弹簧摆的动力学建模
• 3 实验验证与测试
•   3.1 实验验证
•   3.2 低频振动能量收集实验
•   3.3 自供电演示平台测试
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 吴义鹏,周圣鹏,裘进浩,季宏丽

关键词: 能量收集,弹簧摆,压电,超低频振动

来源: 振动工程学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金青年基金资助项目(51705251),江苏省自然科学基金资助项目(BK20160790)

分类号: TM619

DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2019.05.002

页码: 750-756

总页数: 7

文件大小: 1272K

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