非线性滑动式摩擦发电机的摩擦建模与分析

摘要：

由于静电感应效应,滑动式摩擦发电机(TEH)在滑动摩擦过程中发生电荷转移,从而实现对机械能量的俘获.摩擦不仅直接影响滑动式TEH中介电质之间的电荷转移过程,还会改变TEH的动力学响应进而影响其能量收集性能.因此,研究摩擦对滑动式TEH的影响规律对评估其环境振动能俘获性能具有重要意义.本文设计了一种非线性滑动式TEH,并通过调整磁块之间的距离实现了双稳态和单稳态的自由切换,从而使其具有不同的运动力学机制.基于库仑摩擦模型和宏观滑动摩擦模型,文章建立了滑动式TEH的理论摩擦模型,进一步,应用哈密顿原理建立了相应的动力学模型,分析了摩擦对滑动式TEH性能的影响规律.为进一步探究TEH在低频下的能量收集效率,文章还系统研究了关键参数对TEH动力学行为和电学输出响应的影响,研究结果为滑动式TEH的设计与分析提供了理论参考.

机标关键词：建模与分析、摩擦建模、能量收集、电荷转移过程、滑动摩擦、动力学响应、动力学机制、影响规律、动力学行为、动力学模型

所属期刊栏目：38

分类号：TP273;TH117.1;TP301

在线出版日期：2022-07-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：189-206