惯性固支梁双稳态振动俘能系统设计与实验验证

摘要：

提出了一种利用放大惯性力驱动的双固支梁压电振动能量俘能结构,可以实现宽频带范围内的阱间跳跃与振动能量高效转换.结构由惯性质量块与双固支弹性压电梁组成.在激励下,质量块的惯性力放大后通过连杆作用于两固支压电梁的中部,使得结构更容易实现阱间跳跃,产生大的电能输出.建立了系统动力学与压电耦合模型,并进行了理论分析.结果表明连杆参数对系统势能函数有很大影响,随机激励下系统可以实现双稳态之间的跳跃.加工了惯性固支梁双稳态俘能结构,且进行了实验研究.实验结果证明了惯性质量的增加可降低系统有效工作频率,俘能结构可在弱随机激励下实现频繁阱间跳跃,并在较宽的频带内保持阱间跳跃,因此在随机激励下能够产生大输出电压.

关键词：放大惯性力、双稳态、振动能量收集、固支压电梁

所属期刊栏目：35

分类号：O322(振动理论)

资助基金：国家自然科学基金11672237

在线出版日期：2022-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1165-1173