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基于流固耦合作用的压电液压振动俘能器
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2012
  • 页码:-
  • 分类:N384[自然科学总论]
  • 作者机构:[1]吉林大学机械科学与工程学院,吉林长春130022, [2]浙江师范大学精密机械研究所,浙江金华321004, [3]浙江师范大学数理与信息工程学院,浙江金华321004
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51075371,51175478); 浙江省自然科学基金资助项目(No.Y4110315,Y1110529)
  • 相关项目:压电液压振动控制器的基础理论与关键技术研究
中文摘要:

提出一种基于流固耦合作用的压电液压振动俘能器来实现低频、高强度振动能量回收。介绍了浮能器的系统构成及工作原理并进行了理论及试验研究。理论分析结果表明,压电液压俘能器的性能是由环境振动频率/振动强度、液压缸/压电振子的结构性能参数、流体容积/特性以及系统背压(蓄能器预置压力)等多种要素共同决定的,仅当各要素配置合理时才能实现压电液压俘能器的预期功能。采用外径为60mm、厚度为0.9mm的双晶压电振子及外径为16cm,长度为100cm液压缸制作了试验样机,并以水为工作介质进行了不同频率/背压/激振器振幅条件下的试验测试。试验结果表明,存在最佳工作频率(8Hz)使压电液压俘能器输出电压最大,且输出电压随系统背压及液压缸振幅的增加而增加。其它条件不变时,0.4MPa背压下的输出电压是背压0.2MPa时的1.65倍。

英文摘要:

A Piezo-hydraulic Energy Harvester(PHEH) was presented based on solid-fluid coupling vibration to harvest low-frequency and high-level vibration energy,and its structure as well as working principle were introduced.With an established energy-conversion model,the influence factors on the piezo-hydraulic harvester were analyzed.The theoretic results show that the output performance of the PHEH depends on the vibration frequency/level,the structure and size of piezodisc/cylinder,liquid volume/performance,and system backpressure.The desired performance can not be achieved unless the above parameters are matched well.By a piezodisc with a diameter of 60 mm and a thickness of 0.9 mm and a cylinder with a diameter of 16 cm and a length of 100 cm,a PHVI was fabricated and tested by taking water as liquid medium at different frequencies/backpressures/exciter-amplitudes.The test results suggest that there is an optimal vibration frequency(8 Hz) for the PHEH to achieve the maximal output voltage,which rises with the increasing of backpressure and vibration level.In the case of unvaried other parameters,the achieved voltage from the PHEH under 0.4 MPa is 1.65 times that under 0.2 MPa.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699