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基于谐振器的多模态压电换能结构研究
  • ISSN号:1004-4523
  • 期刊名称:《振动工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH113.1[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50905107)
中文摘要:

传统压电悬臂粱俘能器一般通过其基频与环境中某一激振频率的匹配来收集这个频率上的振动能,为俘获环境中多个激振频率上的能量,提出一种在压电悬臂梁上附加谐振器的多模态换能结构,由该结构组成的俘能器的前两阶共振频率可以被设计在给定的激振频率上,从而有效地收集分布在这两个频率上的能量。实验表明附加谐振器有效地提高了俘能效率,其中一阶模态的俘能效率相对附加等量质量块时提高了71%,二阶模态的俘能效率与原压电悬臂梁的一阶模态相当。

英文摘要:

Piezoelectric cantilever, as a typical vibration-based energy harvester, usually works at its fundamental frequency which may match only one ambient exciting frequency. In order to harvest the power distributed in more exciting frequencies, this paper develops a multi-mode energy harvesting structure which involves a piezoelectric cantilever with an oscillator. By tuning the first two resonant frequencies of the proposed structure to match the corresponding exciting frequencies, the ener- gy stored in these frequencies can be efficiently harvested. Experimental results show that the energy harvesting efficiency of the oscillator-attached structure increases by 71~ compared to that of the mass-attached structure with the same weight at the first vibration mode. In addition, at the second vibration mode the energy harvesting efficiency is equivalent to that of the simple piezoelectric cantilever at its first vibration mode.

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期刊信息
  • 《振动工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国振动工程学会
  • 主编:刘人怀
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:zdxb@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84895885
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4523
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1349/TB
  • 邮发代号:28-249
  • 获奖情况:
  • 1995年江苏省首届期刊质评一级期刊,1997年获中国科协优秀期刊,1999年获国家自然科学基金委经费资助
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国应用力学评论,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12831