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壓電振動能量收集

出版社：國防工業(yè)出版社出版時間：2023-01-01
開本： 其他 頁數(shù)： 172
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壓電振動能量收集 版權信息

壓電振動能量收集 內(nèi)容簡介

本書針對眾多能量收集方法中*為關鍵的一種即振動能量收集，面向迅猛發(fā)展的自主式無線應用對能源自供給的實際需求，詳細闡述了利用壓電換能技術實現(xiàn)振動能量收集的技術現(xiàn)狀和近期新進展。本書建立在以往的壓電能量收集技術基礎上，內(nèi)容重點是壓電振動能量收集梁（PVEH梁）理論和實驗問題，對PVEH梁和組合梁的振動能量收集行為做了透徹理論與實驗分析，尤為重要的是，本書還著重闡述了PVEH梁的雙重功能問題，不僅可以從主結構中提取振動能量并將其轉換為所需的電能，而且能夠實現(xiàn)對主結構振動的抑制，并給出了應用實例分析。

壓電振動能量收集 目錄

1 引言………………………………………………………………………………………………1 1．1 PVEH背景介紹…………………………………………………………………．．．…………1 1．2 本書的研究目標和研究對象…………………………………………．……………………3 1．3 本書的主要貢獻………………………………………………………………．……………5 1．4 全書的總體構架………………………………………………………………．……………6 參考文獻…………………………………………………………………………………………7 2 振動能量收集回顧………………………………………………………………………………9 2．1 能量收集的背景介紹……………………………………………………………………．…9 2．2 從振動中進行能量收集………………………………………………………………．．．…11 2．3 壓電振動能量收集（PVEH）……………………………………………………………12 2．3．1 建模技術的改進……………………………………………………．．………………13 2．3．2 壓電能量收集器幾何構型的研究進展………………………．．……………………15 2．3．3 PVEH在振動控制中的應用…………………………………………．……………21 2．3．4 PVEH在納米發(fā)電機中的應用………………………………………………………26 2．4 本章小結……………………………………………………………………………．．．……26 參考文獻………………………………………………………………．．．………．．．……………27 3 分布式參數(shù)建模和實驗驗證…………………………………………………．………………31 3．1 背景介紹…………………………………………………………………………．．………31 3．2 雙晶片的分布式參數(shù)建模…………………………………………………………．．……32 3．2．1 考慮電耦合效應的力學模型…………………………………………………．……33 3．2．2 帶有反向機械阻尼的電路方程…………………………………………………．…36 3．2．3 FRF的推導…………………………………………………………………．．………38 3．2．4 單模式FRF的簡化表達……………………………………………………………39 3．2．5 非簡諧基礎激勵下的應用…………………………………………………．………40 3．3 模型的實驗驗證…………………………………………………………………．．………40 3．3．1 機械阻尼的估計…………………………………………………………………．…42 3．3．2 實驗和理論分析得到的FRF的對比………………………………………………46 3．4 本章小結……………………………………………………………………………．．……57 參考文獻………………………………………………………………………………．………57 4 基于動態(tài)剛度方法（DSM）的能量收集梁建！59 4．1 背景介紹………………………………………………………………．．．…………………59 4．2 建模研究……………………………………………………………………．．．……………60 4．2．1 一般方程……………………………………………………………………………61 4．2．2 動態(tài)剛度方法（DSM）……………………………………………………………63 4．2．3 解析模態(tài)分析方法（AMAM）……………………………………………………66 4．3 懸臂雙晶片的理論分析…………………………………………………………．．．………69 4．3．1 DSM與AMAM的對比驗證………………………………．………………………70 4．3．2 電阻抗的影響………………………………………………………………………71 4．3．3 機械阻尼的影響……………………………………………………………………75 4．3．4 雙功能性---能量收集梁吸振器………………………………．．．…………………76 4．3．5 阻尼相關假設的影響………………………………………………………………79 4．4 DSM的拓展……………………………………………………………………．．…………80 4．4．1 梁段的一維組裝…………………………………………………………………80 4．4．2 其他情形…………………………………………………………………………84 4．5 本章小結…………………………………………………………………………………84 參考文獻………………………………………………………………………………………85 5 “機電”梁式調(diào)諧質量阻尼器的理論分析…………………………．．…………………………87 5．1 背景介紹…………………………………………………………………．………………87 5．1．1 本章內(nèi)容的主要特色…………………………………………………．．…………90 5．2 理論分析……………………………………………………………………．……………91 5．2．1 基準模型及其驗證………………………………………………．．………………92 5．2．2 基于AMAM對TMD的機電耦合導納進行推導…………………．……………99 5．2．3 基于DSM對TMD的機電耦合導納進行推導…………………………………106 5．3 仿真分析---帶有能量收集TVA的主結構的FRF………………………………………108 5．3．1 雙電路---R-L-C并聯(lián)下的耦合FRF…………………………………．．．…………110 5．3．2 雙電路---C與串聯(lián)R-L并聯(lián)下的耦合FRF………………………………………114 5．3．3 單電路---耦合FRF………………………………………………………．．………118 5．4 本章小結………………………………………………………………………．…………120 參考文獻………………………………………………………………………………………121 6 能量收集梁調(diào)諧質量阻尼器的實驗研究………………………………………………．．．…123 6．1 實驗設置………………………………………………………………………………．…123 6．1．1 主結構模態(tài)參數(shù)的實驗確定…………………………………………．．…………124 6．1．2 雙晶TMD的設計…………………………………………………………………125 6．1．3 R-L-C電路的設計與研究…………………………………………………………127 6．2 實驗驗證………………………………………………………………………………．…128 6．2．1 FRF---單電路構型，R-L-C并聯(lián)…………………………………………．………130 6．2．2 FRF---單電路構型，C與串聯(lián)的R-L并聯(lián)………………………………………133 6．2．3 FRF---雙電路構型，并聯(lián)R-L-C…………………………………………．………135 6．2．4 FRF---雙電路構型，C與串聯(lián)的R-L并聯(lián)………………………．．………………137 6．2．5 很優(yōu)實驗結果小結………………………………………………．．………………138 6．3 本章小結……………………………………………………………．……………………139 參考文獻………………………………………………………………………………………140 7 雙功能EHTVA應用實例---電子箱的振動抑制……………………………………………141 7．1 所提出的EHTVA理論的應用……………………………………………．……………141 7．2 分析方法………………………………………………………………………………．…141 7．3 結果與分析……………………………………………………………………………．…143 7．4 本章小結…………………………………………………………………………．………144 參考文獻………………………………………………………………………………………145 8 工作總結與未來的研究方向…………………………………………………………………147 8．1 工作總結………………………………………………………………………………．…147 8．2 未來的研究方向…………………………………………………………………．………149 參考文獻………………………………………………………………………………………150 附錄A Matlab程序代碼…………………………………………………………………………151 附錄B…………………………………………………………………………．…………………167 附錄C…………………………………………………………………………………．…………169 索引 ．．………………………………………．……………………………………………………171
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壓電振動能量收集 作者簡介

舒海生，男，漢族，1976年出生，工學博士，博士后，中共黨員，現(xiàn)任池州職業(yè)技術學院機電與汽車系教授，主要從事振動分析與噪聲控制、聲子晶體與超材料、機械裝備系統(tǒng)設計等方面的教學與科研工作，近年來發(fā)表科研論文30余篇，主持國家自然科學基金、黑龍江省自然科學基金等多個項目，并參研多項***和省部級項目，出版譯著6部。

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