磁致屈曲能量采集系统的相干共振研究

摘要

本文针对一种磁致动态屈曲压电能量回收装置,研究了其在随机激励下的相干共振机理,以随机Melnikov函数为研究方法探讨了双稳态系统发生阱间跳跃的必要条件.首先基于能量法以及广义Hamilton原理,以磁致屈曲能量系统为研究对象,建立了分布式参数磁致屈曲压电梁模型.然后根据控制方程以及Melnikov原理,推导了系统的随机Melnikov函数以及发生相干共振的必要条件.发现磁铁间距以及尖端质量等因素会显著影响系统发生相干共振的激励强度阈值.开展了数值模拟,并进行了实验验证,所得结果与理论分析相互吻合,在优化磁铁间距后,能量采集系统可在低强度激励下实现较大的功率输出.