非线性磁力悬臂梁式磁致伸缩振动能量采集器的建模与分析

摘要

本文对非线性磁力悬臂梁式磁致伸缩振动能量采集器进行了动力学建模与分析.基于磁致伸缩材料非线性本构关系、器件动力学平衡方程和法拉第电磁感应定律建立了带有修正因子的非线性磁力悬臂梁式磁致伸缩振动能量采集器的集中参数机电耦合模型,利用该模型计算了器件在加速度振动激励下的时域和频域响应曲线.计算结果与实验结果表明,该模型能很好描述器件在各种加速度幅值下的电压非线性特性.同时,仿真结果表明,器件在双稳态状态下,其能量采集带宽得到了极大的提高,且可实现较大幅度的电压输出.所建模型对器件的整体性能预估、设计、控制和使用具有重要的指导作用.