双稳态弯扭耦合压电能量采集器设计及试验研究

目录

声明

第1 章 绪论

1.1研究意义及背景

1.2 压电发电国内外研究现状

1.2.1 磁力式双稳态压电装置

1.2.2屈曲变形式双稳态压电装置

1.3压电能量采集装置的非线性分析

1.4压电能量采集装置储能电路

1.5 弯扭耦合变形

1.6 本文研究内容

第 2 章 压电能量采集装置动力学特性分析

2.1 压电材料的能量采集机理

2.2压电材料性能参数与本构方程

2.2.1压电材料性能参数

2.2.2压电本构方程

2.3 磁力势能模型

2.4压电装置的能量输出特性

2.5本章小结

第3 章压电能量采集装置结构仿真研究

3.1压电能量采集装置有限元仿真

3.1.1能量采集器结构参数与压电材料参数

3.1.2结构模型建立与网格剖分

3.1.3模态仿真

3.1.4 压电能量采集装置谐响应分析

3.2压电能量采集装置结构优化设计

3.2.1压电基板尺寸参数对性能的影响

3.2.2磁间距对势阱深度的影响

3.2.3外接电阻对输出功率的影响

3.3本章小结

第4 章双稳态压电能量采集装置制作与试验

4.1试验测试平台组成

4.2 压电能量采集试验结果及分析

4.2.1有/无磁力对压电能量采集装置的影响

4.2.2基板长度对压电能量采集装置的影响

4.2.3夹持方式对压电能量采集装置的影响

4.3磁间距对系统输出特性影响分析

4.4激励加速度对双稳态压电能量采集装置的影响

4.5负载电阻对输出功率的影响

4.6本章小结

第5 章弯扭耦合变形运动对双稳态能量采集的影响

5.1弯扭耦合振动对频率的影响

5.2弯扭耦合双稳态压电装置仿真分析

5.2.1模态分析

5.2.2压电基板的位移云图

5.2.3谐响应分析

5.3弯扭耦合压电能量采集装置实验验证

5.3.1试验装置组成

5.3.2弯扭耦合压电装置的输出电压试验

5.4本章小结

第6 章 论文总结和展望

参考文献

作者简介及在学期间所取得的科研成果

致谢