為滿足旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測系統(tǒng)的自供電需求,解決現(xiàn)有壓電發(fā)電機可靠性低及有效帶寬窄等問題,提出一種旋磁激勵的楔塊限幅式壓電發(fā)電機,并從理論和試驗兩方面進行了研究,具體研究內(nèi)容如下:1.根據(jù)壓電學及材料力學理論,建立了單體壓電振子以及壓電振子-楔塊激勵系統(tǒng)的Comsol有限元模型,研究了單體壓電振子的靜力學、動力學特性以及壓電振子受楔塊激勵時的運動學特性,獲得了壓電振子結(jié)構(gòu)參數(shù)(長度、寬度、預彎半徑、厚度比)及頂塊半徑對其應(yīng)力分布、固有頻率及發(fā)電性能(輸出電壓及功率)的影響規(guī)律,以及楔塊結(jié)構(gòu)參數(shù)(升程、升角及過渡圓弧半徑)和激勵參數(shù)(振幅和頻率)對壓電振子變形量及“接觸對”間接觸壓力的影響規(guī)律,為確定合理的壓電振子及楔塊結(jié)構(gòu)參數(shù)提供參考。2.闡述了旋磁激勵的楔塊限幅式壓電發(fā)電機的工作原理,建立了激勵磁鐵與受激磁鐵間磁耦合激振力的有限元模型,獲得了影響激振力的關(guān)鍵要素(激勵磁鐵數(shù)量比和軸向激勵距離)以及激振力的模型;根據(jù)獲得的激振力及振動分析理論,建立了發(fā)電機系統(tǒng)的動力學模型并進行了仿真分析,從理論上獲得了激勵磁鐵數(shù)量比、軸向激勵距離、楔塊系統(tǒng)剛度、激振力幅值、楔塊升程及升角對壓電發(fā)電機輸出性能的...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 接觸激勵式旋轉(zhuǎn)壓電發(fā)電機的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 撞擊式旋轉(zhuǎn)壓電發(fā)電機
        1.2.2 撥動式旋轉(zhuǎn)壓電發(fā)電機
    1.3 非接觸式旋轉(zhuǎn)壓電發(fā)電機的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 慣性式旋轉(zhuǎn)壓電發(fā)電機
        1.3.2 旋磁式壓電發(fā)電機
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 壓電振子-楔塊激勵系統(tǒng)的有限元建模與仿真分析
    2.1 單體壓電振子的有限元建模與仿真分析
        2.1.1 單體壓電振子有限元模型建立
        2.1.2 壓電振子的靜力學特性及其影響要素分析
        2.1.3 壓電振子的動力學特性及其影響要素分析
        2.1.4 壓電振子的發(fā)電特性及其影響要素分析
    2.2 壓電振子-楔塊激勵系統(tǒng)的建模與仿真分析
        2.2.1 壓電振子-楔塊激勵系統(tǒng)的有限元模型建立
        2.2.2 壓電振子的變形量與“接觸對”間接觸壓力及其影響要素分析
    2.3 本章小結(jié)
第3章 旋磁激勵的楔塊限幅式壓電發(fā)電機建模與仿真分析
    3.1 發(fā)電機結(jié)構(gòu)及工作原理分析
    3.2 磁耦合激振力的有限元建模與仿真分析
    3.3 壓電發(fā)電機系統(tǒng)的動力學模型建立
    3.4 壓電發(fā)電機輸出性能的仿真及影響要素分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 旋磁激勵的楔塊限幅式壓電發(fā)電機試驗測試與分析
    4.1 試驗樣機的制作及試驗測試系統(tǒng)的搭建
    4.2 壓電發(fā)電機輸出電壓特性及其影響要素分析
        4.2.1 楔塊升程及升角對輸出電壓特性的影響
        4.2.2 緩沖彈簧及復位彈簧剛度對輸出電壓特性的影響
        4.2.3 激勵磁鐵數(shù)量比對輸出電壓特性的影響
        4.2.4 軸向激勵距離對輸出電壓特性的影響
    4.3 壓電發(fā)電機輸出功率特性及其影響要素分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3759786