玄武岩纤维多轴向经编增强复合材料力学性能研究

以玄武岩纤维多轴向经编织物为增强体,以环氧树脂为基体,通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺,实现复合材料成型。分别测试玄武岩纤维的单轴向、双轴向、四轴向经编复合材料沿0°和90°方向的拉伸、弯曲性能,并对断裂后的图像及试验数据进行对比分析。最终确定了玄武岩纤维的三种轴向经编复合材料沿0°方向双轴向拉伸强度比四轴向高28. 13%,弯曲强度比四轴向高10. 59%,沿90°方向单轴向拉伸强度比双轴向高22. 94%,比四轴向高58. 64%,弯曲强度比双轴向高21. 02%,比四轴向高63. 46%。     

振荡水柱驱动压电发电理论建模分析

振荡水柱(OWC)驱动压电发电装置采用振荡水柱波浪能转换装置与复合圆形压电陶瓷片结合,主要由箱体、振荡水柱、压缩空气柱和复合圆形压电陶瓷片组成。首先基于线性波理论,采用三维Green函数法建立气室内水气动力学性能的空气压强理论计算模型,利用多维切比雪夫多项式求解气室内压强;其次根据压电陶瓷发电理论,结合材料力学的基础理论,建立圆形压电振子受压强作用的数学模型,进行受力分析和变形分析,得到复合压电振子的能量输出。振荡水柱驱动压电发电理论建模,实现数值模拟波浪能向电能的转换,为海面无线传感网络节点、小功率设备等持续供电装置的设计提供理论依据。     

自适应宽频振动压电电磁复合发电系统分析

为提高微型环境振动能量收集微电源能量转换效率,采用一对磁极产生的磁力自动调节拾振系统刚度,实现系统固有频率与环境振动频率相匹配的自适应压电电磁复合宽频发电系统,同时增强电磁发电系统磁力线密度。该文研究了系统磁力对压电悬臂梁刚度的影响因素,确立自适应宽频系统的理论模型。压电电磁宽频发电数值计算结果表明,未施加磁力调节时,环境振动频率偏离系统固有频率47Hz时输出功率急剧降低;施加自适应磁力调节后,发电系统可调固有频率范围为42~51Hz,最大输出功率范围6~10mW,拓宽拾振频带。