驰振和基振复合作用下的双稳态能量采集系统动力学分析

为提高驰振能量采集系统在低风速下的能量采集效率,提出了一种新型宽频能量采集系统,该系统不仅通过磁力耦合引入非线性刚度,还考虑了流体激励和基础激励的复合作用.首先,通过能量法、Kirchhoff定律和准稳态假设得到能量采集系统的流-固-磁-电多物理场耦合振动控制方程.其次,通过Runge-Kutta数值方法对系统进行数值...     

基于波纹梁的两自由度低频振动能量收集装置

为改善压电式振动能量收集装置固有频率高、能量收集效率低等问题,设计了一种基于波纹梁式压电振子的两自由度振动能量收集装置,并通过理论建模和数值仿真分析其能量收集特性。分析结果表明:与传统的单自由度和两自由度压电振子相比,含有波纹梁的压电振子的固有频率最低,且前五阶固有频率均为0~60Hz;其中,第四阶固有频率为45.92 Hz,比单自由度压电振子低419.9Hz,比传统两自由度压电振子低55.1Hz。同时,在相同条件下波纹梁式两自由度压电振子输出的电压最大,可达到28V。     

压电振动能量采集器的性能分析与功率优化

为了预测压电振动能量采集器的输出特性,优化输出功率,以压电双晶片串联型振动能量采集器为研究对象,综合考虑结构与电路耦合因素,利用有限元法和ANSYS软件建立压电振动能量采集器的有限元机电耦合动力学模型和网格实体模型.分析在外力激振条件下负载电阻对压电振动能量采集器的振动特性和电输出特性的影响,得到不同负载电阻下压电能量采集器的振动特性和电输出特性曲线.通过调节负载电阻使之与能量采集器的阻抗匹配,实现了对能量采集器输出功率的优化,得到了优化的负载电阻和输出功率.研究结果表明,采用压电能量采集器能够输出大的开路电压、大的短路电流,优化后的开路和短路谐振时的最大输出功率分别达到57.81和55.12 W.     

车轨桥振动系统垂向模型和空间模型的比较

分别建立了车辆-轨道-桥梁系统的垂向耦合振动模型和空间耦合振动模型,并通过功率普密度得到轨道高低不平顺的时域模拟样本,以其作为激励,分析两种模型下车辆-轨道-桥梁耦合振动系统的振动响应。通过对比相同轨道高低不平顺激励下垂向振动模型和空间振动模型的垂向振动响应计算结果,分析了两种模型的优缺点和适用性。     

磁致伸缩悬臂梁振动能量采集器建模与仿真

从悬臂梁结构动力学的角度出发,基于弹簧—阻尼—质量模型、磁致伸缩材料线性本构方程和法拉第电磁感应定律,建立了Galfenol悬臂梁振动能量采集器的输出电压预测模型,根据该模型搭建了振动能量采集器仿真系统,通过实验对所提出模型进行验证,仿真结果与实验数据接近,模型能够对Galfenol悬臂梁振动能量采集器的输出电压进行准确预测。     

列车—轨道—地道桥时变系统振动分析

建立了列车—轨道—地道桥振动分析模型，其中车辆(包括机车)表示成19个自由度的多刚体系统模型，直线轨道离散成30个自由度的空间轨道单元，地道桥划分为46个自由度的空间框架单元；运用弹性系统动力学总势能不变值原理和“对号入座”法则形成空间耦合时变系统的振动方程；根据振动能量随机分析理论，以人工构架蛇行波和轨道竖向不平顺为激振源，对该系统的各种响应进行分析．计算结果与实测结果比较接近，表明所建立的车轨桥模型和采用分析方法用于地道桥车振分析切实可行．     

参数激励双摆的建模与动力学分析

参数激励双摆属两自由度时变系统，是研究多自由度系统以及弹性体梁参激振动的基础。采用拉格朗日方法建立参数激励双摆的控制微分方程，通过多尺度法对其线性化方程进行分析，获得稳定性边界。并应用直接积分法对稳定性边界的正确性进行验证。     

基于PVDF的压电悬臂梁非线性动力学分析

针对传统非线性悬臂梁压电俘能器所采用的PZT压电材料具有一定脆性而导致在大变形过程中容易脆裂的问题,采用了塑性较好的PVDF作为压电能量采集器的压电材料,利用二维非线性欧拉-伯努利梁理论和哈密尔顿变分原理建立系统的非线性动力学方程。采用谐波平衡法给出了谐波响应的解析解,数值分析了激励频率和激励幅值等对系统非线性振动特性的影响。通过电路仿真进一步分析系统在不同的非线性振动状态下的不同电路回收特性。结果表明:大幅周期运动可以极大地提高系统的能量收集频带和能量收集效率,而混沌状态下产生的交流电流无法被稳定地整流并收集。     

车辆-人体系统振动的时域模拟及频谱分析

基于SY6480轻型客车建立了车辆 人体振动系统的12个自由度动力学模型。模型中引入了四轮相关路面激励和人体模型,以能量方程推导出系统的动力学方程,进而对系统的振动过程进行了时域模拟和试验验证。所得的模拟结果比传统的频域模拟结果更精确可靠。对车辆角振动和人体各部位的振动情况谱分析结果表明:车身的角振动能量大约为垂直振动能量的1/4,研究时不能忽略,人体垂直振动的固有频率为2.0～2.5Hz,可为车辆平顺性设计提供参考。     

滚动轴承故障诊断中振动信号的采集

采用振动信号监测法对滚动轴承进行故障诊断的过程包含信号采集、特征提取、状态识别、故障分析和决策干预等五个基本环节,而最首要、最基本的环节就是信号采集.信号采集的准确性、合理性和实时性,直接影响着故障诊断的效果.介绍了滚动轴承故障诊断中振动信号采集的硬件实现.先通过压电式加速度传感器对振动信号进行拾取,然后经过电荷放大器及通过带滤波的A/D转换电路得到微机可以识别的数字信号,从而实现振动信号的采集.