压电式振动能量采集器的响应特性与实验研究

为解决微系统的自供能问题,利用压电材料的压电效应将系统工作环境中的振动能转换成电能是一条有效途径。其中,压电悬臂梁具有结构简单、弹性好、能量传递能力强、易于加工等优点,因而成为压电能量采集器的一种理想选择。但设计过程中,由于结构响应特性与输出电压的未知性,造成了设计周期延长。为解决该问题,建立了压电式振动能量采集器机电耦合模型,并通过数值计算以完成结构输出位移和输出电压的求解。利用有限元软件对结构进行仿真分析,并得到不同几何尺寸对结构响应特性和输出性能的影响。加工了结构尺寸相同的原理样机,通过实验进一步验证数值计算与仿真分析的合理性、正确性和可靠性。最终实现设计过程的快速化、高效化。     

超磁致伸缩致动器结构设计与静态特性实验

对超磁致伸缩致动器的结构如驱动磁场、偏置磁场、预压结构、水冷机构等进行设计,利用致动器加工实物,完成致动器的静态特性实验,获得不同预压力和驱动磁场强度下的致动器输出位移曲线,并得到了最优参数。     

超磁致伸缩材料动态涡流损耗模型及试验分析

超磁致伸缩材料Terfenol-D以其大磁致伸缩系数、快速时间响应及高能量密度的特点较广泛应用于高频动态领域,如超声换能器及振动主动控制结构等。磁性材料在高频磁场驱动条件下会产生涡流损耗,工作频率越高,涡流损耗越大,导致超磁致伸缩器件的输出功率显著降低。通过分析影响涡流损耗大小的关键性因素涡流截止频率与集肤深度,得到有效抑制涡流损耗的方式包括降低材料的电导率以及采用叠堆结构材料。采用经典的基于麦克斯韦方程组的涡流损耗模型,分析高频条件下磁场在整体结构与叠堆结构内部的分布,并通过试验比较两种超磁致伸缩材料结构的涡流损耗对材料阻抗频谱曲线、振动幅度的影响。试验结果显示叠堆结构的超磁致伸缩材料能够大幅度地抑制涡流损耗,其模型与试验结果相吻合。     

谐波减速器测试技术研究现状及展望

谐波减速器作为一种传动比大、传动效率高、传动精度高、传动平稳、噪声低的高性能精密减速传动设备,在工业机器人、航空航天等多个领域中得到越来越广泛的应用。谐波减速器需要进行完整综合测试实验以保证其性能的可靠性。结合国内外学者对谐波减速器测试技术的研究工作和进展,从传动精度、力矩、刚度、寿命和测试系统综合5个方面进行了阐述,并分析了谐波减速器测试技术的发展趋势。     

谐波减速器柔轮疲劳寿命及其力学性能分析

柔轮作为谐波减速器中最薄弱的环节之一,一直是谐波减速器可靠性研究中备受关注的对象.以CSG-32-80型谐波减速器为对象,利用Ansys Workbench对其柔轮进行了瞬态分析,得出了柔轮应力、应变的分布情况;将有限元分析结果导入Ncode Designlife疲劳分析模块,结合柔轮材料的S-N应力—寿命曲线,得出了...     

ANSYS的两自由度宽频压电能量收集装置性能分析

以两自由度宽频压电能量收集装置为研究对象,基于ANSYS对其进行有限元分析,将两自由度压电振子与单自由度压电振子和二元阵列压电振子进行对比.将这三种结构在相同的参数条件下进行模态分析以及谐响应分析,证明两自由度压电悬臂梁能起到拓宽频宽的作用.