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一种双稳态压电能量俘获动力学系统的理论与仿真分析

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本文针对弹性支撑下具有双稳态的压电悬臂梁能量俘获系统的动力学行为进行研究.首先基于能引发双稳态现象的磁力模型,利用牛顿第二定律以及基尔霍夫第一定律建立了基础作简谐运动时系统的数学模型.其次根据无量纲化后的控制方程,分别利用罗斯-霍尔维茨判据和多尺度法分析了平衡点的静态分岔以及输出电压随系统参数和激励参数的变化规律.此外还利用龙格库塔方法得到的数值结果对近似解析分析进行了验证.结果表明系统的幅频特性呈明显的硬特性,但压电悬臂梁的振幅随质量比及刚度比的变化却呈软特性,即在某些参数范围内,系统的简谐周期响应发生分岔并导致复杂的周期运动或概周期运动,甚至混沌运动.系统的运动既可以发生在零平衡点附近,也可以发生在非零平衡点附近,甚至是在不同的平衡点之间作大幅跃迁.数值分析的结果与利用多尺度法得到的近似结果吻合较好.

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来源
《第17届全国非线性振动暨第14届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议》|2018年|138-149|共12页
会议地点北京
作者
Wang kang; 王康; Li Xin-Ye; 李欣业; Zhang Li-Juan; 张利娟; Zhang Hua-Biao; 张华彪;
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作者单位

教育部华中师范大学;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类基本原理、计算;
关键词
能量俘获系统; 压电悬臂梁; 弹性支撑; 动力学行为; 多尺度法;

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