基于屈曲梁的双稳态减速带能量捕获装置发电特性研究

严涵; 吴子英

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基于屈曲梁的双稳态减速带能量捕获装置发电特性研究

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提出了一种双稳态振动能量捕获装置,分析引起屈曲梁双稳态振动的条件,推导出非线性恢复力、平衡点位置及势阱深度与屈曲梁参数的关系式。建立减速带能量捕获装置动力学方程,利用龙格库塔法使用MATLAB对其进行仿真分析,并与传统的线性系统装置进行比较,得出双稳态系统引起了减速带的大幅度振动,可以提高54.88%的发电量。探究结构参数对装置发电特性的影响,结果表明,通过对非线性恢复力和势阱深度两个方面进行研究,发电量会随着屈曲梁长度的增大先增大,随后趋于平稳,随着屈曲梁宽度和高度的增大而持续减小;与此同时,在较小的非线恢复力作用下,减速带的高度和宽度的增大,增大了车轮对减速带的激励和振幅,从而提高能量的捕获;最后,通过对两种飞轮进行比较,发现相比于转动惯量小的飞轮,装有大飞轮的能量捕获装置更笨重,引起轴转速的减小而不利于能量的输出。

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来源
《机械设计》 |2021年第12期|31-39|共9页
作者
严涵; 吴子英;
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作者单位

西安理工大学机械与精密仪器工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机械振动学;
关键词
双稳态; 屈曲梁; 减速带; 能量捕获; 大幅运动;

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