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题名预应力式压电能量采集器的模型和试验分析
被引量：2
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作者
王海
徐罡
杨春来
金标
郑衍畅
史宁
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机构
安徽工程大学机械与汽车工程学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第7期88-96,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(51275001,51375469,11705001)
安徽省自然科学基金项目(1708085ME105,1808085QA12)
安徽省教育促进计划科研总项目(TSK2015B04)。
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文摘
为提高振动能量的采集效率,设计了一种基于预应力梁的压电能量采集器。基于欧拉-伯努利梁理论,建立了基础激励条件下含预应力压电陶瓷悬臂梁的动力学模型,并利用数值仿真的方法对其输出功率、电压等性能进行分析。最后搭建了试验平台对上述预应力能量采集器的样品进试验测试,对其输出电压、输出功率和自由端位移与预应力大小关系进行分析和研究。试验结果显示在相同条件下,5.9 N轴向预拉力作用下的压电能量采集器的开路电压比无预应力条件下提高了11.6 V。对相同容量的电容的充电试验结果表明,含5.9 N轴向预拉力的压电能量采集的平均充电电压比无预应力情况下提高了1.55 V。数值仿真和试验结果均显示含预应力的PEH的能量采集效率得到明显提高。
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关键词
压电能量采集器(peh)
振动能量采集
预应力梁
效率
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Keywords
piezoelectric energy harvester(peh)
vibration energy harvesting
prestressed beam
efficiency
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分类号
TK9
[动力工程及工程热物理]
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题名一种带有镂空图形的高性能微压电能量采集器
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作者
张丽娟
王保志
董璇
张成功
赖丽燕
李以贵
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机构
上海应用技术大学电气与电子工程学院
上海应用技术大学理学院
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出处
《微纳电子技术》
CAS
北大核心
2022年第7期649-656,共8页
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基金
国家自然科学基金青年基金项目(6210032321)
上海市科技兴农重点攻关项目(沪农科创字(2018)第3-3号)。
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文摘
设计了一种高平均应变量的单晶微压电能量采集器(PEH),通过热压键合、薄膜沉积等一系列加工工艺制备了PEH原型,利用振动激励机构和阻抗分析仪测试了其输出性能。实验结果得出,在1g加速度和52 Hz谐振频率的条件下,该PEH的峰值电压和功率密度分别为22.5 V和1.89μW/mm^(3)。通过有限元模拟了三种镂空图形(三角形、矩形和梯形)的力学和电学性能。结果表明,在1g加速度条件下,与未镂空的PEH相比,梯形镂空式PEH的谐振频率降低了24%,峰值电压提升了57%,平均应力增大了136%,实现了较佳的性能提升。
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关键词
压电能量采集器(peh)
悬臂梁
镂空
热压键合
薄膜沉积
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Keywords
piezoelectric energy harvester(peh)
cantilever beam
hollow
thermocompression bonding
thin film deposition
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分类号
TM919
[电气工程—电力电子与电力传动]
TH703
[机械工程—仪器科学与技术]
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