《壓電振動能量收集》是2023年國防工業出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：壓電振動能量收集
- 出版時間：2023年1月1日
- 出版社：國防工業出版社
- ISBN：9787118125870
內容簡介,作者簡介,目錄,
內容簡介
本書針對眾多能量收集方法中最為關鍵的一種即振動能量收集，面向迅猛發展的自主式無線套用對能源自供給的實際需求，詳細闡述了利用壓電換能技術實現振動能量收集的技術現狀和近期新進展。本書建立在以往的壓電能量收集技術基礎上，內容重點是壓電振動能量收集梁（PVEH梁）理論和實驗問題，對PVEH梁和組合梁的振動能量收集行為做了透徹理論與實驗分析，尤為重要的是，本書還著重闡述了PVEH梁的雙重功能問題，不僅可以從主結構中提取振動能量並將其轉換為所需的電能，而且能夠實現對主結構振動的抑制，並給出了套用實例分析。
作者簡介
舒海生，男，漢族，1976年出生，工學博士，博士後，中共黨員，現任池州職業技術學院機電與汽車系教授，主要從事振動分析與噪聲控制、聲子晶體與超材料、機械裝備系統設計等方面的教學與科研工作，近年來發表科研論文30餘篇，主持國家自然科學基金、黑龍江省自然科學基金等多個項目，並參研多項***和省部級項目，出版譯著6部。
目錄
1 引言………………………………………………………………………………………………1 1．1 PVEH背景介紹…………………………………………………………………．．．…………1 1．2 本書的研究目標和研究對象…………………………………………．……………………3 1．3 本書的主要貢獻………………………………………………………………．……………5 1．4 全書的總體構架………………………………………………………………．……………6 參考文獻…………………………………………………………………………………………7 2 振動能量收集回顧………………………………………………………………………………9 2．1 能量收集的背景介紹……………………………………………………………………．…9 2．2 從振動中進行能量收集………………………………………………………………．．．…11 2．3 壓電振動能量收集（PVEH）……………………………………………………………12 2．3．1 建模技術的改進……………………………………………………．．………………13 2．3．2 壓電能量收集器幾何構型的研究進展………………………．．……………………15 2．3．3 PVEH在振動控制中的套用…………………………………………．……………21 2．3．4 PVEH在納米發電機中的套用………………………………………………………26 2．4 本章小結……………………………………………………………………………．．．……26 參考文獻………………………………………………………………．．．………．．．……………27 3 分散式參數建模和實驗驗證…………………………………………………．………………31 3．1 背景介紹…………………………………………………………………………．．………31 3．2 雙晶片的分散式參數建模…………………………………………………………．．……32 3．2．1 考慮電耦合效應的力學模型…………………………………………………．……33 3．2．2 帶有反向機械阻尼的電路方程…………………………………………………．…36 3．2．3 FRF的推導…………………………………………………………………．．………38 3．2．4 單模式FRF的簡化表達……………………………………………………………39
3．2．5 非簡諧基礎激勵下的套用…………………………………………………．………40 3．3 模型的實驗驗證…………………………………………………………………．．………40 3．3．1 機械阻尼的估計…………………………………………………………………．…42 3．3．2 實驗和理論分析得到的FRF的對比………………………………………………46 3．4 本章小結……………………………………………………………………………．．……57 參考文獻………………………………………………………………………………．………57 4 基於動態剛度方法（DSM）的能量收集梁建模………………………………．……………59 4．1 背景介紹………………………………………………………………．．．…………………59 4．2 建模研究……………………………………………………………………．．．……………60 4．2．1 一般方程……………………………………………………………………………61 4．2．2 動態剛度方法（DSM）……………………………………………………………63 4．2．3 解析模態分析方法（AMAM）……………………………………………………66 4．3 懸臂雙晶片的理論分析…………………………………………………………．．．………69 4．3．1 DSM與AMAM的對比驗證………………………………．………………………70 4．3．2 電阻抗的影響………………………………………………………………………71 4．3．3 機械阻尼的影響……………………………………………………………………75 4．3．4 雙功能性---能量收集梁吸振器………………………………．．．…………………76 4．3．5 阻尼相關假設的影響………………………………………………………………79 4．4 DSM的拓展……………………………………………………………………．．…………80 4．4．1 梁段的一維組裝…………………………………………………………………80 4．4．2 其他情形…………………………………………………………………………84 4．5 本章小結…………………………………………………………………………………84 參考文獻………………………………………………………………………………………85 5 “機電”梁式調諧質量阻尼器的理論分析…………………………．．…………………………87 5．1 背景介紹…………………………………………………………………．………………87 5．1．1 本章內容的主要特色…………………………………………………．．…………90 5．2 理論分析……………………………………………………………………．……………91 5．2．1 基準模型及其驗證………………………………………………．．………………92 5．2．2 基於AMAM對TMD的機電耦合導納進行推導…………………．……………99 5．2．3 基於DSM對TMD的機電耦合導納進行推導…………………………………106 5．3 仿真分析---帶有能量收集TVA的主結構的FRF………………………………………108 5．3．1 雙電路---R-L-C並聯下的耦合FRF…………………………………．．．…………110 5．3．2 雙電路---C與串聯R-L並聯下的耦合FRF………………………………………114 5．3．3 單電路---耦合FRF………………………………………………………．．………118 5．4 本章小結………………………………………………………………………．…………120 參考文獻………………………………………………………………………………………121 6 能量收集梁調諧質量阻尼器的實驗研究………………………………………………．．．…123 6．1 實驗設定………………………………………………………………………………．…123 6．1．1 主結構模態參數的實驗確定…………………………………………．．…………124 6．1．2 雙晶TMD的設計…………………………………………………………………125 6．1．3 R-L-C電路的設計與研究…………………………………………………………127 6．2 實驗驗證………………………………………………………………………………．…128 6．2．1 FRF---單電路構型，R-L-C並聯…………………………………………．………130 6．2．2 FRF---單電路構型，C與串聯的R-L並聯………………………………………133 6．2．3 FRF---雙電路構型，並聯R-L-C…………………………………………．………135 6．2．4 FRF---雙電路構型，C與串聯的R-L並聯………………………．．………………137 6．2．5 很優實驗結果小結………………………………………………．．………………138 6．3 本章小結……………………………………………………………．……………………139 參考文獻………………………………………………………………………………………140 7 雙功能EHTVA套用實例---電子箱的振動抑制……………………………………………141 7．1 所提出的EHTVA理論的套用……………………………………………．……………141 7．2 分析方法………………………………………………………………………………．…141 7．3 結果與分析……………………………………………………………………………．…143 7．4 本章小結…………………………………………………………………………．………144 參考文獻………………………………………………………………………………………145 8 工作總結與未來的研究方向…………………………………………………………………147 8．1 工作總結………………………………………………………………………………．…147 8．2 未來的研究方向…………………………………………………………………．………149 參考文獻………………………………………………………………………………………150 附錄A Matlab程式代碼…………………………………………………………………………151 附錄B…………………………………………………………………………．…………………167 附錄C…………………………………………………………………………………．…………169 索引 ．．………………………………………．……………………………………………………171
