耦合弯曲-剪切载荷L型压电振子的低宽频特性

• 作者: 蒋建东 张玖利 牛瑞征 吴松涛 乔欣
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: Timoshenko梁 L型悬臂梁 低宽频 复合振子
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 162-168
• 页数: 7页
• 分类号: TN712|TN384
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2021.01.019

摘要

针对传统的压电能量采集装置固有频率高、工作频率范围窄及能量转换率低的问题,基于Timoshenko梁理论提出耦合弯曲-剪切载荷的L型压电振子,研究基于L型压电振子的复合压电结构的能量采集特性.根据无线传感器的作业环境特点,研究L型悬臂梁的长度、宽度及延伸段长等因素对压电能量采集频率、输出电压峰值及能量转换效率的影响规律.组合不同尺寸L型压电悬臂梁,研究设计回字形布局的阵列式复合振子.经仿真分析与实验验证结果可知,在0～250 Hz低频环境下,能量采集频率为28～36 Hz、61～68 Hz、92～99 Hz以及103～111 Hz,较等尺寸传统阵列式压电复合振子覆盖频率平均提升了260％.