双稳态板压电俘能器的非线性动力学研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bobogu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着无线和微机电系统(MEMS)技术的最新进展,便携式电子产品和无线传感器的需求迅速增长,对长寿命电源的需求越来越强烈。压电俘能器不仅可以从材料中导出电能对微机电系统供电,还可以高度集成化。因此,压电俘能器在自发电俘能器系统中有广阔的应用前景。  针对双稳态板压电俘能器,本文建立了非线性动力学模型,并对其非线性动力学行为进行了研究。分析了板的尺寸,温度,压电片的铺设方式,外激振的幅值和频率等参数对双稳态板压电俘能器在动力学行为方面的影响。 本课题可以为双稳态板压电俘能器的发电原理提供理论基础,并且可以对双稳态板压电俘能器的研制优化提供理论指导,具有重要的理论和实际意义。本文的基本研究内容和主要成果有以下几个方面:  (1)针对双稳态板压电俘能器,由von Karman的大变形理论同时考虑温度和压电效应的电-热-力耦合作用,应用Hamilton原理,建立了非对称复合材料层合板的双稳态板压电俘能器的非线性动力学方程。然后通过变量代换的方法,对非线性动力学方程进行了解耦,为方程进一步求解提供了便利。  (2)通过Runge-Kuta法对非线性动力学方程进行数值模拟,得到了双稳态板压电俘能器的分叉图,波形图和相图。观察得到的图形,考察了外激振力的振幅和频率对双稳态压电板非线性动力学行为的影响,并发现双稳态板压电俘能器在振动过程中存在分叉,周期,概周期和混沌等复杂的非线性动力学行为,同时考察了双稳态板压电俘能器的非线性动力学行为对输出电压的影响。  (3)改变压电材料层的铺设方式,得到了双稳态板不同铺设方式下离散后的动力学方程,同样考察了其双稳态特性和动力学行为,并研究了双稳态板压电俘能器输出电压的大小。  (4)改变双稳态复合材料层的厚度,得到了双稳态板不同厚度情况下动力学方程。通过数值模拟发现,双稳态板不同厚度条件下,所得到的输出电压有明显不同,充分说明了厚度对双稳态板压电俘能器发电效率的影响。  对双稳态压电板压电俘能器的非线性行为进行分析,得到了不同参数下的非线性动力学行为变化规律。通过本文的研究可以看出:温度效应产生的温度残余应力,压电层的铺设方式和压电效应,板的厚度,加工温度与使用温度的温度差等,都可以使双稳态板压电俘能器的振动特性和输出电压发生改变,而且不同参数对振动特性的影响是不同的。
其他文献
液体静压转台由于采用了液体静压支承技术,具有承载性能好、摩擦阻力小、抗震性能好、使用寿命长、稳定性好等优点,被越来越多地应用到了现代高档数控机床中,并成为其核心部件。液体静压转台内部油腔的承载性能和油膜刚度直接影响到数控机床的加工精度和稳定性,需要进行深入研究。本文采用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry, PIV)和数值模拟(Computer fluid dyn
一直以来,看了不少动物纪录片,感到一些动物的思维、行为,颇值得作为万物之灵的人类思悟或借鉴.
学位
学位
学位
电能是一种便于集中、传输、分散、控制和转换成其他形式的能源,是现代文明社会的重要物质基础。电力系统中的高压输电线路主要是依靠足够的空气间隙保持绝缘的,而变电站的开关设备也大都是气体绝缘设备。气体放电是研究带电粒子在电场中运动规律及应用的学科。气体放电机理的实验研究和理论探讨对认识不同条件和不同电极系统下的气体放电规律,以保证各种电力设备安全可靠运行具有理论价值和实际意义。在研究气体放电现象的过程中
机构投资者对未来市场环境的判断乃投资策略之基础。主要包括宏观经济运行趋势、企业的盈利水平,市场的估值水平等方面。本文收集了15家机构投资者(包括11家券商的研究机构和
学位
学位
那些以强势大宗并购作为惯用手段的外资PE机构,在中国还将面对诸多“有形”或“隐形”的闭门羹。 Those foreign PE institutions that adopt the powerful bulk mergers an