机械工程学报

作者：陈伟, 项载毓, 钱泓桦, 莫继良

单位：1. 西南交通大学机械工程学院 成都 610031;2. 西南交通大学轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室 成都 610031

关键词：能量回收,升频转换,超低频振动,摩擦自激振动；

基金：国家自然科学基金（51822508）和四川省科技计划（2020JDTD0012）资助项目。

低频振动在环境中广泛存在，针对目前低频振动能量收集效率低的问题，提出将外界低频振动转化成摩擦系统的自激振动，实现低频振动到高频振动的升频转换，以达到提高低频能量收集效率的目的。为此，首先建立了集总参数模型，从理论上阐明低频振动能量收集方法的可行性，并分析模拟了该模型压电电压与功率的输出特性；其次分别设计了往复摩擦自激振动能量收集试验和压电悬臂梁碰撞能量收集试验，对比分析将低频振动转化为摩擦振动能否提高压电输出功率。试验与仿真结果表明，利用摩擦自激振动能够显著提升振动频率。摩擦自激振动电压幅值随着激励频率的增大而增大，与碰撞电压相比，其电压幅值较低，但是频率得到了大幅提升。由于频率的提升，压电振子的能量输出大幅提升，使得超低频振动能量收集性能明显提高。

来源：2021年第15期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2021年第15期