柱棒式超磁致伸缩振动能量收集装置建模与实验

论文摘要

针对目前超磁致伸缩式振动能量收集在理论研究上的不足,根据超磁致伸缩材料的材料特性,设计了一种柱棒式超磁致伸缩能量收集装置(GMEHD),并对其工作原理进行了阐述。结合GMEHD的结构特点,建立了装置的输入输出模型,推导了输出电压计算公式,对系统在正弦激励下的响应进行了求解;根据线圈结构,通过电路分析,对线圈匝数进行了优化。利用仿真软件COMSOL Multiphysics,建立了GMEHD有限元模型,得到其仿真结果。在上述基础上制作了GMEHD样机,搭建了实验测试系统,得到了不同频率正弦力作用下GMEHD输出电动势曲线,并与模型计算值和仿真结果进行了对比。结果表明:在1、10、50 Hz单位正弦激励下,GMEHD输出电动势幅值分别为2、15、75 m V,相位超前于输入力π/2。实验与模型计算和仿真分析结果基本吻合,验证了模型的准确性,为GMEHD优化设计提供了参考依据。

论文目录

• 0 引言
• 1 基本结构与原理
•   1.1 基本结构
•   1.2 工作原理
• 2 系统建模
•   2.1 动力学模型
•   2.2 磁场模型
•   2.3 电动势模型
•   2.4 模型求解
•   2.5 线圈优化
•     2.5.1 线圈结构
•     2.5.2 电路分析
•     2.5.3 线圈匝数
• 3 仿真
•   3.1 有限元模型
•   3.2 模型参数设置
•   3.3 仿真结果
• 4 实验
•   4.1 实验系统
•   4.2 实验测量
•   4.3 对比分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 何忠波,柏果,郑佳伟,周景涛,刘国平

关键词: 超磁致伸缩,振动能量收集,线圈优化,有限元分析,实验

来源: 农业机械学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 陆军工程大学车辆与电气工程系,32184部队

基金: 国家自然科学基金项目(51275525)

分类号: TB381

页码: 400-409

总页数: 10

文件大小: 622K

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