双稳态电磁式振动能量捕获器超谐波响应研究

来源：计算力学学报杂志2017年第5期北京时间：

作者：吴子英,叶文腾,刘强

单位：西安理工大学 机械与精密仪器工程学院, 西安 710048,西安理工大学 机械与精密仪器工程学院, 西安 710048,西安理工大学 机械与精密仪器工程学院, 西安 710048

摘要：超谐波响应是非线性振动系统在较大激励下表现的特性，在某种条件下双稳态振动能量捕获系统的超谐波响应可使系统产生优越的输出功率。本文将质量-非线性弹簧-阻尼系统与双稳态振动能量捕获器相结合，提出了附加非线性振子的双稳态电磁式振动能量捕获器，建立系统的力学模型及控制方程。采用两项式谐波平衡法，获得了双稳态系统在简谐激励下产生大幅运动的基谐波和超谐波响应的解析解，借助数值仿真分析了质量比和调频比对双稳态振动能量捕获器产生大幅运动的影响规律，获得了双稳态系统的结构参数的最佳配置范围，且当外部激励频率处于低频段时，系统发电主要表现为超谐波发电，随着激励频率的增大，振动发电系统主要呈现基谐波发电。上述研究，为双稳态能量捕获装置的理论研究提供了参考。

关键词：双稳态振动能量捕获器,谐波平衡法,超谐波响应,非线性振子,参数配置,

基金资助：国家自然科学基金（11572243）资助项目.