多方向折弯式压电振动俘能器的响应特性研究

来源：振动与冲击杂志2025年第15期北京时间：

作者：李曾，谢坤xiekun79，董万静，王铂辉

单位：华中农业大学工学院， 武汉430070

摘要：环境中的振动激励具有随机性与多样性，针对传统俘能器俘能方向单一、俘能效率较低的问题，提出了一种引入非线性<span>磁斥力</span>的多方向折弯式压电振动俘能器（以下简称压电振动浮能器），能够实现多方向收集机械振动能，提高俘能效率。利用COMSOL Multiphysics仿真软件构建了压电振动俘能器的有限元模型，完成了该模型的模态分析、谐响应分析和电学响应分析。同时通过试验深入探究压电片粘贴位置、外接电阻、磁斥力、激振加速度和磁距等关键因素对压电振动俘能器输出响应特性的影响。结果表明：<span>磁斥力</span>的引入有效拓宽了俘能频带并提高了输出功率；当激振加速度为1.0g、磁距为20 mm时，压电振动浮能器的输出功率达到0.8 mW。此外，压电片粘贴位置和外接电阻等参数对俘能性能有显著影响。<br>

关键词：振动俘能； 压电； 多方向折弯式； 磁斥力； 模态分析