具有双稳态和内共振特性的L形压电俘能器动力响应研究

谢旋; 冯劲松; 梅航宇; 汪旭; 叶永

doi:10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2026.03.013

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具有双稳态和内共振特性的L形压电俘能器动力响应研究

更新时间：2026-05-27

- 具有双稳态和内共振特性的L形压电俘能器动力响应研究
- Vol. 48, Issue 3, Pages: 104-112(2026)
- 作者机构：
  
  1. 三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室
  2. 三峡大学水利与环境学院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2026.03.013
  CLC： TM619
- Published：2026
- 稿件说明：
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谢旋, 冯劲松, 梅航宇, et al. 具有双稳态和内共振特性的L形压电俘能器动力响应研究[J]. 2026, 48(3): 104-112.
DOI：

谢旋, 冯劲松, 梅航宇, et al. 具有双稳态和内共振特性的L形压电俘能器动力响应研究[J]. 2026, 48(3): 104-112. DOI： 10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2026.03.013.

摘要

利用Hamilton原理和磁偶极子模型建立了L形压电俘能器的非线性动力学方程.通过增量谐波平衡法求得近似解析解，根据Flouqet理论进行了稳定性分析，并用Runge-Kutta数值解进行了验证.从频域和时域两方面，研究了磁铁间距、激励频率、激励加速度和负载电阻等参数对压电俘能器动力特性和输出电压及功率的影响.在幅频响应曲线中观察到双峰和软化-硬化混合特征.内共振发生时，频谱图出现明显的二倍频分量；内共振强烈时，周期响应失稳，准周期或混沌响应出现.内共振和阱间运动需要一定的激励水平才能激发，后者对能量要求更高.在特定激励条件下，阱间运动和内共振可以同时发生.当激励频率和幅值确定时，俘能系统存在最优负载电阻.电阻变化会导致阱内和阱间运动状态的切换.结果表明结合双稳态和内共振特性，俘能器的工作带宽和输出功率可以得到提高.

Abstract

关键词

Keywords

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Ngan Tran,Mergen H. Ghayesh,Maziar Arjomandi.Ambient vibration energy harvesters: A review on nonlinear techniques for performance enhancement[J].International Journal of Engineering Science,2018.

R L Harne,K W Wang.A review of the recent research on vibration energy harvesting via bistable systems[J].Smart Materials and Structures,2013.

Wei Yang,Shahrzad Towfighian.A hybrid nonlinear vibration energy harvester[J].Mechanical Systems and Signal Processing,2017.

Wei Yang,Shahrzad Towfighian.Internal resonance and low frequency vibration energy harvesting[J].Smart Materials and Structures,2017.

Guo Kangkang,Cao Shuqian,Wang Shiyu.Numerical and Experimental Studies on Nonlinear Dynamics and Performance of a Bistable Piezoelectric Cantilever Generator[J].Shock and Vibration,2015.

蓝春波,秦卫阳.带碰撞双稳态压电俘能系统的俘能特性研究[J].物理学报,2015(21).

肖龙江,黄建亮.小初始挠度两端固支屈曲梁的非线性动力学分析[J].振动与冲击,2020(06).

芮小博,李一博,曾周末.压电悬臂梁振动能量收集器研究进展[J].振动与冲击,2020(17).

YAO MingHui,MA Li,ZHANG Wei.Study on power generations and dynamic responses of the bistable straight beam and the bistable L-shaped beam[J].Science China(Technological Sciences),2018(09).

杨涛,周生喜,曹庆杰,张文明,陈立群.非线性振动能量俘获技术的若干进展[J].力学学报,2021(11).

张伟,刘爽,毛佳佳,黎绍佳,曹东兴.磁耦合式双稳态宽频压电俘能器的设计和俘能特性[J].力学学报,2022(04).

楼京俊,李爽,柴凯,卢锦芳.非线性能量阱振动抑制效果理论分析与试验研究[J].工程力学,2022(06).

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