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基于压电堆的梁振动能量收集( Energy harvesting of beam vibration based on piezoelectric stacks )
L Zhang X Xu Q Han Z Qin F Chu piezoelectric stacks energy harvesting transverse vibration conductive coating division
压电电堆具有能量转换效率高、寿命长等优点，具有良好的能量收集性能。然而，通常需要力放大框架来放大施加在压电叠层上的载荷。本文提出了一种基于无力放大框架压电叠层的能量采集器。压电叠层由环形压电片组成，在表面上分成若干导电扇区，并通过螺纹套管和螺母安装在梁上。通过实验和仿真，评价了梁横向振动时能量采集器的输出性能。评估了激励频率、扇区数、预载水平、安装位置和压电片数对输出电压的影响。实验和仿真结果表明，当激励频率达到光束谐振频率时，能量采集器的输出增益最高。将压电片分成两个绝缘的半圆形区域时，在相同加载条件下可获得最佳的输出性能。提高预载电平也有利于实现高输出电压。然而，当预加载达到一定值时，这种影响就不明显了。能量采集器的输出增益随压电片数量的增加而增加。当能量收集器安装在束流中心时，输出电压比安装在束流末端时高。
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