压电馈能式减振器结构设计及压电振子实验研究

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1、硕士学位论文MASTER'SDISSERTATION论文题目压电馈能式减振器结构设计及压电振子实验研究作者姓名王亚峰学科专业车辆工程指导教师甄龙信教授2015年5月中图分类号：U463.33学校代码：10216UDC：629密级：公开工学硕士学位论文压电馈能式减振器结构设计及压电振子实验研究硕士研究生：王亚峰导师：甄龙信教授申请学位：工学硕士学科专业：车辆工程所在单位：车辆与能源学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinVehicleEngineeringTHESTRUCTURALDESIGNOFPIEZOELECTRICENERGY-

2、REGENERATIVESHOCKABSORBERANDRESEARCHONEXPERIMENTOFPIEZOELECTRICVIBRATORbyWangYafengSupervisor:ProfessorZhenLongxinYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《压电馈能式减振器结构设计及压电振子实验研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以

3、明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《压电馈能式减振器结构设计及压电振子实验研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√

4、”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要随着人们生活水平的提高，汽车已经成为普通代步工具，人们更加倾向于车辆的乘坐舒适度与环保性。本课题提出一种新型的压电馈能式减振器结构，该结构由传动机构和压电机构组成，利用压电梁正压电效应将汽车振动能量回收利用。本文主要结合压电学、力学及机械振动学等理论，建立压电振子的振动和发电模型，并对压电振子的固有频率与发电能力进行分析，同时搭建实验台架进行实验研究。主要研究内容如下：利用压电学知识及连续系统的振动理论，构建压电梁有阻尼受迫振动稳态响应函数及电学模型并对其进行数值分析，结合有限元软件ANSYS对压电梁进行静态发电特性分

5、析、模态分析及瞬态发电特性分析，为压电梁尺寸参数优化设计提供了理论依据。建立压电机构实验台架，利用实验台架对不同结构尺寸的压电梁进行输出电压特性分析，验证理论及仿真分析的正确性，同时结合能量储存电路对压电梁在不同负载情况下输出功率进行分析，研究压电梁内阻最佳负载匹配值，以获得较大的发电能量。根据压电梁结构尺寸确定减振器模型初步参数，对传动机构与压电机构进行结构设计，建立压电机构等效阻尼与刚度模型，分析压电机构刚度对悬架刚度的影响以及压电机构能否满足减振器所需阻尼，对压电机构进行ADAMS动力学仿真，研究压电梁应变能变化规律。关键词：馈能式减振器；压电梁；传动机构；压电机构；

6、实验台架-I-AbstractAlongwiththeimproveofpeople’slivingstandards,thecarhasbecomeacommonmeansoftransport,peoplearemoreinclinedtovehicle’sridecomfortandenvironmentalprotection.Anewtypeofpiezoelectricenergy-regenerativeshockabsorberstructureisputforwardinthisissue,thissystemcomposedbytransmissionm

7、echanismandpiezoelectricmechanism.Itcanregeneratethevehiclevibrationenergyusingthepiezoelectriceffectofpiezoelectricbeams.Throughpiezoelectricandmultidisciplinarypartnerships,thevibrationandpowergenerationmodelofpiezoelectricvibratorwasestablished,thenanalyzen