振动能量

摘要： 为分析某隧道开挖爆破对邻近民房的振动干扰,对周围民房进行振动监测,获取爆破振动能量对土坯民房结构稳定性的影响特点,并采用HHT方法对振动信号进行处理。结果表明,PPV未出现明显高程放大效应,利用萨道夫斯基公式可对其衰减规律进行描述;各测点PPV介于0.01~0.09 cm/s,主频率分布在10~40 Hz,符合爆破振动安全标准;爆破振动对于4#土坯民房的影响已超过安全允许标准,并造成累积性振动损伤。后期需采取措施提升爆破振动频率,与民房自振频率错开,起到保护民房的目的。

摘要： 环境能量俘获中压电振动能量采集的接口电路设计已成为近几年研究的热点之一。串联同步开关电感(Series Synchronous Switch Harvesting on Inductor,S-SSHI)接口电路是一种常用的能量采集接口电路。只有当负载阻抗与压电元件(Piezoelectric Energy,PZT)输出阻抗匹配时,才能获得最大能量转换效率。针对以上问题,提出了一种无分时开路电压法的最大功率跟踪(Fractional Normal-Operation Voltage Maximum Power Point Tracking,FNOV-MPPT)控制电路用于S-SSHI接口电路的最大功率跟踪,与传统的分时开路电压法相比,无需断开PZT与负载端的连接,在S-SSHI接口电路正常工作期间进行最大功率跟踪,其效率最高可达97%。采用的极值检测电路只用四个三极管和一个检测电容,降低了电路功耗。同时本文所提出的电路具有很好的扩展性,可以通过一个FNOV-MPPT控制电路的方式进行多PZT能量同时采集。

摘要： 汽车通过减速带的平顺性是驾驶性能的重要内容,其评价包括冲击强度和残余抖动,其中残余抖动评价指标的稳定性还有待进一步提升。文中通过对冲击振动能量随时间变化规律的分析,研究阻尼比和振动能量衰减时间的关系,提出基于能量衰减的残余抖动评价指标并进行仿真分析。实车试验结果表明,相比于现有方法,振动能量衰减法测量结果的稳定性更好。

摘要： 针对现有的轨道振动俘能器效率低的问题,设计了一种钢轨吸振器和多模态压电电磁复合式俘能器结合的复合吸振器,在有效减轻轮轨系统振动的前提下回收振动能量,为低能耗轨旁设备供电。建立了车轮钢轨复合吸振器系统的摩擦耦合振动模型,与现场实测数据进行对比验证了模型的正确性。在此基础上,分析了多模态复合式俘能模块对轮轨系统振动特性的影响。使用顺序耦合与参数化分析方法,研究了其发电性能。分析结果表明,复合吸振器能有效降低轮轨系统的振动强度,集成的多模态压电电磁复合式俘能模块能有效拓宽0~600 Hz范围内振动能量的俘能频带,提高俘能效率,最大输出功率达8.78 mW。通过调节俘能模块的结构参数,提高悬臂梁的应变能,能进一步提高俘能效率。

摘要： 循环平稳分析是滚动轴承故障特征提取的重要方法之一,但在用于滚动轴承故障特征提取时,存在因干扰成分较强而不能有效提取轴承故障特征的问题。为能在干扰环境中有效提取滚动轴承故障信息,基于循环谱分析提出一种鲁棒性滚动轴承故障特征提取方法。首先通过离散随机分离(discrete random separation,DRS)分析分离信号中的周期分量,提取其随机分量;随后用Teager能量算子(Teager energy operator,TEO)提取随机分量的振动能量序列;再对该序列进行快速谱相关(fast spectral correlation,Fast-SC)分析,采用基于能量熵的能量差异系数评价各循环频率(阶次)切片的能量强度;最终经熵加权降低无关干扰成分影响以有效提取故障特征。通过传统的快速谱峭度、快速谱相关和基于总变差去噪的快速谱相关分析方法与该方法对美国智能维护系统中心的滚动轴承振动数据以及实测齿轮箱复合故障试验信号进行对比分析,验证了该方法在滚动轴承故障诊断应用中的优势。

摘要： 通过对扣件进行定频变温试验,结合温频等效原理与高阶分数导数FVMP模型建立扣件的温频变动态力学模型,并在车-轨-桥耦合系统中采用新建模型模拟扣件,基于功率流法系统地分析与评价扣件温频变动态力学性能对车轨桥耦合系统振动能量分布与传递的影响。结果表明:考虑扣件动参数频变会使中高频段内的轨道结构振动能量增大,对低频段的轨道结构振动能量影响较小,且对钢轨传递给轨道板的振动能量影响较大,但对桥梁的振动能量传递影响较小;温度的降低会导致轨道结构的振动能量增大,且会增大61 Hz后中高频段内钢轨传递给轨道板的振动能量,但对桥梁的振动能量传递影响较小;扣件温频变对轨道结构振动能量的分布有较大影响,但对于轨下结构的能量传递影响较小。因此,在轨道桥梁耦合求解振动能量时必须要考虑扣件温频变特性,否则将难以精准预测轨道结构振动能量分布特性。

摘要： 电动汽车的能量回收在电动汽车出现后不久就被人们所重视,随着各种技术的发展,电动汽车能量回收技术也变得越来越成熟。本文主要研究了电动汽车振动能量回收方式。将部分已经进行的研究进行了归纳,分析了各种回收方式的优劣以及目前面临的问题和解决的建议,并对于电动汽车能量回收的未来发展进行展望。

摘要： 高速永磁同步电机运行过程中产生的电磁振动对电机寿命和性能有重要影响,为减小电磁振动情况,本文对电机定、转子结构进行了优化研究。文中首先基于样机参数建立了考虑硅钢片磁致伸缩效应的数值模型,并对其进行多物理场耦合振动分析。其次,气隙磁场的变化直接影响电机的电磁振动情况,通过分析确定了四种优化变量,并采用田口法正交试验对四种优化变量进行排布,以电机定子铁心振动的动能和弹性应变能为优化目标,对其进行优化设计。最后,通过对比优化前后高速永磁同步电机的定子铁心振动位移变形、振动加速度和振动能量情况,结果表明优化后的电机在保证电磁转矩的基础上,电磁振动情况得到有效改善。

摘要： 文中基于磁性液体的磁特性和流动性,提出了一种利用磁性液体的晃动将机械运动直接转化为电能的振动能量收集器。理论推导了磁场作用下能量收集器输出感应电动势的数学表达式,借助有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立了磁性液体振动能量收集器磁场分布和流体运动的仿真模型,设计了振动结构在正弦激励下的能量收集测试实验,探究了外部激振频率、磁性液体种类和外磁场强度等因素对电阻两端输出电压的影响规律。实验结果表明:磁性液体振动能量收集器可以在低频激励水平作用下有效地收集能量,且具有较宽的工作频带。

摘要： 振动能量收集技术能够将环境中广泛存在的低频振动能转化为电能,促进无线传感网络技术发展与应用。文中介绍了低频振动能量收集技术的国内外研究现状,详细介绍了磁力调节法、结构拓展法与非共振法等的低频振动能量收集方法的实现途径,并归纳了用于提升能量收集效率的频带拓宽法。分析了低频振动能量收集器存在的问题,并对低频振动能量收集器的发展趋势进行了展望。

摘要： 针对TBM掘进过程中主机剧烈振动问题和施工环境特点,本文提出一种基于液压系统的振动能量吸收转换装置.文中介绍了该转换装置的系统结构组成与工作原理,在此基础上,采用AMESim软件建立该系统的仿真模型.基于仿真模型研究了工况参数和元件参数对振动能量液压转换装置性能的影响规律.分析表明,本文提出振动能量油液转换器能实现相应功能.同时,在该结构条件下,液压马达转速随着活塞频率的先增加后减小;马达转速随活塞幅值增加而增加但小幅值影响不明显;马达转速上升时间随蓄能器容积增加而增加;单向阀弹簧刚度需进行合理设计,否则转换器不能正常工作.

摘要： 掌握地铁浅埋隧道爆破振动特点对保障地铁施工安全及保护周围建构筑物具有重大意义.论文以新疆乌鲁木齐市地铁1号线东线隧道中营工-小西沟区间段为工程背景,对地铁隧道掘进爆破时地表产生的振动效应进行了多次监测,得出地表掌子面前后存在"空洞效应"现象,随着距离掌子面越来越大,空洞效应现象逐渐减弱;对爆破振动信号进行HHT变换分析,得出爆破产生的振动能量主要分布在时间段0～1.2s和0～60Hz的低频段.通过对掏槽孔进行分段爆破,显著降低了掏槽孔爆破产生的地表振动效应,不仅保障了施工安全,同时有效控制了隧道爆破施工对周围建构筑物的影响.

摘要： 旋转超声加工在国际上被公认为是硬脆性材料加工领域的重要加工工艺之一，而超声能量的大小将会直接影响到加工的效果。本文建立了换能器振动能量的输出和相应驱动电流的模型，对于不同参数的换能器，在相同的驱动电流下，会得到不同的振动能量。而无法固定的振动能量将直接影响到加工的效果。因此本文针对该问题提出了使用Elman神经网络预测的方式，根据换能器的不同参数，通过神经网络的预测模型得到相同振动能量下所需要的不同驱动电流。

摘要： 传统的振动能量收集器通常被设计成线性振动结构(线性振动结构设计比较容易实现),其工作频率被固定在一个特别激发的共振频率点上.当外部振动频率偏离器件的共振频率时,器件的能量收集效率就会急剧下降.振动能量收集如何与实际多源振动环境(宽频谱能量特征和非线性振动的特性)频率相适应以提高能量的收集转化效率是该技术目前面临的最大问题.本项目旨在研究低频振动环境中振动能量的高效采集原理及电路设计,为环境能量采集器件的实用化提供理论依据和技术支持.

摘要： 如何分配高层设备间中泵类设备的振动能量,使其对楼上和楼下的影响控制在合理的范围内,一直是泵类设备隔振问题的难点.本文从管道隔振入手,通过建立管道隔振系统理论模型并对其功率流传递特性进行分析,提出了通过改变隔振系统的振动传递路径来控制振动能量传递的方法.在保证楼上住户正常生活的前提下,将原有的管道支撑式隔振改为吊装式隔振,将一部分振动能量传导到屋顶，从而减少了对楼下住户的影响。通过实际测量结果证明了该方法的可行性,为泵类设备隔振提出了新的解决思路。

摘要： 在爆破漏斗试验的基础上，制定了某矿山的深孔爆破方案，在现场进行了深孔爆破试验并实施了振动监测。采用小波分析方法对深孔爆破振动信号频带能量分布进行了分析，发现Ⅳ号测点的频带能量分布与其它4个测点明显不同，从而判定Ⅳ号测点数据失真。利用剩下的4个测点的数据，编制程序计算得到各测点x、y和Z三向的能量和总能量，回归得到总能量的衰减公式。研究结果表明：在距爆点0～75m范围内，爆破振动能量随距离增大而迅速降低；在距爆点75—250m，爆破振动能量维持在一个较低水平且衰减速度非常缓慢；超过250m以后，爆破振动能量几乎为零。

摘要： 对一类在航天领域应用的典型装置,通过不同量级的平谱和窄带谱控制的振动、噪声试验,发现结构振动随控制谱线性变化而改变.然而组合不同振动和噪声控制谱,通过多次声振试验发现:典型装置在声振环境中的振动能量与单一环境下的振动能量间的关系与测点位置有关系,结构顶部的振动能量比振动和噪声试验的振动能量之和小;而典型装置的侧面振动能量都近似是单一环境下的振动能量之和.综合多次振动、噪声及声振试验的结果及传递路径分析,总结得到台面振动和外噪声的耦合效应致使顶部振动能量减小,为类似结构的环境试验制定及响应分析提供一定的参考.

摘要： 本文基于泸定水电站厂房,研究提出了水电站厂房非定常湍流、机组及混凝土结构相互作用的流固耦合振动分析方法,对流体压力脉动的振动能量传递路径进行了仿真模拟,建立了厂房全流道湍流-整体结构流固耦合振动分析的全耦合仿真模型.通过流体和固体交错迭代考虑流体和固体间的耦合作用,进行时程振动计算分析.厂房流道湍流结果分析表明：流道中不同位置流体压力相位差的存在，证明本文处理流道中的非定常湍流方法的合理性；水轮机叶片与导叶间静动干扰所引起的流体脉动压力对厂房整体结构振动影响较为明显。厂房整体结构振动结果表明：尾水管直锥段入口和座环安放处混凝土等部位的振动响应相对较为剧烈，研究成果揭示了水电站厂房整体结构的振动规律。泸定水电站厂房的振动位移、振动速度、振动加速度极值及振动应力均在规范容许范围内。

摘要： 充液圆柱壳系统振动能量的研究对于这类系统的减振降噪工作有重要的意义。徐慕冰、张小铭对充液圆柱壳系统功率流特性进行了一定的探讨。本文采用结构声强法对充液圆柱壳结构声强进行计算，通过形成结构声强矢量图，对耦合系统的能量分布与传输进行可视化研究。

摘要： 车辆电悬挂是继油气悬挂、磁流变悬挂后又一个热点研究方向.相较于油气悬挂的密封等问题,以及磁流变液的制备及特性限制,电悬挂具有电气化的节能、便利等优点,可实现主被动变换、能量回馈,显示出其较好的发展前景.但是电悬挂的功率、力矩密度、可靠性寿命等问题也是阻碍其实现工程化的瓶颈,本文在经过原理研究、样机试制等研究工作后,重新对电悬挂的一些基本问题进行梳理和探讨.介绍了车辆悬挂及电悬挂的基本原理及特点，分析了电悬挂关键技术，根据电悬挂的组成，电悬挂的关键问题包括电机结构形式及力矩体积密度、频率响应，增减速机往复运动的疲劳寿命及力矩体积密度，能量回收及利用、控制策略等。电悬挂综合了电子、电气、传动、车辆和控制等诸多学科，因此，逐一解决关键问题才能完全实现可工程化的电悬挂，包括增减速机功率密度，往复载荷下的疲劳寿命，电机的力矩密度、能量回收质量和体积功率密度等。同时，传动、电机及相关材料的迅速发展，为电悬挂成为车辆悬挂技术一个重要新型产品提供必要基础。

摘要： 本发明实施例提供一种振动能量收集装置、终端设备及振动能量收集方法，该装置包括：加速度传感器以及至少一个能量转换单元；能量转换单元包括：压电悬臂梁、步进电机和控制器；其中，压电悬臂梁包括基板，基板的夹持端与步进电机的转轴末端相啮合；步进电机连接至控制器；控制器用于根据预设的压电悬臂梁谐振频率与压电悬臂梁长度的对应关系以及加速度传感器上报的振动信息，确定步进电机的转轴末端与夹持端之间的目标啮合位置，并将目标啮合位置发送给步进电机；步进电机，用于根据目标啮合位置调节步进电机的转轴的旋转角度，以使压电悬臂梁与当前所处振动环境谐振；可使压电悬臂梁快速与当前所处振动环境谐振，产生最多的电能。

摘要： 一种用于制作振动能量采集器的弹性梁，其创新在于：所述弹性梁为筒状螺旋结构体；所述筒状螺旋结构体为直筒或锥筒；所述筒状螺旋结构体展平后为平面带状结构；所述弹性梁采用弹性材料制作。本发明的有益技术效果是：提出了一种新结构的弹性梁，相比于现有的弹性结构，这种弹性梁对振动方向和振动频率点的适应性更广，由此获得的振动能量采集器具备更好的能量采集效率。

摘要： 本发明公开了一种振动能量换能装置和振动能量收集电路。该振动能量换能装置包括装置外壳、设置于装置外壳两端的密封盖，设置于密封盖上的电极、设置于装置外壳内的敏感丝、采集线圈、振动弹簧和磁钢，振动弹簧的一端与电极相接触，另一端分别与采集线圈和敏感丝相连，磁钢同极相对分别固定设置于密封盖的内侧。该振动能量收集电路为连接有阻性负载的全桥整流电路，电路中连接电压的正极端和负极端分别与振动能量换能装置两端的电极相连。本发明通过对磁路的设计将敏感丝安装在很小的空间内，在弹簧小幅度震动下，依然保证装置收集到能量，本发明在中低频的振动场合下，具有非常理想的转化效率。

摘要： 在振动能量检测装置中，具有：振动发电装置，其设置在检查对象物中，对在该检查对象物中产生的振动能量进行电力变换；蓄电部，其蓄积来自振动发电装置的发电电力；电压监视部，其监视蓄电部的蓄电压；放电控制部，其在蓄电部的蓄电压超过了规定蓄电压时，放出该蓄电部的蓄电能量；以及振动能量计算部，其根据通过放电控制部的放电而连续地或者断续地形成的蓄电部的蓄电状态的形成次数，计算在该检查对象物中产生的振动能量。由此，可以提供能够利用振动发电装置来准确地检测在检查对象物中产生的振动能量的振动能量检测装置或者系统。

摘要： 一种用于将机械振动能量转换成电能的振动能量采集器，该振动能量采集器包括当受到机械振动时产生电能的装置和与所述装置电连接以用于在振动能量采集器的电输出处提供基本恒定的输出电流的电流控制电路。

摘要： 本发明公开了一种适于从低频振动中收集能量的上变频振动能量收集装置，属于振动能量收集技术领域。本发明利用在运动和碰撞过程中视为刚体的铰接臂和扭簧组装成一个可将系统外部低频振动的能量转化为蕴含在系统内部机构之间的机械能的谐振频率很低的弹簧-质量二阶系统，再利用铰接臂和弹性结构的碰撞，使低频振动的能量转化成高频振动的能量，从而实现了上变频；再通过压电片将高频振动的能量转化成电能。本发明的装置结构简单，制作成本低，将机械能向电能转化的效率高；可为工作在低频振动环境中的传感器等低功耗系统提供能量，尤其适用于那些需长期工作在人工难以维护或更换部件、且存在低频振动的环境中的传感器节点。

摘要： 本发明属于能量收集技术领域，具体涉及一种振动能量收集装置及振动能量收集方法。本发明所述的振动能量收集装置，包括动力采集机构、动力传输机构、动力转换机构和基座，动力传输机构和动力转换机构固定设于基座上，动力采集机构包括齿面相对设置的第一齿条和第二齿条，动力传输机构包括分别能够和第一齿条和第二齿条相配合的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮通过单向轴承固定连接于齿轮输出轴上，齿轮输出轴的一端固定连接于动力转换机构。通过使用本发明所述的振动能量收集装置，利用齿条和齿轮的传动，并通过单向轴承对齿轮的转动方向进行限制，能够有效的对环境振动能进行采集，且转换效率高，可以提供较高的输出电压和功率。

摘要： 本发明一种用于将振动能量转化成电能的振动能量采集器及制作方法，属于振动能量采集技术领域；该采集器包括外壳、推杆、第一固定挡板、第二固定挡板、弹簧、多根固定杆和采集装置；本发明结构稳定新颖、体积较小，从而所占空间小，具有比其他装置更强的安装能力，使用方便，能够在更多的微机电系统中得到广泛的应用，同时利用MSMA材料的伸缩效应和维拉利效应将振动能量转换为幅值频率可变的交流电压，达到机械能‑电能转换的目的，转换效果更好，并且制作方法简单，实用性更大。

摘要： 一种用于制作振动能量采集器的弹性梁，其创新在于：所述弹性梁为筒状螺旋结构体；所述筒状螺旋结构体为直筒或锥筒；所述筒状螺旋结构体展平后为平面带状结构；所述弹性梁采用弹性材料制作。本发明的有益技术效果是：提出了一种新结构的弹性梁，相比于现有的弹性结构，这种弹性梁对振动方向和振动频率点的适应性更广，由此获得的振动能量采集器具备更好的能量采集效率。

摘要： 本发明实施例提供一种振动能量收集装置、终端设备及振动能量收集方法，该装置包括：加速度传感器以及至少一个能量转换单元；能量转换单元包括：压电悬臂梁、步进电机和控制器；其中，压电悬臂梁包括基板，基板的夹持端与步进电机的转轴末端相啮合；步进电机连接至控制器；控制器用于根据预设的压电悬臂梁谐振频率与压电悬臂梁长度的对应关系以及加速度传感器上报的振动信息，确定步进电机的转轴末端与夹持端之间的目标啮合位置，并将目标啮合位置发送给步进电机；步进电机，用于根据目标啮合位置调节步进电机的转轴的旋转角度，以使压电悬臂梁与当前所处振动环境谐振；可使压电悬臂梁快速与当前所处振动环境谐振，产生最多的电能。