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振动冲击噪声研究所博士生在《应用物理快报》期刊上发表研究成果
发布时间：2017-04-24
近日，振动冲击噪声研究所博士生邹鸿翔在《应用物理快报》期刊上发表研究论文，论文题目为《A broadband compressive-mode vibration energy harvester enhanced by magnetic force intervention approach》。《应用物理快报》是应用物理类引用最高的期刊(Thomson Reuters,2015)，近5年影响因子为3.293。
邹鸿翔的导师是张文明教授，该论文面向自然环境振动能量采集，基于磁耦合压缩模式振动能量采集设计概念，提出了一种非线性磁力干预方法，通过磁停止器的布置，调节磁振子在理想工作区域内振动，将频率成分复杂、非均匀幅值的振动激励调制为可控的周期性磁力，然后通过伸张型结构被放大上百倍作用到压电片，从而由压电效应产生电能。与传统线性和非线性振动能量采集设计相比，非线性磁力干预方法同时利用了主共振和次共振作用，大大提高了能量转换效率，有效工作频域范围扩大了近一倍，有助于自然环境中的能量利用，解决无线传感器等微电子器件的持续能量供应问题。
目前，大多数压电振动能量俘获采用d31弯曲模式，这种模式适合自然环境下微弱振动，但机电耦合系数低，压电陶瓷在弯曲模式容易碎裂，可靠性低。张文明等在2016年提出了结合双稳态机理和伸张放大机理的磁耦合压缩模式振动能量采集设计概念，解决了伸张型压电换能器不能应用于微弱振动环境的问题，压电常数比传统的d31弯曲模式提高了数百倍，且压电陶瓷受力均匀，不容易损坏。不仅如此，这种设计具有非线性双稳态特性，具有更宽的工作频域。相关研究成果已在ASME Journal of Applied Mechanics和ASME Journal of Vibration and Acoustics等应用力学与机械振动领域顶级刊物上发表，并获国家发明专利授权4项。
