简介
利用压电装置将振动转换成电能是一个令人兴奋并且正在迅速发展的研究领域，其应用范围十分广阔。厄尔图克、英曼编*的本书一书中，一流的研究人员及时而全面地阐述了压电能量收集装置的机电模型构建及多种应用方面的知识，给出了主要的建模方法，并综合利甩力学、航空、建筑、电学和材料制备等多个学科的相关知识分析了基于压电换能的振动能量收集这一重要技术。 在压电能量收集技术领域中，本书首次阐述了分布参数形式的机电建模，并给出了大量的实例研究和相应的实验验证。不仅如此，本书也是**本介绍不同激励形式下的压电能基收集问题的*作，例如，其中就包括了气流激励和移动负载激励等形式，不同领域（如航空工程和建筑工程等)的工程师都能从中获益。 本书所覆盖的内容包括： ※解析的和近似解析的分布参数机电模型，相关的理论实例分析，大量的实验验证； ※压电能量收集中的不同激励形式，从简谐激励到随机激励； ※多种压电能量收集装置的建模过程； ※利用非线性动力学来改善压电能量收集性能以及相关的实验验证； ※应用方面的研究。如受移动负载激励的细长桥梁以及受气流激励的气弹性机翼； ※对标准非线性能量收集电路及其建模方面的全面介绍。
目录
第1章 压电能量收集介绍
1.1 通过压电转换的振动能量收集
1.2 一个压电能量收集系统的例子
1.3 压电能量收集器的数学建模
1.4 线性压电理论摘要
1.5 全书总览
参考文献
第2章 悬臂梁结构的基础激励问题和集中参数型机电模型的修正
2.1 悬臂薄梁横向振动中的基础激励问题
2.1.1 一般基础激励下的响应
2.1.2 简谐基础激励下的稳态响应
2.1.3 基础简谐激励问题的集中参数模型
2.1.4 分布参数和集中参数模型预测的对比
2.2 横向振动情况下对集中参数型基础激励模型的修正
2.2.1 集中参数模型的修正因子
2.2.2 末端质量对于修正因子的影响
2.3 修正因子验证的实验案例研究
2.3.1 基础激励下不带末端质量的悬臂梁
2.3.2 基础激励下的带末端质量的悬臂梁
2.4 纵向振动的基础激励问题及其集中参数模型的修正
2.4.1 简谐基础激励下的解析模态分析和稳态响应
2.4.2 纵向振动的修正因子
2.5 机电耦合的集中参数方程的修正因子及理论实例研究
2.5.1 压电能量收集中的机电耦合的集中参数模型
2.5.2 机电耦合的集中参数模型的修正因子和理论实例研究
2.6 本章小结
2.7 本章说明
参考文献
第3章 悬臂式压电能量收集器的分布参数机电模型的解析构建
3.1 机电耦合的分布参数模型的基本原理
3.1.1 建模假设与双晶构型
3.1.2 双晶悬臂梁的耦合力学方程及其模态分析
3.1.3 动力弯曲下薄压电陶瓷层的耦合电路方程
3.2 压电陶瓷层的串联
3.2.1 模态坐标下的耦合梁方程
3.2.2 耦合电路方程
3.2.3 稳态电压响应和振动响应的封闭解
3.3 压电陶瓷层的并联
3.3.1 模态坐标下的耦合梁方程
3.3.2 耦合电路方程
3.3.3 稳态电压响应和振动响应的封闭解
3.4 串联和并联情况的等效表示
3.4.1 模态机电耦合项
3.4.2 串联和并联情况下的等效电容
3.4.3 机电方程的等效表达
3.5 模态激励下的单模态机电方程
3.6 多模态和单模态机电频响函数
3.6.1 多模态机电频响函数
3.6.2 单模态机电频响函数
3.7 理论实例研究
3.7.1 双晶悬臂梁的特性参数
3.7.2 电压输出的频率响应
3.7.3 输出电流的频响
3.7.4 输出功率的频响
3.7.5 末端相对位移的频响
3.7.6 压电陶瓷层的并联
3.7.7 单模态频响函数
3.8 本章小结
3.9 本章说明
参考文献
第4章 双晶构型的解析解的实验验证
4.1 不带末端质量的PZT-5H型双晶悬臂梁
……
第5章 面向参数识别和优化的无量纲方程、渐近分析及其封闭关系式
第6章 悬臂型压电能量收集器的近似解析的分布参数式机电建模
第7章 不同动力加载形式下的压电能量收集建模
第8章 压电能量收集中的机械非线性建模与利用
第9章 基于气弹性振动的压电能量收集
第10章 材料常数和机械阻尼对能量生成的影响
第11章 压电能量必集电路相关文献的简要回顾
附录A 压电本构方程
附录B 基础运动时梁和杆的激振力建模
附录C 带末端质量的均匀悬臂梁的模态分析
附录D 悬臂式和其他边界条件下均匀薄梁的应变节
附录E PZT一5A和PZT一5H压电陶瓷的数据资料
附录F 各向同性结构的本构方程
附录G 悬臂梁的基本边界条件
附录H 基于扩展哈密尔顿原理的拉格朗日机电方程
1.1 通过压电转换的振动能量收集
1.2 一个压电能量收集系统的例子
1.3 压电能量收集器的数学建模
1.4 线性压电理论摘要
1.5 全书总览
参考文献
第2章 悬臂梁结构的基础激励问题和集中参数型机电模型的修正
2.1 悬臂薄梁横向振动中的基础激励问题
2.1.1 一般基础激励下的响应
2.1.2 简谐基础激励下的稳态响应
2.1.3 基础简谐激励问题的集中参数模型
2.1.4 分布参数和集中参数模型预测的对比
2.2 横向振动情况下对集中参数型基础激励模型的修正
2.2.1 集中参数模型的修正因子
2.2.2 末端质量对于修正因子的影响
2.3 修正因子验证的实验案例研究
2.3.1 基础激励下不带末端质量的悬臂梁
2.3.2 基础激励下的带末端质量的悬臂梁
2.4 纵向振动的基础激励问题及其集中参数模型的修正
2.4.1 简谐基础激励下的解析模态分析和稳态响应
2.4.2 纵向振动的修正因子
2.5 机电耦合的集中参数方程的修正因子及理论实例研究
2.5.1 压电能量收集中的机电耦合的集中参数模型
2.5.2 机电耦合的集中参数模型的修正因子和理论实例研究
2.6 本章小结
2.7 本章说明
参考文献
第3章 悬臂式压电能量收集器的分布参数机电模型的解析构建
3.1 机电耦合的分布参数模型的基本原理
3.1.1 建模假设与双晶构型
3.1.2 双晶悬臂梁的耦合力学方程及其模态分析
3.1.3 动力弯曲下薄压电陶瓷层的耦合电路方程
3.2 压电陶瓷层的串联
3.2.1 模态坐标下的耦合梁方程
3.2.2 耦合电路方程
3.2.3 稳态电压响应和振动响应的封闭解
3.3 压电陶瓷层的并联
3.3.1 模态坐标下的耦合梁方程
3.3.2 耦合电路方程
3.3.3 稳态电压响应和振动响应的封闭解
3.4 串联和并联情况的等效表示
3.4.1 模态机电耦合项
3.4.2 串联和并联情况下的等效电容
3.4.3 机电方程的等效表达
3.5 模态激励下的单模态机电方程
3.6 多模态和单模态机电频响函数
3.6.1 多模态机电频响函数
3.6.2 单模态机电频响函数
3.7 理论实例研究
3.7.1 双晶悬臂梁的特性参数
3.7.2 电压输出的频率响应
3.7.3 输出电流的频响
3.7.4 输出功率的频响
3.7.5 末端相对位移的频响
3.7.6 压电陶瓷层的并联
3.7.7 单模态频响函数
3.8 本章小结
3.9 本章说明
参考文献
第4章 双晶构型的解析解的实验验证
4.1 不带末端质量的PZT-5H型双晶悬臂梁
……
第5章 面向参数识别和优化的无量纲方程、渐近分析及其封闭关系式
第6章 悬臂型压电能量收集器的近似解析的分布参数式机电建模
第7章 不同动力加载形式下的压电能量收集建模
第8章 压电能量收集中的机械非线性建模与利用
第9章 基于气弹性振动的压电能量收集
第10章 材料常数和机械阻尼对能量生成的影响
第11章 压电能量必集电路相关文献的简要回顾
附录A 压电本构方程
附录B 基础运动时梁和杆的激振力建模
附录C 带末端质量的均匀悬臂梁的模态分析
附录D 悬臂式和其他边界条件下均匀薄梁的应变节
附录E PZT一5A和PZT一5H压电陶瓷的数据资料
附录F 各向同性结构的本构方程
附录G 悬臂梁的基本边界条件
附录H 基于扩展哈密尔顿原理的拉格朗日机电方程
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