利用壓電裝置將振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電能是一個(gè)令人興奮并且正在迅速發(fā)展的研究領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍十分廣闊。厄爾圖克、英曼編*的《壓電能量收集》一書中，一流的研究人員及時(shí)而全面地闡述了壓電能量收集裝置的機(jī)電模型構(gòu)建及多種應(yīng)用方面的知識(shí)，給出了主要的建模方法，并綜合利甩力學(xué)、航空、建筑、電學(xué)和材料制備等多個(gè)學(xué)科的相關(guān)知識(shí)分析了基于壓電換能的振動(dòng)能量收集這一重要技術(shù)。
在壓電能量收集技術(shù)領(lǐng)域中，本書首次闡述了分布參數(shù)形式的機(jī)電建模，并給出了大量的實(shí)例研究和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。不僅如此，本書也是**本介紹不同激勵(lì)形式下的壓電能基收集問題的*作，例如，其中就包括了氣流激勵(lì)和移動(dòng)負(fù)載激勵(lì)等形式，不同領(lǐng)域（如航空工程和建筑工程等)的工程師都能從中獲益。
本書所覆蓋的內(nèi)容包括： ※解析的和近似解析的分布參數(shù)機(jī)電模型，相關(guān)的理論實(shí)例分析，大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證； ※壓電能量收集中的不同激勵(lì)形式，從簡(jiǎn)諧激勵(lì)到隨機(jī)激勵(lì)； ※多種壓電能量收集裝置的建模過程； ※利用非線性動(dòng)力學(xué)來改善壓電能量收集性能以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證； ※應(yīng)用方面的研究。如受移動(dòng)負(fù)載激勵(lì)的細(xì)長(zhǎng)橋梁以及受氣流激勵(lì)的氣彈性機(jī)翼； ※對(duì)標(biāo)準(zhǔn)非線性能量收集電路及其建模方面的全面介紹。
第1章 壓電能量收集介紹
1.1 通過壓電轉(zhuǎn)換的振動(dòng)能量收集
1.2 一個(gè)壓電能量收集系統(tǒng)的例子
1.3 壓電能量收集器的數(shù)學(xué)建模
1.4 線性壓電理論摘要
1.5 全書總覽
參考文獻(xiàn)
第2章 懸臂梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)激勵(lì)問題和集中參數(shù)型機(jī)電模型的修正
2.1 懸臂薄梁橫向振動(dòng)中的基礎(chǔ)激勵(lì)問題
2.1.1 一般基礎(chǔ)激勵(lì)下的響應(yīng)
2.1.2 簡(jiǎn)諧基礎(chǔ)激勵(lì)下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)
2.1.3 基礎(chǔ)簡(jiǎn)諧激勵(lì)問題的集中參數(shù)模型
2.1.4 分布參數(shù)和集中參數(shù)模型預(yù)測(cè)的對(duì)比
2.2 橫向振動(dòng)情況下對(duì)集中參數(shù)型基礎(chǔ)激勵(lì)模型的修正
2.2.1 集中參數(shù)模型的修正因子
2.2.2 末端質(zhì)量對(duì)于修正因子的影響
2.3 修正因子驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)案例研究
2.3.1 基礎(chǔ)激勵(lì)下不帶末端質(zhì)量的懸臂梁
2.3.2 基礎(chǔ)激勵(lì)下的帶末端質(zhì)量的懸臂梁
2.4 縱向振動(dòng)的基礎(chǔ)激勵(lì)問題及其集中參數(shù)模型的修正
2.4.1 簡(jiǎn)諧基礎(chǔ)激勵(lì)下的解析模態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)
2.4.2 縱向振動(dòng)的修正因子
2.5 機(jī)電耦合的集中參數(shù)方程的修正因子及理論實(shí)例研究
2.5.1 壓電能量收集中的機(jī)電耦合的集中參數(shù)模型
2.5.2 機(jī)電耦合的集中參數(shù)模型的修正因子和理論實(shí)例研究
2.6 本章小結(jié)
2.7 本章說明
參考文獻(xiàn)
第3章 懸臂式壓電能量收集器的分布參數(shù)機(jī)電模型的解析構(gòu)建
3.1 機(jī)電耦合的分布參數(shù)模型的基本原理
3.1.1 建模假設(shè)與雙晶構(gòu)型
3.1.2 雙晶懸臂梁的耦合力學(xué)方程及其模態(tài)分析
3.1.3 動(dòng)力彎曲下薄壓電陶瓷層的耦合電路方程
3.2 壓電陶瓷層的串聯(lián)
3.2.1 模態(tài)坐標(biāo)下的耦合梁方程
3.2.2 耦合電路方程
3.2.3 穩(wěn)態(tài)電壓響應(yīng)和振動(dòng)響應(yīng)的封閉解
3.3 壓電陶瓷層的并聯(lián)
3.3.1 模態(tài)坐標(biāo)下的耦合梁方程
3.3.2 耦合電路方程
3.3.3 穩(wěn)態(tài)電壓響應(yīng)和振動(dòng)響應(yīng)的封閉解
3.4 串聯(lián)和并聯(lián)情況的等效表示
3.4.1 模態(tài)機(jī)電耦合項(xiàng)
3.4.2 串聯(lián)和并聯(lián)情況下的等效電容
3.4.3 機(jī)電方程的等效表達(dá)
3.5 模態(tài)激勵(lì)下的單模態(tài)機(jī)電方程
3.6 多模態(tài)和單模態(tài)機(jī)電頻響函數(shù)
3.6.1 多模態(tài)機(jī)電頻響函數(shù)
3.6.2 單模態(tài)機(jī)電頻響函數(shù)
3.7 理論實(shí)例研究
3.7.1 雙晶懸臂梁的特性參數(shù)
3.7.2 電壓輸出的頻率響應(yīng)
3.7.3 輸出電流的頻響
3.7.4 輸出功率的頻響
3.7.5 末端相對(duì)位移的頻響
3.7.6 壓電陶瓷層的并聯(lián)
3.7.7 單模態(tài)頻響函數(shù)
3.8 本章小結(jié)
3.9 本章說明
參考文獻(xiàn)
第4章 雙晶構(gòu)型的解析解的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.1 不帶末端質(zhì)量的PZT-5H型雙晶懸臂梁
……
第5章 面向參數(shù)識(shí)別和優(yōu)化的無量綱方程、漸近分析及其封閉關(guān)系式
第6章 懸臂型壓電能量收集器的近似解析的分布參數(shù)式機(jī)電建模
第7章 不同動(dòng)力加載形式下的壓電能量收集建模
第8章 壓電能量收集中的機(jī)械非線性建模與利用
第9章 基于氣彈性振動(dòng)的壓電能量收集
第10章 材料常數(shù)和機(jī)械阻尼對(duì)能量生成的影響
第11章 壓電能量必集電路相關(guān)文獻(xiàn)的簡(jiǎn)要回顧
附錄A 壓電本構(gòu)方程
附錄B 基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)梁和桿的激振力建模
附錄C 帶末端質(zhì)量的均勻懸臂梁的模態(tài)分析
附錄D 懸臂式和其他邊界條件下均勻薄梁的應(yīng)變節(jié)
附錄E PZT一5A和PZT一5H壓電陶瓷的數(shù)據(jù)資料
附錄F 各向同性結(jié)構(gòu)的本構(gòu)方程
附錄G 懸臂梁的基本邊界條件
附錄H 基于擴(kuò)展哈密爾頓原理的拉格朗日機(jī)電方程
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