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摘要
为提高低频和宽带下能量采集器的功率密度，提出一种新型多稳态宽带能量采集装置。该采集器通过悬臂梁-止档接触与磁弹性相结合的非线性方法得到多种稳态类型。采集器的全局振幅受到接触的限制，但阱间运动提高了采集效率。本文确定多稳态的形成机制和不同磁体结构的相关参数区域；建立采集器的机电耦合模型来描述其动态特性；为探讨势阱结构对多稳态能量采集的影响，建立具有4种典型势阱结构的能量采集器，并通过实验验证其等效非线性恢复力；采用数值方法研究和实验验证了这4种结构在不同激励水平下的动态特性。结果表明，当外部激励超过临界强度时，深度不均匀的多势阱和较浅的外势阱比均匀深度的多势阱更适合所提出的系统。此外，通过提高采集器效率和限制末端质量的全局振幅，本文提出的多稳态系统实现了比传统系统高6.3倍的功率密度。
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单位株洲国创轨道科技有限公司; 燕山大学
