农业机械学报

作者：何忠波,柏果,郑佳伟,周景涛,刘国平

单位：陆军工程大学,陆军工程大学,32184部队,陆军工程大学,陆军工程大学,

关键词：超磁致伸缩; 振动能量收集; 线圈优化; 有限元分析; 实验

基金：国家自然科学基金项目（51275525）

针对目前超磁致伸缩式振动能量收集在理论研究上的不足，根据超磁致伸缩材料的材料特性，设计了一种柱棒式超磁致伸缩能量收集装置（GMEHD），并对其工作原理进行了阐述。结合GMEHD的结构特点，建立了装置的输入输出模型，推导了输出电压计算公式，对系统在正弦激励下的响应进行了求解；根据线圈结构，通过电路分析，对线圈匝数进行了优化。利用仿真软件COMSOL Multiphysics，建立了GMEHD有限元模型，得到其仿真结果。在上述基础上制作了GMEHD样机，搭建了实验测试系统，得到了不同频率正弦力作用下GMEHD输出电动势曲线，并与模型计算值和仿真结果进行了对比。结果表明：在1、10、50?Hz单位正弦激励下，GMEHD输出电动势幅值分别为2、15、75?mV，相位超前于输入力π/2。实验与模型计算和仿真分析结果基本吻合，验证了模型的准确性，为GMEHD优化设计提供了参考依据。

来源：2019年第8期

《农业机械学报》期刊编辑部

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