非线性振动

力学年会

时间过得好快，不知不觉中又到了年尾~，近来，在力学所年会中听了两个很不错的报告，分别为:1.胡文瑞院士讲述的引力波探测：作为八十五岁高龄，依然工作在科研一线，应该属于传说中有追求的那波人吧；2.丁虎老师讲述的连续体非线性振动，提到了两个非常有意思的知识点：能量捕获系统与隔振系统设计，特此分享一波，希望对大家有所帮助~

我可以说主要奔着盒饭才去北大听报告的吗，传说中改善一波伙食，😅

附录：补充材料

附1、基于内共振现象设计的能量捕获系统？

调研可知，能量俘获主要的路径有：光伏、压电、热电以及电磁等，后续通过相应的辅助电路实现能量存储；报告中，丁老师对振动能俘获相关的工作进行了介绍，实现了外界机械能（人体运动能、振动能）与电能之间的转换，具体如下所示：

图a表述为丁虎老师在能量采集方面的研究工作，通过压电材料，实现能量的俘获，文章主要的创新点为：采用的L型悬臂梁结构（二自由度压电能量采集器）相较于单振子模型，具有更高的频率带宽，拓宽了能量采集的范围，得到了黄永刚院士的好评；图b表述为基于非线性弹簧的能量俘获系统，2009年，Ramlan R 对该系统进行了分析，通过理论建模与数值模拟相结合的方法，探究了系统在不同环境下能量采集的效率，详细内容见：Ramlan R , Brennan M J , Mace B R , et al. Potential benefits of a non-linear stiffness in an energy harvesting device[J]. Nonlinear Dynamics, 2009, 59(4):545-558.

附2、隔振系统设计？

隔振在工程中具有广泛的应用，例如：为了让用户具有更好地驾驶体验，汽车在结构设计过程要对发动机的振动进行隔离；日常生活中，通过添加软垫片实现电机振动的隔离；前段时间很火的量子计算机，实验平台要有非常好的隔振能力，避免外界环境对系统的干扰~

图a表述为振动控制主要的方法；图b~c表述为非线性消振相应的优势，能够实现全频段、低成本的隔振方案；图d表述相关的原理在工程中应用的实例；附：本科学习相关课程时，仅仅能够推导单自由度系统和双自由度系统的动力学模型，对于连续体振动，第一感觉是敬而远之，😅~

附1、参考文献：王祖尧，磁悬浮能量采集非线性动力学研究 [D]，上海大学；

附2、想带你看晴空万里，想大声告诉你我为你着迷~