折纸摩擦电屈曲约束支撑

减振31%，自供电传感

将折纸结构摩擦纳米发电机集成到屈曲约束支撑中，实现结构减振与自供电振动传感一体化，为智能结构健康监测提供了新的自供能解决方案。

喻莹 · Ning, Liu · Siyuan, Tian · Huang, Kangxu · Yuxuan, Zhou · Zhang, He · 骆季奎

Nano Energy 2024

参数信息

结构加速度降低

31.21 %

电压输出与动力响应相关性

90.40 %

结构加速度预测平均准确率

92.90 %

技术优势

自供电监测

集成摩擦纳米发电机，在结构减振的同时直接产生电压信号，无需外接电源即可实现结构响应监测。

减振效果好

两层框架实验显示结构加速度降低31.21%，有效耗散地震能量。

感知精准

电压输出与结构动力响应相关性高达90.40%，且在3–15 Hz频段内预测结构加速度的平均准确率达92.90%。

应用场景

• 结构健康监测：利用自供电振动信号实时评估结构安全状态，替代传统有线监测。
• 摩擦纳米发电机：将机械振动直接转化为电信号，实现能量收集与传感一体化。
• 自供电传感器：无需电池即可输出与结构响应相关的电压，用于长期无人监测。
• 振动测量：通过电压输出精确反演结构加速度，在3–15 Hz频段保持高精度。