多稳态非线性能量阱

抑振效率 22.4%

首次在非线性能量阱中集成摩擦电发电，实现振动抑制与能量收集双功能。

Wang, Ming · 徐慧东 · 熊晓燕 · Haifeng, Gao · He, Dongping · 牛蔺楷 · Wang, Tao

International Journal of Mechanical Sciences 2025

参数信息

振动抑制率

22.40 %

能量收集效率

18.4 %

样机振动抑制率

20.61 %

输出电压峰峰值

2.4 V

技术优势

抑制率22.4%

并联多稳态振子通过互补共振捕获，实现了1:1、1:2、1:3、2:3、2:4多种共振，振动抑制率显著高于单稳态系统。

能发电

集成摩擦电发电机，振动抑制的同时收集能量，收集效率最高18.4%，可直接为低功耗设备供电。

高频也能捕

多稳态振子可实现高频共振捕获，突破了单稳态系统仅能捕获单一共振的限制。

应用场景

• 振动控制：作为非线性能量阱直接安装于振动结构，抑制宽频振动。
• 摩擦电能量收集：通过摩擦电发电机在抑振同时收集电能，为低功耗设备供电。
• 精密仪器减振：替代传统隔振器，为精密仪器提供更宽频的振动隔离。
• 航空航天结构振动抑制：轻量无源设计可直接用于航空航天结构，抑制多频振动。
• 自供能传感：从振动中收集电能为传感器自供电，无需外接电源。