压电声学黑洞吸收器

减振带宽更宽

利用声学黑洞效应同时实现轨道宽带减振与振动能量收集，为传感节点自供电提供一体化方案。

Yan, Xiao · 朱宏平 · 叶昆 · 翁顺 · Luo, Hao · 杜彦良

Engineering Structures 2025

参数信息

能量收集功率提升（相对均匀压电吸收器）

27.47 %

能量收集功率提升（相对压电片）

115.26 %

均方速度降低（第一共振频率）

36.77 %

均方速度降低（第二共振频率）

98.37 %

均方速度降低（第三共振频率）

3.52 %

技术优势

减振带宽更宽

P-ABH 吸收器利用声学黑洞效应，相比均匀压电吸收器和单纯压电片在更宽的频率范围内抑制振动，因此对多种轨道激励具有更强适应性。

能量收集功率更高

相比均匀压电吸收器，能量收集功率提升27.47%；相比压电片，提升115.26%。这有助于更大功率地为传感器节点供电。

关键共振抑制显著

当 P-ABH 吸收器满布钢轨时，三个需重点控制的共振频率处整体均方速度分别降低36.77%、98.37%和3.52%，有效降低共振风险。

应用场景

• 轨道振动能量收集：为轨旁传感器节点供电，省去电池更换。
• 轨道减振：在较宽频带抑制钢轨共振，降低噪声和结构损伤。
• 智能轨道结构：为智能轨道提供自供电传感与减振一体化方案。