近年来,随着低功耗超大规模集成电路设计和CMOS制造的发展,无线传感器节点的功率消耗不断降低,从原来的mW级降至?W级。无线供电以及长期供电是传统的供电方式所不能满足的,能量供给问题已经成为目前限制无线传感器、无线通信系统等电子设备推广和发展的重要影响之一。持续性或间歇性的振动广泛存在于实际的生产生活中,例如加工零件过程中产生的切削振动、车辆行驶中的颠簸振动、行走的人们以及桥梁振动等。通过技术手段利用环境中的振动产生得电能,将是解决小功率电子设备供电问题的有效途径之一。与此同时也是推动绿色环保、低碳生活理念的重要方式。本文采用具有双向换能效应的新型功能材料—磁致伸缩材料设计了悬臂式磁致伸缩冲击振动收集器,并展开相关工作特性研究。本文以磁致伸缩材料的逆效应特性为理论基础,并观测Fe-Ga的金相组织,提出了一种新的以薄膜状磁致伸缩材料做为核心元件,采用ansys有限元分析优化了预磁化场的分布情况,确定永磁体的布置方式,利用实验验证,实验结果与仿真结果基本吻合;分析了基底尺寸的大小对Fe-Ga合金薄片的固有频率和端点位移的影响;对拾取线圈的参数进行了参数设计,最终完成了对以薄片状Fe-Ga作为核心元件的磁致伸缩能量收集器的结构设计,为了能够有效地利用在低频条件下的能量,研制了一种频率上升转换机构,将低频下的振动转换为几百赫兹的系统共振,制作出通过吸收从瞬态低频振动所转换成的高频振动能量而产生电能的磁致伸缩振动收集器。根据磁致伸缩材料的机电转换原理得出其本构关系,并引入了磁滞模型建立了磁致伸缩材料的磁化强度模型,基于Jiles-Atherton磁化模型建立了瞬态激励振动发电的机电耦合数学模型。在瞬态激励条件下对比分析不同尺寸的Fe-Ga合金发电性能特性。在瞬态激励下探究了预磁化场对发电性能的影响、外加负载电阻对发电性能的影响、发电功率、发电功率密度、以及机械能电能的转化效率。Fe-Ga合金0.5×13×35mm3的悬臂梁在三块磁铁预磁化场下,1.96N的激振下,电压峰峰值可达到700mV;外加负载电阻13Ω时,Fe-Ga合金的功率密度可达到98.81mW/cm3,明显优于其他材料和其它装置的功率密度。但是该系统的机电转换效率较低,在未来的研究工作中仍需对能量收集器进行优化设计。