压电俘能器作为一种能将机械振动能转化为电能的装置,其相关的研究吸引了大量学者的关注。非线性多稳态压电俘能器由于其具有低频宽带的优点,是近年来主要的研究方向。但现有的大部分非线性多稳态压电俘能器都是通过磁力引入了非线性力,而在某些环境下,磁铁的存在可能会影响设备的正常工作。因此,是否能以其他方式引入非线性力成为相关研究的关键问题。本文提出一种机械式多稳态压电俘能器,在悬臂梁自由末端的质量块上加装两个线性弹簧,引入非线性力。本文以此俘能器为研究对象,分析了系统的单稳态、双稳态和三稳态以及各种稳态之间的转变方式,研究了在简谐激励和混沌激励下,各种稳态系统的动力学特性和俘能特性,为这种机械式多稳态压电俘能器系统的参数设计和参数调节方式提供参考和依据。本论文的具体研究工作和结论如下:1.建立机械式多稳态压电俘能器的动力学模型,分析了平衡点的静态分岔,研究表明:系统稳态的变化存在两种分岔方式,分别称为PF-2SN分岔方式和2PF分岔方式。根据系统的平衡点分岔点集,得到了系统的稳态特性参数分布,分析了系统参数对其分布的影响;分析了各种稳态系统的势能函数及其特性,研究表明:系统参数对势能函数的形态有不同程度的影响。2.研究了在简谐激励下,激励参数对各种稳态系统动力学特性和俘能特性的影响,重点分析三稳态系统势能函数形态对系统性能的影响。研究表明:在简谐激励下,双稳态系统和三稳态系统具有明显的低频宽带特性。但由于系统稳态变化分岔方式不同,势能函数形态的变化也不同,导致两种分岔方式中系统各稳态间俘能性能的变化存在较大差异。对于三稳态系统,初始值大小对系统俘能性能的影响很大。当初始值位于较浅势阱附近时,系统具有更小的有效俘能激励幅值阈值。3.在研究混沌激励的俘能中,将“振动烈度”作为混沌振动激励的衡量指标,研究了不同振动烈度下,各种稳态系统的动力学特性和俘能特性,分析比较了两种稳态变化分岔方式中系统性能变化的区别。同时,重点分析了混沌振动激励下,三稳态系统势能函数与系统性能之间的关系。研究表明:振动烈度越大,系统发生大幅运动的频率就越高,俘能性能就越好;与简谐激励类似,混沌振动激励下,两种分岔方式中系统各稳态间俘能性能的变化也存在较大的差异。对于三稳态系统而言,初始值对系统俘能性能的影响不大。