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三角形状压电振子压电特性分析与仿真
  • ISSN号:1006-1355
  • 期刊名称:《噪声与振动控制》
  • 时间:0
  • 分类:TH703[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] TB532[理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]常州大学机械工程学院,江苏常州213016, [2]嘉兴学院机电工程学院,浙江嘉兴314001
  • 相关基金:浙江省自然科学基金“半主动振动控制系统的减振抗冲机理及其一体化研究”资助,编号:Y1110313; 浙江省科技计划项目“超精密机床振动半主动控制关键技术与装置研发”资助,编号:2010C31059
中文摘要:

压电振子的几何形状是影响其振动发电的重要因素之一。在相同压电材料体积下,三角形压电振子相比于矩形和梯形压电振子具有更大的发电能力。选用悬臂梁式三角形状压电振子作为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS进行仿真研究。建立有限元模型;通过静力学和模态分析,研究压电振子的几何形状对其输出电压、固有频率的影响规律,然后在满足原来输出电压不下降的前提下对其进行尺寸优化,提高单位体积的发电能力。在相同边界条件和外力作用下,优化尺寸模型的体积是原来的0.94倍,输出电压是原来的1.03倍,取得了很好的优化效果。

英文摘要:

The geometry of a piezoelectric cantilever beam will greatly affect its vibration energy harvesting ability. In the same volume of piezoelectric materials, the triangular piezoelectric vibrators have more power generation capacity, comparing with the rectangular and trapezoidal piezoelectric vibrators. Selecting a triangular cantilever piezoelectric vibrator as objective, the static and modal analysis were carried out using ANSYS code. The influence of piezoelectric vibrator geometry shape to its output voltage and the natural frequency was studied. Then in keeping the original output voltage, the optimization design of geometry size was carried to enhance the unit volume power capacity. The results show that, in the same boundary conditions and external force, the volume of the optimization size is 0.94 times of the original size, the output voltage of the optimization size is 1.03 times of the original size, and the optimization has a good effect.

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期刊信息
  • 《噪声与振动控制》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国声学学会
  • 主编:严济宽
  • 地址:上海华山路1954号交通大学
  • 邮编:200030
  • 邮箱:NVC@sjtu.edu.cn
  • 电话:021-62932221
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-1355
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1346/TB
  • 邮发代号:4-672
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版)
  • 被引量:8372