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双晶压电悬臂梁俘能器的建模与仿真
  • ISSN号:1000-9787
  • 期刊名称:《传感器与微系统》
  • 时间:0
  • 分类:TM282[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454000
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(U1504506,61074095)
中文摘要:

针对双晶片悬臂梁式压电俘能器的优化问题,考虑悬臂梁末端位移与质量块质心位移的差异,对Roundy数学模型进行了修正。通过ANSYS有限元软件对俘能器建模并进行模态分析和谐响应分析,当质量块长度逐渐变大时,修正后数学模型对俘能器一阶固有频率和输出电压有更好的预测精度。研究了质量块形状和负载对俘能器输出特性的影响规律,发现在质量块质量不变时,提高质量块的质心高度能提高俘能器的发电能力,对俘能器的结构优化具有借鉴意义。

英文摘要:

To solve the optimization problem of bimorph cantilever piezoelectric energy harvester,the Roundy mathematical model is modified,where difference between the deflection at the center of the proof mass and that at the end of the cantilever is considered. By using the finite element software of ANSYS,modal analysis and harmonic response analysis of energy harvester model are carried out. The results show that modified model is more accurate than Roundy model in predicting the first order natural frequency and output voltage of the harvester when the length of mass block grows. Influence law of mass block shape and load on energy harvester output characteristics is studied,it is found that when the weight of mass block is constant,mass block with a higher center of mass will make the energy harvester have a better generating capacity,and the result has reference significance for structural optimization of the piezoelectric energy harvester.

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期刊信息
  • 《传感器与微系统》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第四十九研究所
  • 主编:吴亚林
  • 地址:哈尔滨市南岗区一曼街29号四十九所
  • 邮编:150001
  • 邮箱:st_chinasensor@126.com
  • 电话:0451-82510965
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9787
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1537/TN
  • 邮发代号:14-203
  • 获奖情况:
  • 获全国优秀科技期刊三等奖,获1996年度黑龙江省科技期刊评比,优秀科技期刊壹等奖,获《CAJ-CD》执行优秀奖,获信息产业部2001-2002年度电子科技期刊规范化奖,获信息产业部2003-2004年度优秀电子科技期刊奖,获信息产业部2005-2006年度优秀电子科技期刊奖,获工业和信息化部2007-2008年度电子精品科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版)
  • 被引量:10819