懸臂梁雙壓電晶片振子發(fā)電性能研究.pdf

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1、第1期機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2011年1月MachineryDesign&Manufacture121文章編號(hào)：1001—3997(2011)01～0121—03懸臂梁雙壓電晶片振子發(fā)電性能研究術(shù)姜德龍程光明曾平龐建志(吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)春130025)(吉林化工學(xué)院信息與控制學(xué)院，吉林132022)TheresearchonpiezoelectriccantileveroscillatorgeneratorperformanceJIANGDe-long，CHENGGnang-ming1,ZENGPing，PANGJian-zhi(Collegeof

2、MechanicalScienceandTechnology，JilinUniversity，Changchun130025，China)(InformationandControlInstitute，JilinInstituteofChemicalTechnology，Jilin132022，China)，??！?‘●?。0?’‘?‘●?’0?‘·?’0?‘·?‘0?·?。0?‘·?‘0?·?‘0?’·?‘0?’·?‘●?。·?‘●?·?。0?’·?‘●??！?●?‘●?’●?‘●?’●?●?●?’●?’●??！?‘●?’●?‘●?‘●?’，÷【摘要】

3、以雙壓電晶片振子為研究對(duì)象，對(duì)懸臂梁式雙壓電晶片振子在正壓電效應(yīng)下電壓輸出÷特性進(jìn)行了有限元分析與試驗(yàn)研究，給出了壓電晶片在懸臂梁上的最佳粘貼位置，并且利用有限元分；；析軟件建立了懸臂梁雙壓電晶片振子的有限元模型，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對(duì)懸臂梁雙壓電晶片振子榆：：出電壓影響規(guī)律的仿真分析；利用壓電陶瓷發(fā)電能力測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)仿真和試驗(yàn)結(jié)果i對(duì)比分析，得出了結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對(duì)懸臂梁雙壓電晶片振子發(fā)電的輸出電壓影響規(guī)律。；關(guān)鍵詞：懸臂梁；壓電振子；發(fā)電；有限元÷：【Abstract】Thebimorphoscillatorisinvestigated，i

4、nthepiezoelectriceffectvoltageoutputcharacter：ofbim。rph㈣orbasedcerb8amwasstudiedbythe礎(chǔ)eelementanalysisande印erimenta1．÷jebestpositionofpiezoelectricoscillatorpastedonthecantileverWO$given，finiteelementmodelof：÷wasestablishedbyusingoffiniteelementanalysissoftware，theimpactofthestru

5、ctureandsizeparameters；!onthepiezoelectriccantileveroscillatorvoltageoutputeffects珊simulated．Relativeexperimentaltests；werecarriedoutusingtestsystemofpiezoelectricCeramiegeneratingcapacity，bycomparisonofsimulation：?andtestresults，thestructureandsizeparametersontheimpactofbimorpho

6、scillatorcantilevervoltage÷ioutputc拈wa$obtained．：Keywords：Cantilever；Piezoelectricoscillator；Generator；Finiteelement‘?．·?．●?．·?．●?．·?．●?．·?-●?．·?．●?．·?．●?．●?-●?．●?·●?．●?··?．●?··?．●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?-●?·●?-●?··?·●?··?-●?．●?·●?一●?·●?·●．·中圖分類(lèi)號(hào)：TH132文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展1，各種新型便攜式發(fā)電裝置的研究成

7、度、寬度、長(zhǎng)度等結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)與壓電陶瓷發(fā)電性能之間的關(guān)系。為了一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，其目的是在某些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域代替電在分析結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對(duì)輸出電壓影響之前，首先確定壓電晶池或自動(dòng)為電池充電。壓電發(fā)電裝置以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不發(fā)熱、無(wú)電片在懸臂梁上的粘貼位置，因?yàn)樵趹冶哿粔弘娬褡拥臋M向彎曲振動(dòng)磁干擾、易于加工制作和實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的微小化、集成化等優(yōu)點(diǎn)，為中，只有將壓電晶片貼于懸臂梁最大應(yīng)變處，才能產(chǎn)生最大的輸出以壓電陶瓷為換能媒介的壓電發(fā)電與能量存儲(chǔ)技術(shù)展示了光明電壓值。根據(jù)振動(dòng)力學(xué)的理論，雙壓電晶片振子懸臂梁屬于歐拉_f白的應(yīng)用前景Ⅲ。但是，壓電發(fā)電研究正處于開(kāi)發(fā)探索

8、階段，尚有大努利梁的模型。通過(guò)分析歐拉自努利梁的應(yīng)變變化規(guī)律，得到懸量的理論和試