粘结层对不同形状叠层压电振子发电性能影响

针对悬臂梁叠层压电振子,利用ANSYS软件仿真分析了其自由端尺寸的改变对于压电振子的输出电压及其固有频率的影响,并得到了叠层压电振子在结合面上的切应力的变化关系。研究表明,在相同条件下,随着自由端尺寸的减小,压电振子的开路电压、基频均有不同程度的增加,但其结合面上的切应力却有较大程度的增幅(最大为74%),这种变化易使叠层结构发生抗剪强度不足的破坏。     

不同形状压电振子的振动发电行为研究

利用压电振子将环境振动能量转化为电能是无线传感器自供电领域的一个研究热点,而压电振子的几何形状是影响其振动发电的重要因素之一.该文针对矩形、梯形、三角形3种形状的压电振子,首先从理论上推导了它们的应变表达式,然后对3种压电振子分别进行了有限元建模和静力学仿真分析,最后进行了实验验证.仿真和实验结果表明,在相同条件下,三角形压电振子明显改善了应变分布,产生的电压最大,梯形压电振子次之,而矩形压电振子最小,可用于指导实际中压电振子结构形状的优化设计.     

压电陶瓷振子的叠片极化

<正> 一、压电陶瓷的极化条件所有的压电陶瓷都必须经过施加直流电场进行极化,使其内部的电畴沿电场方向取向排列,才能具有压电效应。     

压电陶瓷振子中的损耗及其对振子特性的影响

分析了压电材料中的损耗现象,并用复数表示有损压电振子的各种参数。文章从压电振子的阻抗（或导纳）方程出发,详细分析了纵效应振动及横效应振动模式振子的谐振（或反谐振）频率、频率偏移量与损耗大小、机电耦合系数大小的关系。     

压电陶瓷圆片振子的多模耦合振动

本文利用解析方法研究了压电陶瓷圆片振子的复合模式耦合振动，分析了振子的平面径向振动与厚度振动模式之间的相互关系，从理论上导出了决定振子复合模式振动的频率方程。本文的结果与现有理论计算方法的结果基本一致。实验表明，与一维传统理论的结果相比，本文结果与实测值更加接近。     

压电陶瓷圆筒振子耦合振动的本征频率分析

研究了压电陶瓷圆筒振子的耦合振动,分析了振子的轴向、径向伸缩振动及扭转振动之间的耦合关系.从理论上推导出了振子耦合振动的共振频率方程.由于分析中对振子的几何尺寸未加任何限制.因此所得结论适用于任何尺寸的陶瓷圆筒振子,其中包括厚壁圆筒及圆环.理论分析表明.本研究计算简单,物理意义明显,与一维理论的结果相比,文中得出的振子耦合振动的共振频率与实测值符合较好.     

纵扭复合型超声波电机压电振子的设计

通过简单推导得出纵、扭振动压电晶片两端的振动方程并在此基础上画出了对应的等效电路图。在压电振子设计过程中,由于纵振子是由整片压电晶片加工而成,设计较为容易,因而压电振子的设计主要是对扭转振子进行设计。扭转振子的设计是以电机力能指标为出发点,通过分析电机的转矩特性得到一系列公式,利用这些公式即可得到扭转振子各部分尺寸。由于电机采用对称结构,在得到扭转振子各部分尺寸后,纵振子的尺寸也就确定了。最后还对     

圆环形压电振子疲劳仿真分析与实验研究

压电振子作为压电驱动机构的核心部件,其工作状态和疲劳强度直接决定系统的工作性能和使用寿命。该文利用ANSYS软件对圆环形压电振子进行疲劳仿真分析,得到振动模态云图和最大受力点。研究不同结构尺寸参数对压电振子疲劳寿命影响,并进行双晶片与单晶片压电振子相关数据对比。结果表明,金属材料65Mn的抗疲劳性能最好,减小振子直径或增加振子厚度能较好提高其疲劳寿命,而施加电压幅值过高会降低振子的使用寿命,双晶片压电振子的疲劳寿命比单晶片压电振子疲劳寿命长。对圆环形压电振子进行了疲劳寿命实验,研究表明,选取的此批振子完全能达到使用要求。     

矩形板压电振子振动有限元分析

利用有限元法，对具有四个凸起的矩形板压电振子的振动状态进行了解析计算，并根据其振动特点，重新选择结构参数制作了超声矩形板马达，结果大大提高了这种马达的转速和效率等性能。     

压电陶瓷力发生装置

提出和研究了以输出推力为主要目的的压电陶瓷的应用问题，建立了一种新型的“压电陶瓷力发生装置”，并介绍了它在叠加式力标准机上的应用     

基于压电振子的振动能量捕获行为研究

压电振子是实现振动能量捕获的重要基础,它的结构参数对其发电量和固有频率产生直接影响,需要进行优化设计.该文针对悬臂梁压电振子结构,采用ANSYS有限元建模方法,进行了静力学及模态仿真分析.研究了压电振子的各参数和质量块对其发电量、固有频率的影响规律,设计并搭建了实验台进行实验研究.实验结果验证了仿真分析的正确性,为压电振子的优化设计提供了依据.     

基于ANSYS的工形压电发电装置有限元分析

针对目前悬臂梁压电发电装置的局限性,设计了一种工形的压电发电装置。运用ANSYS有限元软件建立了工形压电发电装置的有限元模型,并进行了静力分析及模态分析。分析结果表明,该工形压电发电装置的最大应变出现在每个转角折弯处,且每个转角折弯处的应变基本一致。根据压电方程可知,该处将产生最大的发电电压,所以在此粘贴压电片将具有最佳的发电能力。通过建立发电装置的压电耦合分析模型,计算得到在0.1mm的位移载荷作用下,每片压电片上将产生约15.1V的电压。最后,对该工形压电发电装置进行了参数化研究,结果表明,当选择长80 mm、宽15 mm、厚0.4 mm的压电工形板时,发电效果最佳,最大发电电压可达16.5V。     

基于ANSYS的压电微悬臂双梁的有限元分析

提出一种新型的对偶子式的压电微悬臂双梁,采用简化的等效器件建立数学分析模型,利用ANSYS对这种对偶子微悬臂梁进行模拟仿真分析,得出微悬臂梁的振型、固有频率及其在受外加负载时的形变和电压输出。同时分析微悬臂梁的几何尺寸对它们的影响,以便更好地指导实际工艺。     

压电智能复合材料层板冲击压电响应仿真分析

基于1阶剪切变形理论,采用有限单元方法,建立了压电智能复合材料层板有限元模型,采用低速冲击对其压电传感器的瞬态响应进行了仿真分析.结果表明,各压电传感器响应信号特征与各传感器的布置位置、冲击荷载位置及层板的边界条件等因素有关.综合分析各传感器响应信号并进行特征提取,可建立传感器响应与冲击位置间的非线性关系,从而实现结构加载损伤位置的自诊断.     

Sustainable Vibration Energy Harvesting Based on Zr‐Doped PMN‐PT Piezoelectric Single Crystal Cantilevers

In this paper, we present the results of a preliminary study on the piezoelectric energy harvesting performance of a Zr‐doped PbMg_1/3Nb_2/3O₃‐PbTiO₃ (PMN‐PZT) single crystal beam. A novel piezoelectric beam cantilever structure is used to demonstrate the feasibility of generating AC voltage during a state of vibration. The energy‐harvesting capability of a PMN‐PZT beam is calculated and tested. The frequency response of the cantilever device shows that the first mode resonance frequency of the excitation model exists in the neighborhood of several hundreds of hertz, which is similar to the calculated value. These tests show that several significantly open AC voltages and sub‐mW power are achieved. To test the possibility of a small scale power source for a ubiquitous sensor network service, energy conversion and the testing of storage experiment are also carried out.     

等强度压电复合悬臂梁的理论建模与数值仿真

通过理论分析和数值模拟验证了三角形压电复合悬臂梁的等强度假设,并推导了三角形压电复合悬臂梁准静态电压输出理论表达式。采用ANSYS 11.0对三角形压电复合悬臂梁的模态特性进行了分析,确定了层合厚度比对其固有频率的影响规律,对比了采用不同基底材料的压电梁电压输出理论值和模拟值。理论和模拟结果表明三角型压电复合悬臂梁在最优层合厚度比下的最大电压输出约为5V,其谐振频率约为62Hz。     

DSP技术在压电被动振动控制中的应用初探

采用DSP构建合成阻抗电路替代传统的压电分流阻尼电路进行振动控制。详细分析了DSP减振电路的工作原理和实现方法。以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁系统为例,给出了DSP减振电路的单模态被动减振的实验结果,并提出了利用DSP减振电路进行多模态被动振动控制的发展方向。     

压电振子复参数等效电路模型研究

为得到压电振子精确的等效电路,将等效电路参数设为复数,即每一电路元件参数包含实部和虚部两部分,其中实部部分意义与传统参数意义相同,而虚部部分表示相应的机械、介电及压电损耗。为得到等效电路参数,给出了等效电路参数与压电材料参数之间相互关系。通过仿真和实验两种方法对复数模型与传统模型进行了性能比较,验证了复数等效电路模型的有效性和精确性。