多层PVDF堆叠式压电悬臂梁功率输出特性分析

针对低频激励下多层聚偏氟乙烯(PVDF)堆叠压电悬臂梁发电性能展开研究，以提高悬臂式压电俘能器输出性能。建立多层PVDF堆叠压电悬臂梁集中参数模型，分析不同层数堆叠对谐振频率的影响关系，运用COMSOL Multiphysics对多层PVDF堆叠压电悬臂梁进行仿真，讨论不同层数、不同布置方式、负载等参数对系统输出功率的影响规律，并进行试验验证。结果表明，多层PVDF并联堆叠能够有效提高压电俘能器输出功率，单侧堆叠3层PVDF时输出功率可达单层压电悬臂梁的2.9倍，双侧各1层时输出功率是单层压电悬臂梁的2.2倍，研究结果为压电俘能器优化设计及工程应用提供了理论依据。