压电复合梁式俘能器的力电耦合行为研究

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1、万方数据压电复合梁式俘能器的力电耦合行为研究论文作者签名：指导老师签名：⑧论文评阅人1：钱劲研究员浙江大学航空航天学院评阅人2：评阅人3：答辩委员会主席：黄志龙教授浙江大学工程力学系委员1：委员2：委员3：委员4：答辩日期：2014年3月8号万方数据浙江大学硕士论文独创性声明浙江大学研究生学位论文独创性声明f

2、lllllllllllllMIIIIILlllllllllLII．Y2761713本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外

3、，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者虢专77乇签字日期一，厶年弓月≯7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权塑选太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保

4、密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：钉签字日期：动J厶年雩月毒7日导师签名：王意朔签字日期：知阵年3月27日万方数据浙江大学硕士论文致谢在研究生的学>--j生涯即将结束之际，我在此深深地感谢在读研期间给予我指导与帮助的老师和同学们。首先要感谢的是我的导师王惠明老师，三年来，王老师一直都在学>-j与生活上给了我无私的帮助与耐心的指导。在我刚入研究生的时候他就给我指明了明确的研究方向，并对我进行耐心的指导与解惑，让我很快进入到了研究的状态中来。他扎实的理论功底，严谨的治学态度与高度的敬

5、业精神，让我在学到知识的同时，更学会了许多为人与做事的道理。虽然在学术上，我并没有表现得那么积极与刻苦，但王老师每次都是态度谦和，耐心、细致地给我讲解着每一个问题。本文也正是在导师的悉心指导下才得以完成，从选题、文献查阅、论文审阅到最后定稿，都给我非常有用的指导与帮助。在此我向我的导师王惠明教授致以最崇高的敬意与衷心地感谢!感谢课题组的陈伟球老师，在智能材料与结构理论的学>--j中，与王老师一起给了我极大的帮助与指导，让我很快掌握了相关的理论并投入到研究中来。同时感谢课题组的所有师兄师弟们，在一起

6、探讨的过程，让我了解了许多不同研究方向上的知识，开阔了我视野，从中受益匪浅。感谢实验室的宋亚轻、张涛、师弟雷鸣与罗大森、师妹郝琪，在一起学>-j与生活的过程，给了我很大的帮助与无限的快乐；同时感谢同级的齐万军、靳东丽、张旭方、储火、张佳敏、王双双、符越等同学，三年来一起学>--j、一起聚会活动、一起打乒乓球羽毛球等，给我的研究生活增添了许多色彩，留下了美好的回忆。感谢我的舍友们给我营造了一个良好的生活环境，让我在一天繁重的学>--j后有一个舒适的归宿。感谢父母对我的养育之恩，感谢他们一直以来对我的

7、大力支持，不管什么时候，也不管在哪里，他们都是我最坚强的后盾，是我不断向前的动力源泉!最后愿我的父母、我的老师、我的同学们以及师弟师妹们都身体健康，天天开心!万方数据浙江大学硕士论文摘要随着无线网络技术与便携电子器件的发展，移动电子设备的长时间、不间断供电成了亟待解决的问题。以压电材料为基础的能量收集技术由于结构简单、能量收集效率较高且易于微型化等特点，成为了微电子技术领域的热门研究课题。本文对压电复合梁式俘能器的力电耦合行为进行了详细的建模与分析。利用三维压电弹性力学的基本理论，建立了压电单晶片

8、、双晶片以及多层复合结构等梁式俘能器的力学模型，研究了结构边界条件与材料层间界面特性对梁式俘能器力电耦合行为的影响，给出了在不同振动环境下实现俘能器频率可调控的方法，探讨了界面特性对压电俘能器结构静态情形下的弹性场、电场以及动态情形下的振动频率、俘能效率等的影响。研究发现，改变弹性支承的刚度可以有效地改变俘能器的固有频率，使俘能器能够在环境的主频率下工作，从而实现在特定的振动环境下高效的俘能效果。界面特性的研究表明，界面的缺陷程度对俘能器在静态情形下的应力和变形，以及动态情形下的振动特性和能量收集

9、效率都有很大的影响。最后，将高阶zigzag理论推广到多层不同材料组成的结构分析中，研究了静力变形下压电／压电、压电／压磁以及压电／压磁／弹性等复合梁中各物理量的分布规律，本文中的方法具有满足完美结合情形层间剪应力连续的特点，为复杂的多场耦合问题提供了更为精确的求解方法。关键词：压电材料；便携电子器件；能量收集技术；压电俘能器；界面特性；高阶zigzag理论；万方数据浙江大学硕士论文AbstractWiththedevelopmentofwirelessnetworktechnol