悬臂梁双压电晶片振子发电性能研究.pdf

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1、第1期机械设计与制造2011年1月MachineryDesign&Manufacture121文章编号：1001—3997(2011)01～0121—03悬臂梁双压电晶片振子发电性能研究术姜德龙程光明曾平庞建志(吉林大学机械科学与工程学院，长春130025)(吉林化工学院信息与控制学院，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、以双压电晶片振子为研究对象，对悬臂梁式双压电晶片振子在正压电效应下电压输出÷特性进行了有限元分析与试验研究，给出了压电晶片在悬臂梁上的最佳粘贴位置，并且利用有限元分；；析软件建立了悬臂梁双压电晶片振子的有限元模型，进行了结构尺寸参数对悬臂梁双压电晶片振子榆：：出电压影响规律的仿真分析；利用压电陶瓷发电能力测试系统进行了试验测试，通过仿真和试验结果i对比分析，得出了结构尺寸参数对悬臂梁双压电晶片振子发电的输出电压影响规律。；关键词：悬臂梁；压电振子；发电；有限元÷：【Abstract】Thebimorphoscillatorisinvestigated，i

4、nthepiezoelectriceffectvoltageoutputcharacter：ofbim。rph㈣orbasedcerb8amwasstudiedbythe础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●⋯·●⋯·●．·中图分类号：TH132文献标识码：A随着科学技术的发展1，各种新型便携式发电装置的研究成

7、度、宽度、长度等结构尺寸参数与压电陶瓷发电性能之间的关系。为了一个新的研究热点，其目的是在某些特殊的应用领域代替电在分析结构尺寸参数对输出电压影响之前，首先确定压电晶池或自动为电池充电。压电发电装置以其结构简单、不发热、无电片在悬臂梁上的粘贴位置，因为在悬臂粱压电振子的横向弯曲振动磁干扰、易于加工制作和实现结构上的微小化、集成化等优点，为中，只有将压电晶片贴于悬臂梁最大应变处，才能产生最大的输出以压电陶瓷为换能媒介的压电发电与能量存储技术展示了光明电压值。根据振动力学的理论，双压电晶片振子悬臂梁属于欧拉_f白的应用前景Ⅲ。但是，压电发电研究正处于开发探索

8、阶段，尚有大努利梁的模型。通过分析欧拉自努利梁的应变变化规律，得到悬量的理论和试