微环音气流压电发电机声管固定方法-论文.pdf

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1、第36卷第3期探测与控制学报V01．36NO．32014年6月JournalofDetection&ControlJun．2014微环音气流压电发电机声管固定方法邹华杰，陈荷娟，赖长缨，孙剑韬，姜琦(1．南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094；2．西北工业集团有限公司，陕西西安710043)摘要：针对声管固定方法对微环音气流压电发电机最大输入功率的影响，提出了应用有限元和间边界元相结合的方法，对不同固定方法下的声管，数值模拟腔体受谐波(正弦波)激励的振动响应。在满足压电换能器最大机械功率条件下，选择合适的声管固定方法。结果表明：结构尺寸一定时，固支一固支固

2、定有利于提高固有频率；结构尺寸越小，不同固定方法所对应的固有频率差异越大；固支一固支固定下，声管的基频较高且其偏差影响小。不同固定方法和不同尺寸下声管的谐响应和基频变化趋势，为微环音气流压电发电机的设计提供参考，也为进一步的换能器设计和验证实验提供了依据。关键词：压电发电机；最大机械功率；固定方法；谐响应；间接边界元；有限元中图分类号：TJ430．6文献标志码：A文章编号：1008—1194(2014)03—0025—06SoundTubeFixationMethod0fMicroRingtoneAirflOWPiez0electricGeneratorZoUHu

3、ajie，CHENHejuan，LAIChangying，SUNJiantao，JIANGQi。(1SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScience&Technology，Nanjing210094，China；2．NorthwestIndustryGroupCorporation，Xi’an710043，China)Abstract：Methodsofsoundtubefixationthehavegreateffectontheinputpowerofmicro—ringtoneairflowpi

4、ezoelectricgenerator．Afiniteelementmethodcombinedwithindirectboundaryelementmethodwasproposed，harmonicresponsesofthesoundtubewithvariousfixationmethodswereanalyzed．Tomaximizemechanicalpowerofpiezoelectrictransducer，itshouldbechoosingproperfixationmethodsofthesoundtube．Theresultshowedt

5、hat：forthegivenstructuresize，clamped—clampedfixationmethodwasbeneficialtOimprovethenaturalfrequency；thesmallersize，thegreaterdifferenceofnaturalfrequencycorrespondedtovariousfixationmeth—ods；clamped-clampedsoundtubepossessedhigherfundamentalfrequency，anditsdeviationwassmal1．Theharmoni

6、cresponseandtrendoffundamentalfrequencyofsoundtubewithvariousfixingboundariesanddifferentdiameterscouldprovidevaluablereferenceforthedesignofmicro-ringtoneairflowpiezoelectricgenerator；anditalsoprovidedthebasisforfurtherthedesignoftransducerandexperimentalverification．Keywords：piezoel

7、ectricgenerator；maximummechanicalpower；fixationmethods；harmonicresponse；indi—rectboundaryelementmethod；finiteelementmethod化，径向、轴向尺寸受限制，压电发电机的尺寸与功0引言率间的矛盾越来越突出，因此，提高其转换效率和增加输出功率至关重要。气流在流管内的流动动能和压力能是互相转换的，当外部气流不断流人一条稳微环音气流压电发电机应用于弹载引信电源，是一种利用弹丸(载体)飞行中产生的相对气流发电定流管时，将会有能量损失。针对这一难题，本文所研究的方

8、案中，将应