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1、扬州大学广陵学院本科生毕业设计毕业设计题目新型蝴蝶式压电悬臂梁的发电性能研究学生姓名专业机械设计制造及其自动化班级机械81001班指导教师完成日期2014年5月30日中文摘要振动是一种很常见的物理现象，通过对振动能的收集，将振动能转换成电能，有利于缓解社会能源紧缺问题。目前主要用来收集振动能的压电发电装置可以在各种存在振动的环境中工作，具有很好的应用情境。而压电发电与无线网络传感器的结合，也使得其拥有更广阔的实用价值，且吸引了很多科研学者对其进行研究。悬臂梁压电发电装置是现在最常见的振动能量采集装置，而这种装置的特点是结构简单，加工方便，可得到
2、相对低的共振频率和较大的形变等。本文基于前人的结构设计，运用Solid-works进行三维建模,并通过ANSYS有限元软件对蝴蝶式悬臂梁发电装置进行了静力分析以及模态分析，求解其谐振频率，并将计算结果与试验数据进行了对比，以验证有限元计算的正确性。最后研究悬臂梁长度、宽度、厚度、形状等因素以及位移载荷对谐振频率的影响，最终确定最优化的结构设计参数。关键词：振动，压电发电，有限元分析，结构优化全套图纸，加AbstractVibrationisaverycommonphysicalphenomenon,bycollectingthevibratio
3、nenergyofthevibrationenergyintoelectricalenergywillhelpalleviatethesocialproblemsofenergyshortage.Atpresentismainlyusedtocollectthevibrationenergyofpiezoelectricpowergenerationdevicecanexistinavarietyofvibrationenvironmentwork,hastheverygoodapplicationsituation.Whilethepiezo
4、electricpowergenerationcombinedwiththewirelesssensornetworksalsomakeithavemorepracticalvalue,andattractedalotofresearchscholarstostudyit.Cantileverpiezoelectricpowergenerationdeviceisnowthemostcommonvibrationenergycollectiondevice,andthecharacteristicofthedeviceissimpleinstr
5、ucture,convenientprocessing,canberelativelylowresonancefrequencyandlargerdeformationetc.Inthispaper,basedonpreviousstructuraldesign,UsingSolid-worksmakethree-dimensionalmodelingandthebutterflytypecantileverbeamgeneratingdeviceforstaticanalysisandmodalanalysisbyANSYSfiniteele
6、mentsoftwaretosolvetheproblemoftheresonantfrequency,andthecalculatedresultswerecomparedwithexperimentaldata,toverifythecorrectnessofthefiniteelementcalculation.Finally,studyofcantileverfactorssuchaslength,width,thickness,shapeanddisplacementloadingeffectontheresonancefrequen
7、cy,andultimatelydeterminetheoptimaldesignparameters.Keywords：Vibration，PiezoelectricPowerGenerationTechnology，FEA，StructuralOptimization目录中文摘要IAbstractII第一章绪论11.1课题研究背景11.2压电发电技术的发展历史与现状11.2.1压电发电技术的发展历史11.2.2压电发电技术的发展现状21.3课题的研究意义31.4本章小结4第二章新型蝴蝶式压电悬臂梁的模型构建52.1基本原理52.2经典单层压
8、电发电悬臂梁62.3Solid-works简介62.4蝴蝶式悬臂梁压电发电装置72.5本章小结8第三章蝴蝶式悬臂梁压电发电装置的实验研究93.1蝴蝶式
