双晶悬臂梁压电发电装置发电能力的仿真

发布时间：2018-12-11 11:56

【摘要】：针对双晶片悬臂梁式压电振子的理论模型,分析了压电振子的结构参数对压电发电装置发电能力的影响。运用ANSYS有限元软件建立了压电振子的压电耦合模型,研究了压电振子的配重质量、悬臂梁长度和金属基板厚度等结构参数对压电振子的固有频率以及压电发电装置发电量的影响规律。为了验证有限元模型的正确性,对典型结构参数压电悬臂梁的一阶固有频率和发电电压进行了实验测量。仿真结果表明,增加悬臂梁的配置质量和长度、减小悬臂梁基板的厚度都可以降低结构的固有频率,选择恰当的结构参数匹配可以使发电装置的固有频率接近外界的激振频率,从而实现最佳的发电性能。
[Abstract]:Based on the theoretical model of bimorph cantilever beam piezoelectric oscillator, the influence of the structure parameters of piezoelectric oscillator on the generation capacity of piezoelectric generator is analyzed. The piezoelectric coupling model of piezoelectric vibrator is established by using ANSYS finite element software, and the weight distribution mass of piezoelectric oscillator is studied. The influence of structure parameters such as cantilever length and metal substrate thickness on the natural frequency of piezoelectric vibrator and the power generation of piezoelectric generator. In order to verify the correctness of the finite element model, the first order natural frequency and generation voltage of piezoelectric cantilever beam with typical structural parameters were measured experimentally. The simulation results show that the natural frequency of the structure can be reduced by increasing the configuration quality and length of the cantilever beam and decreasing the thickness of the cantilever beam substrate. In order to achieve the best power generation performance.
【作者单位】： 扬州大学机械工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51275447)
【分类号】：TM619

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本文编号：2372507