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压电晶片式流体阻尼器俘能与振动特性研究

发布时间:2017-10-07 14:49

  本文关键词:压电晶片式流体阻尼器俘能与振动特性研究


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【摘要】:为实现对低频率、大幅度的振动能量的回收,本文提出一种将流体和压电体耦合作用的压电晶片式流体阻尼器,并从理论和试验两方面对其俘能与振动特性进行了研究。具体研究工作如下:对圆形双晶压电振子进行了有限元仿真分析。获得了在给定均布力作用下,圆形双晶压电振子不同半径时一阶固有频率和最大位移的规律,在不同边界条件下的振动模态,在不同半径比、厚度比和金属基板材料时对压电振子输出性能的影响规律。结果表明,当其他条件确定时,存在最佳的半径尺寸、半径比、厚度比和最佳的金属基板材料使压电振子的输出性能达到最佳。建立了在均布力作用下阻尼器的动力学模型并进行了数值仿真分析,分析了质量块质量、激励频率、系统背压、阻尼孔径等因素,特别是附加质量在水和空气两种不同的介质下,对阻尼器俘能与振动性能的影响规律。仿真结果表明,当其他条件确定是,存在最佳的质量块质量、系统背压、阻尼孔径使阻尼器的俘能与振动特性达到最佳,并获得了提高阻尼器性能的方法。为验证仿真分析的正确性,制作了阻尼器试验样机并搭建了试验系统平台,获得了激励频率、质量块质量、系统背压、阻尼孔径等参数在不同介质下对阻尼器的俘能与振动特性的影响规律。试验结果表明,当其他条件确定时,确实存在最佳的质量块质量与系统背压使阻尼器性能达到最佳。
【关键词】:压电振子 阻尼器 俘能器
【学位授予单位】:浙江师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH703.62
【目录】:
  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-8
  • 第1章 绪论8-16
  • 1.1 引言8-9
  • 1.2 压电发电技术国内外研究现状9-14
  • 1.3 论文主要研究内容14-16
  • 第2章 压电振子有限元仿真与性能分析16-28
  • 2.1 压电效应简介16
  • 2.2 压电振子有限元分析16-25
  • 2.3 本章小结25-28
  • 第3章 压电晶片式流体阻尼器理论建模与仿真分析28-46
  • 3.1 压电晶片式流体阻尼器的结构及工作原理28-29
  • 3.2 压电晶片式流体阻尼器的理论建模29-37
  • 3.3 压电晶片式流体阻尼器俘能特性仿真分析37-43
  • 3.4 压电晶片式流体阻尼器振动特性仿真分析43-44
  • 3.5 本章小结44-46
  • 第4章 压电晶片式流体阻尼器的试验测试与分析46-56
  • 4.1 压电晶片式流体阻尼器试验平台设计与制作46-49
  • 4.2 压电晶片式流体阻尼器俘能特性试验研究与分析49-53
  • 4.3 压电晶片式流体阻尼器振动特性试验研究与分析53-55
  • 4.4 本章小结55-56
  • 第5章 结论与展望56-58
  • 5.1 结论56-57
  • 5.2 展望57-58
  • 参考文献58-62
  • 致谢62-64
  • 攻读学位期间取得的研究成果64-68

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