机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2014年
5期
135-140
,共6页
龚俊杰%阮志林%李康超%边义祥
龔俊傑%阮誌林%李康超%邊義祥
공준걸%원지림%리강초%변의상
多层压电发电%有限元分析%压电耦合模型%发电性能%压电单晶梁
多層壓電髮電%有限元分析%壓電耦閤模型%髮電性能%壓電單晶樑
다층압전발전%유한원분석%압전우합모형%발전성능%압전단정량
multilayer piezoelectric generator%finite element analysis%electromechanical coupling model%generating performance%piezoelectric unimorph cantilever
为了提高压电发电装置的发电能力,设计一种新型蝴蝶式多层悬臂梁压电发电装置.基于ANSYS 12.0有限元软件,建立三层悬臂梁压电发电装置的有限元模型,对装置进行了静力分析以及模态分析.有限元分析结果表明,该多层发电装置每一层的应力和变形规律基本一致,符合悬臂梁结构的典型特征.在此基础上,建立单层悬臂梁的压电耦合有限元模型,分析每一层悬臂梁模型的固定端(基座)在承受外界激励载荷作用时的电压分布和电压响应曲线.制作了三层压电发电装置,并对装置的应力、固有频率和开路输出电压进行了试验测试,试验测试结果与仿真结果基本吻合.对单层压电悬臂梁在不同外界激振频率和振幅作用下的发电性能影响规律进行了试验与仿真研究.结果表明:该蝴蝶式多层悬臂梁压电发电装置在受到频率为38Hz,振幅为1.25 mm的环境振动载荷作用时,具有最佳的发电性能.
為瞭提高壓電髮電裝置的髮電能力,設計一種新型蝴蝶式多層懸臂樑壓電髮電裝置.基于ANSYS 12.0有限元軟件,建立三層懸臂樑壓電髮電裝置的有限元模型,對裝置進行瞭靜力分析以及模態分析.有限元分析結果錶明,該多層髮電裝置每一層的應力和變形規律基本一緻,符閤懸臂樑結構的典型特徵.在此基礎上,建立單層懸臂樑的壓電耦閤有限元模型,分析每一層懸臂樑模型的固定耑(基座)在承受外界激勵載荷作用時的電壓分佈和電壓響應麯線.製作瞭三層壓電髮電裝置,併對裝置的應力、固有頻率和開路輸齣電壓進行瞭試驗測試,試驗測試結果與倣真結果基本吻閤.對單層壓電懸臂樑在不同外界激振頻率和振幅作用下的髮電性能影響規律進行瞭試驗與倣真研究.結果錶明:該蝴蝶式多層懸臂樑壓電髮電裝置在受到頻率為38Hz,振幅為1.25 mm的環境振動載荷作用時,具有最佳的髮電性能.
위료제고압전발전장치적발전능력,설계일충신형호접식다층현비량압전발전장치.기우ANSYS 12.0유한원연건,건립삼층현비량압전발전장치적유한원모형,대장치진행료정력분석이급모태분석.유한원분석결과표명,해다층발전장치매일층적응력화변형규률기본일치,부합현비량결구적전형특정.재차기출상,건립단층현비량적압전우합유한원모형,분석매일층현비량모형적고정단(기좌)재승수외계격려재하작용시적전압분포화전압향응곡선.제작료삼층압전발전장치,병대장치적응력、고유빈솔화개로수출전압진행료시험측시,시험측시결과여방진결과기본문합.대단층압전현비량재불동외계격진빈솔화진폭작용하적발전성능영향규률진행료시험여방진연구.결과표명:해호접식다층현비량압전발전장치재수도빈솔위38Hz,진폭위1.25 mm적배경진동재하작용시,구유최가적발전성능.
