光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2014年
3期
641-648
,共8页
单晶压电悬臂梁%等效黏性阻尼%建模%实验
單晶壓電懸臂樑%等效黏性阻尼%建模%實驗
단정압전현비량%등효점성조니%건모%실험
piezoelectric unimorph cantilever%equivalent viscous damping%modeling%experiment
为了完善压电悬臂梁非耦合集总参数模型,进而优化设计压电振子,本文根据机械振动理论以及阻尼理论,建立了单晶压电振子等效阻尼系数的理论模型.理论分析并实验验证了基板材料性能,结构尺寸以及截面形状等不同因素对等效机械阻尼及电阻尼的影响规律.最后,制备了3组不同形状尺寸的压电振子样品,并进行了冲击振动试验来验证理论分析结果.研究表明,压电材料层对整体阻尼的影响主要取决于基板与压电材料的弹性模量比;压电材料每个振动周期的电能损耗与悬臂梁长度的三次方成正比,与宽度成反比;而决定振幅放大因子的阻尼比并非随结构尺寸单调变化.实验结果与理论模型的误差为2.5％～14.7％,证明了理论模型的可靠性.分析表明,在可承受极限载荷相同的情况下,静态特性最优的变曲面悬臂梁动态特性并非最佳,得到的结果对于压电振子的优化设计具有现实意义.
為瞭完善壓電懸臂樑非耦閤集總參數模型,進而優化設計壓電振子,本文根據機械振動理論以及阻尼理論,建立瞭單晶壓電振子等效阻尼繫數的理論模型.理論分析併實驗驗證瞭基闆材料性能,結構呎吋以及截麵形狀等不同因素對等效機械阻尼及電阻尼的影響規律.最後,製備瞭3組不同形狀呎吋的壓電振子樣品,併進行瞭遲擊振動試驗來驗證理論分析結果.研究錶明,壓電材料層對整體阻尼的影響主要取決于基闆與壓電材料的彈性模量比;壓電材料每箇振動週期的電能損耗與懸臂樑長度的三次方成正比,與寬度成反比;而決定振幅放大因子的阻尼比併非隨結構呎吋單調變化.實驗結果與理論模型的誤差為2.5％～14.7％,證明瞭理論模型的可靠性.分析錶明,在可承受極限載荷相同的情況下,靜態特性最優的變麯麵懸臂樑動態特性併非最佳,得到的結果對于壓電振子的優化設計具有現實意義.
위료완선압전현비량비우합집총삼수모형,진이우화설계압전진자,본문근거궤계진동이론이급조니이론,건립료단정압전진자등효조니계수적이론모형.이론분석병실험험증료기판재료성능,결구척촌이급절면형상등불동인소대등효궤계조니급전조니적영향규률.최후,제비료3조불동형상척촌적압전진자양품,병진행료충격진동시험래험증이론분석결과.연구표명,압전재료층대정체조니적영향주요취결우기판여압전재료적탄성모량비;압전재료매개진동주기적전능손모여현비량장도적삼차방성정비,여관도성반비;이결정진폭방대인자적조니비병비수결구척촌단조변화.실험결과여이론모형적오차위2.5％～14.7％,증명료이론모형적가고성.분석표명,재가승수겁한재하상동적정황하,정태특성최우적변곡면현비량동태특성병비최가,득도적결과대우압전진자적우화설계구유현실의의.
