压电与声光
壓電與聲光
압전여성광
PIEZOELECTRICS & ACOUSTOOPTICS
2013年
6期
889-892
,共4页
单晶压电振子%二维优化设计%评价函数%固有频率
單晶壓電振子%二維優化設計%評價函數%固有頻率
단정압전진자%이유우화설계%평개함수%고유빈솔
monocrystal piezoelectric generator%two dimensions optimal design%evaluation function%natural frequency
为优化单晶压电振子结构,提高其在特定工作环境要求下的能量转化效率,建立了输出电荷量的振子形状函数的理论模型.综合考虑发电效能、工作面积、结构体积及紧凑度在实际应用中的重要度,通过对各个因子的无量纲化处理,建立了单晶压电振子的评价函数.以某特定风动能环境下的风力压电发电机为例,对压电振子进行了二维优化设计,理论计算结果表明,相比于等截面矩形悬臂梁式压电振子,优化结构的发电量提高了51.8％,工作面积及结构体积分别减小了11.75％,30.41％.与一维优化的梯形压电振子相比,综合性能也有一定提高.但利用有限元软件对优化压电振子进行振型分析发现,其固有频率相比于矩形振子有所提高,使得在较低振动频率环境中的应用受到一定限制.
為優化單晶壓電振子結構,提高其在特定工作環境要求下的能量轉化效率,建立瞭輸齣電荷量的振子形狀函數的理論模型.綜閤攷慮髮電效能、工作麵積、結構體積及緊湊度在實際應用中的重要度,通過對各箇因子的無量綱化處理,建立瞭單晶壓電振子的評價函數.以某特定風動能環境下的風力壓電髮電機為例,對壓電振子進行瞭二維優化設計,理論計算結果錶明,相比于等截麵矩形懸臂樑式壓電振子,優化結構的髮電量提高瞭51.8％,工作麵積及結構體積分彆減小瞭11.75％,30.41％.與一維優化的梯形壓電振子相比,綜閤性能也有一定提高.但利用有限元軟件對優化壓電振子進行振型分析髮現,其固有頻率相比于矩形振子有所提高,使得在較低振動頻率環境中的應用受到一定限製.
위우화단정압전진자결구,제고기재특정공작배경요구하적능량전화효솔,건립료수출전하량적진자형상함수적이론모형.종합고필발전효능、공작면적、결구체적급긴주도재실제응용중적중요도,통과대각개인자적무량강화처리,건립료단정압전진자적평개함수.이모특정풍동능배경하적풍력압전발전궤위례,대압전진자진행료이유우화설계,이론계산결과표명,상비우등절면구형현비량식압전진자,우화결구적발전량제고료51.8％,공작면적급결구체적분별감소료11.75％,30.41％.여일유우화적제형압전진자상비,종합성능야유일정제고.단이용유한원연건대우화압전진자진행진형분석발현,기고유빈솔상비우구형진자유소제고,사득재교저진동빈솔배경중적응용수도일정한제.
