2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、含金屬芯壓電纖維具有直接的機(jī)電轉(zhuǎn)換性能,可以模仿自然界的生物毛發(fā)感受器,感知周圍環(huán)境的氣流變化或振動情況。把含金屬芯壓電纖維用作仿生氣流與低頻振動傳感器時(shí),需要重新設(shè)計(jì)纖維表面電極的分布形式,制備新型的含金屬芯壓電纖維器件。本文設(shè)計(jì)了兩種新的表面電極分布形式,即表面部分電極含金屬芯壓電纖維(PMPF,Partial electrode of metal core piezoelectric fiber)和表面對稱電極含金屬芯壓電纖維(S

2、MPF,Symmetricelectrodes ofmetal core piezoelectric fiber),并對PMPF和SMPF的氣流、振動傳感特性進(jìn)行了初步的研究,取得了一定的成果,主要研究內(nèi)容如下:
  (1)設(shè)計(jì)并制備了表面部分電極含金屬芯壓電纖維(PMPF),基于能量法和平均電荷法,分別建立了懸臂梁結(jié)構(gòu)PMPF靜態(tài)氣流傳感模型和動態(tài)氣流傳感模型。通過理論與數(shù)值仿真,給出了PMPF產(chǎn)生的電荷值與表面電極分布角度、纖

3、維長度的關(guān)系。搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),測試了PMPF對準(zhǔn)靜態(tài)氣流和動態(tài)氣流的響應(yīng),驗(yàn)證了PMPF對氣流的速度和方向的傳感性能。
  (2)根據(jù)第四類壓電方程和機(jī)械振動理論,建立了懸臂梁結(jié)構(gòu)PMPF電壓型振動傳感模型?;诶碚撃P停治隽薖MPF表面金屬層電極分布角度和長度對產(chǎn)生電壓值的影響,以及PMPF的結(jié)構(gòu)尺寸與其彎曲共振頻率的關(guān)系。搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),測量了PMPF的振動沖擊響應(yīng)和簡諧激勵(lì)響應(yīng),驗(yàn)證了懸臂梁結(jié)構(gòu)PMPF電壓型振動傳感理論模

4、型。
  (3)設(shè)計(jì)并制備了表面對稱電極含金屬芯壓電纖維(SMPF),基于第一類壓電方程,建立了懸臂梁結(jié)構(gòu)SMPF的氣流傳感理論模型,推導(dǎo)了SMPF產(chǎn)生電荷與氣流速度、方向之間的關(guān)系,分析了中間金屬芯對SMPF表面兩電極電荷值以及對纖維機(jī)械性能的影響。并搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了懸臂梁結(jié)構(gòu)SMPF對準(zhǔn)靜態(tài)氣流的速度和方向傳感性能。
  (4)根據(jù)第一類壓電方程和機(jī)械振動理論,建立了懸臂梁結(jié)構(gòu)SMPF的振動傳感理論模型,分析了

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