復(fù)合型懸臂梁壓電俘能器理論與實驗研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、如何向微電子產(chǎn)品無線供能是當(dāng)前研究的一個熱點問題。由于電池供電本身的缺陷和使用環(huán)境的限制,使人們更加熱衷于研究無源供能技術(shù)。由壓電材料制成的壓電發(fā)電裝置具有不發(fā)熱、無電磁干擾、無污染,結(jié)構(gòu)簡單,易于加工制作和實現(xiàn)機構(gòu)的微小化、集成化等優(yōu)點,因而備受關(guān)注。近年來,將壓電材料產(chǎn)生的電能用作驅(qū)動微功率電器電源的研究才剛剛開始,但已經(jīng)展示出壓電發(fā)電與能量存儲技術(shù)的光明前景。
  在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)之上,本文針對復(fù)合型懸臂梁壓電俘能器進(jìn)行

2、了理論和實驗研究。為了達(dá)到初步調(diào)節(jié)俘能器振子振動頻率特性的目的,本文分別設(shè)計了一套可實現(xiàn)長度調(diào)節(jié)的雙晶懸臂梁壓電振子以實現(xiàn)其固有頻率的調(diào)節(jié),并建立該壓電振子固有頻率的理論模型;設(shè)計了L型懸臂梁壓電振子以調(diào)節(jié)其前兩階固有頻率,并建立了其前兩階固有頻率的理論模型;設(shè)計一個懸臂梁陣列以實現(xiàn)其在一定的頻段內(nèi)產(chǎn)生諧振或者近似諧振,并建立了其各階固有頻率的理論模型。
  在理論分析的基礎(chǔ)之上,對三種類型的懸臂梁壓電振子進(jìn)行有限元仿真。結(jié)果表明

3、有限元仿真分析結(jié)果與數(shù)值計算基本吻合。由模態(tài)分析得出了懸臂梁壓電振子固有頻率隨長度變化的關(guān)系,L型懸臂梁壓電振子的結(jié)構(gòu)參數(shù)及多臂型懸臂梁的各階彎振模態(tài)的固有頻率,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了有限元諧響應(yīng)分析,得出了三種懸臂梁壓電俘能器的輸出電壓與激振頻率的關(guān)系。
  為了驗證理論和有限元仿真分析結(jié)果的正確,本文制作三種類型的壓電懸臂梁俘能器并建立了實驗系統(tǒng),分別采用PSV-400-m2激光測振儀和HP4294A阻抗分析儀測量了各壓電振子的振

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