基于有限元法的壓電堆執(zhí)行器仿真分析.pdf

1、壓電噴油器是柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其執(zhí)行部件壓電堆執(zhí)行器與傳統(tǒng)的電磁閥式執(zhí)行器相比，具有響應(yīng)速度快、驅(qū)動(dòng)力大、精度高等特點(diǎn)。隨著節(jié)能減排的要求以及排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，對于燃油噴射壓力及噴射次數(shù)方面的要求也越來越高，壓電堆執(zhí)行器相對于電磁閥式執(zhí)行器的優(yōu)勢也愈加明顯，近年來迅猛發(fā)展，具有良好的發(fā)展趨勢。而壓電堆執(zhí)行器的輸出特性、模態(tài)以及疲勞特性等性能對于壓電噴油器的工作性能有著十分重要的影響，因此，對于壓電堆執(zhí)行器的研究具有十分重

2、要的意義。
　　 目前，壓電噴油技術(shù)只是被世界上一些汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國家所掌握應(yīng)用，屬于比較先進(jìn)的技術(shù)，在世界范圍內(nèi)特別是在中國壓電堆執(zhí)行器的實(shí)際應(yīng)用尚未得到大范圍的推廣，因此到目前為止國內(nèi)對其各方面的研究還比較少。為了更好地了解和應(yīng)用壓電堆執(zhí)行器，對壓電堆執(zhí)行器各個(gè)方面的性能形成一個(gè)較為全面和系統(tǒng)的認(rèn)識，本文在有限元分析的基礎(chǔ)上對其靜態(tài)特性、預(yù)應(yīng)力模態(tài)以及疲勞壽命、疲勞損傷等各方面性能進(jìn)行了初步的分析和探討。
　　 首先

3、利用ANSYS中的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL建立了壓電堆執(zhí)行器的有限元模型，并對其進(jìn)行靜態(tài)分析，得到了壓電堆執(zhí)行器的靜態(tài)位移輸出特性與力輸出特性，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。然后對自然狀態(tài)下以及實(shí)際工作情況下的壓電堆執(zhí)行器進(jìn)行了模態(tài)分析與預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，得到了壓電堆執(zhí)行器的固有頻率及振型圖，并將兩者得出的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析，對比發(fā)現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力作用下的同階振動(dòng)頻率要大于無預(yù)應(yīng)力作用下的同階振動(dòng)頻率，其加載預(yù)緊力時(shí)的固有