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1、鐵路軌道和隧道路面的振動(dòng)、汽車和船舶在行進(jìn)中的振動(dòng)等含有豐富的能量,而且多為振動(dòng)加速度大、持續(xù)時(shí)間短的沖擊振動(dòng),振動(dòng)加速度高達(dá)幾十g,而通常壓電俘能器(PEH)所收集的振動(dòng)能量幅度不大于5g,所以針對(duì)強(qiáng)沖擊的振動(dòng)特征,本文對(duì)能量收集能力強(qiáng)、耐沖擊、無(wú)溫漂的 d15剪切模式壓電俘能器和具備緩釋儲(chǔ)能功能的電路進(jìn)行了研究。
本研究以PZT壓電陶瓷為應(yīng)用材料,推導(dǎo)d-型壓電方程得到壓電俘能器的理論建?;A(chǔ),利用ANSYS有限元軟件對(duì)P
2、ZT進(jìn)行建模。針對(duì)沖擊振動(dòng)持續(xù)時(shí)間短、振動(dòng)加速度大的特點(diǎn),分別設(shè)計(jì)了直立型、懸臂梁型和L型三種d15模式壓電俘能器,分別建立ANSYS有限元模型對(duì)俘能器的輸出特性進(jìn)行分析,得到了俘能器的輸出性能與激勵(lì)頻率和外接負(fù)載的關(guān)系,其中直立型俘能器的輸出電壓與外界激勵(lì)呈良好的線性關(guān)系,懸臂梁型俘能器的能量緩釋效果最好,L型俘能器的輸出功率在三種結(jié)構(gòu)中最高,為33.64μW。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下搭建了俘能器測(cè)試系統(tǒng),對(duì)三種俘能器的性能進(jìn)行了測(cè)試,實(shí)測(cè)和仿
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