考虑粘结层的悬臂压电振子发电性能分析.pdfVIP

第 3期 机械设计与制造 2016年 3月 Machinery Design Manufacture 171 考虑粘结层的悬臂压电振子发电性能分析 王玉山 ，龚立娇 ，王 锐 (1．石河子大学 水利建筑工程学院，新疆 石河子 832003； 2．石河子大学 机械电气工程学院，新疆 石河子 832003； 3．石河子大学 理学院，新疆 石河子 832003) 摘 要：利用压电振子将环境中的振动能量转换为电能是近年研究的热点，研究发现，叠层压电振子中，粘结层厚度对压 电振子的发电性能以及抗剪强度均有较大影响。针对矩形、梯形截面形状悬臂梁叠层压电振子，利用ANSYS有限元分析 软件仿真分析了其粘结层厚度不同时对于叠层压电振子发电性能及抗剪强度的影响关系。结果表明：随着粘结层厚度的 增加，虽然梯形截面叠层压电振子对低频振动的环境能量转换效率要高，但梯形截面压电振子会比矩形截面更容易发生 剪切破坏；综合分析表明当粘结层厚度控制在基底层厚度的(1／4～1／5)左右时，叠层压电振子的发电性能及抗剪强度较为 理想。 关键词：粘结层厚度；叠层压电振子；抗剪强度；发电性能；仿真分析 中图分类号：TH16；TB381；0325 文献标识码 ：A 文章编号：1001～3997(2016)03—0171—04 GeneratingCapacityAnalysisofPiezoelectricVibratorswithAdhesiveLayer WANGYu-shan，GONGLi-jiao，WANGRui (1．CollegeofWaterConservancyArchitecturalEngineering，ShiheziUniversity，XinjiangShihezi832003，China； 2．CollegeofMachineryandElectricalEngineering，XinjiangShiheziUniversity，XinjiangShihezi832003，China； 3．CollegeofScience，ShiheziUniversity，XinjiangShihezi832003，China) Abstract：Thevibrationenergyoftheenvironmentbeingabletobeconvertedintoelectricaleneryg byusingpiezoelectric vibrator鲫∞Oneofhteresearchhotspot．Thethicknessofadhesivelayerhad greatinfluenceOnthegeneratingcapacityand theshearstrengthoflaminatedpiezoelectricvibrator．Theanalysismodelswereestbalishedtosimulatethe influencefromthe differentthciknessesofhteadhesivelayerforthegeneratingcapacityandthesherastrengthofpiezoelectrcivibratorwith rectnagularortrpaezoidalcrosssectoinbyusingANSYSSO~WOIe．Thereserachresultsshowedthat，withhteincreaseof thicknessofadhesivelayer，whilethe conversoine~ceincyofthelaminatedpiezoeelctricvibratorwithtrpaezodialcross sectoinwouldbehigher，b