基于壓電材料的能量采集研究.pdf

1、能量是發(fā)展科技的關鍵，歷史上主要的技術發(fā)展都與新能源的利用或能源利用方法的改進相關。尤其是將自然環(huán)境中浪費掉的能量進行采集、存儲并利用具有顯著的環(huán)保意義，具有廣闊的工程應用前景。 本文首先分析了壓電懸臂結構受簡諧力激勵下的能量輸出，給出了一種壓電陶瓷-金屬復合結構壓電發(fā)電器件的設計，并進行了制備；然后在此基礎上進行了試驗研究；最后研究了適合低頻壓電陶瓷－金屬結構發(fā)電器件的能量采集電路。主要研究內容和結果包括： 1.從壓

2、電方程入手，分析了壓電發(fā)電元件在力作用下產(chǎn)生電荷，輸出電壓的原理，討論了用于能量采集的壓電元件等效電路模型。 2.通過振動方程并結合力學邊界條件，對懸臂壓電梁能量采集進行了理論分析。結果表明：壓電懸臂梁是一個高效率的能量采集結構，尤其適合應用在低頻振動環(huán)境中。 3.給出了壓電陶瓷－金屬層疊結構的懸臂式壓電發(fā)電機設計方案并進行了工藝制備，構建了試驗平臺，進行了試件的試驗研究，研究分析了激振力作用下產(chǎn)生的能量輸出效果。