周期性強沖擊振動環(huán)境下d15模式壓電俘能器研究.pdf

1、鐵路軌道和隧道路面的振動、汽車和船舶在行進中的振動等含有豐富的能量，而且多為振動加速度大、持續(xù)時間短的沖擊振動，振動加速度高達幾十g，而通常壓電俘能器（PEH）所收集的振動能量幅度不大于5g，所以針對強沖擊的振動特征，本文對能量收集能力強、耐沖擊、無溫漂的 d15剪切模式壓電俘能器和具備緩釋儲能功能的電路進行了研究。
　　本研究以PZT壓電陶瓷為應用材料，推導d-型壓電方程得到壓電俘能器的理論建?；A，利用ANSYS有限元軟件對P

2、ZT進行建模。針對沖擊振動持續(xù)時間短、振動加速度大的特點，分別設計了直立型、懸臂梁型和L型三種d15模式壓電俘能器，分別建立ANSYS有限元模型對俘能器的輸出特性進行分析，得到了俘能器的輸出性能與激勵頻率和外接負載的關系，其中直立型俘能器的輸出電壓與外界激勵呈良好的線性關系，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構中最高，為33.64μW。在實驗室環(huán)境下搭建了俘能器測試系統(tǒng)，對三種俘能器的性能進行了測試，實測和仿