振动模态对压电发电机陶瓷片粘贴位置的影响
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- 2021-04-28
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通过对压电单晶悬臂梁振动发电机陶瓷片建模及理论计算,分析了一阶振型与二阶振型状态下陶瓷片不同贴片位置与振动发电机发电能力的关系,利用欧拉伯努利梁模型并通过电机开路电压、短路电流及LED照明试验,得到了最佳贴片位置。试验表明在一阶模态时,陶瓷片贴于悬臂梁根部的电机能够获得最大的发电量,对4种不同贴片位置电机的发电试验显示,陶瓷片贴于根部的电机其开路电压及短路电流分别是其他电机的4倍以上,驱动的LED功率为其他电机的10倍以上。而对于二阶振型,陶瓷片贴于悬臂梁中间位置的电机发电量最大,贴于根部位置的电机次之,6种不同贴片位置电机的发电试验表明,前者开路电压、短路电流分别为后者的1.2倍和1.9倍以上,两者驱动的LED功率相差1.4倍以上。试验结果与计算结果均表明:一、二阶模态时悬臂梁最佳贴附位置分别是根部和中间位置,设计时需根据不同振型选择陶瓷片最佳粘贴位置。
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