压电
- 谐振型压电泵的振子结构设计与优化
101）0 引言压电泵是利用压电振子作为驱动器件，利用逆压电效应使压电振子产生往复变形，引起泵腔的体积和压强发生交替变化实现流体的连续传输的一种微型泵，具有体积微小、能耗低、可精确控制流量、低电磁干扰等优点，在微量药物输送[1]、芯片水冷系统[2]、生物化学分析[3]以及燃料电池[4]等领域有广阔的应用前景。压电振子的结构简单且作为电能与机械能的能量转换元件，是压电泵的核心部件。压电振子工作在系统谐振频率处，能够产生最高的能量转换率，此时，压电泵可获得最佳
机械管理开发 2023年10期2023-11-30
- 折叠式压电振子的响应曲面优化分析
003）1 引言压电振子是压电换能器和压电驱动器的核心部件。利用压电材料的正压电效应可将振动能转换为电能，匹配能量采集电路，为负载提供电能。通常，压电振子的结构简单且易实现机械能与电能的相互转换，受到国内外专家的广泛研究［1-3］。对于压电振子，工作时的频率和外界频率相匹配时，其输出电能最大。目前，对压电振子发电性能的研究涉及较多。文献［4］提出的一种折叠式压电振子由弹性折叠梁和压电陶瓷片组成，其中压电陶瓷片粘贴在弹性薄梁层的上下表面。通过对折叠弹性梁施加
机械设计与制造 2023年7期2023-07-27
- 基于COMSOL Multiphysics压电道路中压电陶瓷的发电仿真
之相关的技术，而压电道路便是其中的一种。车辆行驶过路面，路面形变的能量大都以热量的形式流失，由于我国是一个交通大国，每年行驶在道路上的车辆不计其数，因此耗散的能量异常之大。有研究表明，在开放交通的条件下，中小型汽车碾压过压电路面，能够输出的开路电压达到15～80 V[1]，如果能够将这部分能源回收，对于我国的能源战略有非常大的价值。压电公路这个想法一经提出，便受到了国内外的广泛关注，国内外团队相继开展研究。其成本是太阳能发电的1/3，有很好的经济性。并且，
科技资讯 2023年1期2023-03-20
- 压电陶瓷支承对梁的横向振动与支反力抑制作用
另一种方法是利用压电材料对结构进行减振。从上个世纪开始，研究人员对压电片在梁、板等结构中起到的抑振作用进行了广泛研究[1-3]。利用压电材料的正/逆压电效应可将机械能和电能进行互相转换，基于此原理的被动、主动和主被动混合控制技术近年来得到了长足发展[4-6]。压电片在较薄的结构中能起到很好的抑振作用，但是对于质量过大或者厚度过大的结构，压电片的减振效果会受到影响。且在工程中当压电片粘贴在运动机构上时，外接电路的电线往往阻碍结构运动和轴系转动。对于柱状的压电
振动与冲击 2022年23期2022-12-14
- 多层PVDF堆叠式压电悬臂梁功率输出特性分析
越性[1]。利用压电材料制成的压电俘能器具有输出能量密度大、结构简单、易于加工、无需外部电源、便于实现小型化和集成化等诸多优点，受到国内外的学者普遍关注，具有非常广阔的应用前景[2]。从实际应用的角度来看，功率大小是研究压电俘能器的重要指标。功率输出不足是当前压电俘能器实现工程应用的主要阻碍[3]。因此如何提高压电俘能装置的输出功率成为近几年研究的关键问题。为解决传统压电悬臂梁输出功率有限，工程应用困难等问题，国内外诸多学者针对悬臂梁上压电层的厚度和层数展
振动与冲击 2022年15期2022-08-16
- 摩擦参数对压电执行器振动特性的影响
具有较大的刚度;压电驱动在接合时消耗的功率非常小.基于以上优点,执行器的主要应用之一是和压电材料一起用作主动振动控制.其中摩擦力作用下压电执行器的主动控制具有重要意义[7,10-11].振动特性分析是压电应用的前提,摩擦工况下的静态和振动控制都需要了解压电摩擦诱发振动的响应,从而提供所需要的振动控制信号.摩擦力是一种实时变化的动态力,所以很难得到摩擦力作用下的结构振动响应的解析解.据作者所知,还没有对摩擦力作用下的压电执行器的振动特性和参数分析的研究.鉴于
东北大学学报（自然科学版） 2022年6期2022-07-08
- 逆压电条件下压电悬臂梁可靠性计算
700)0 引言压电智能结构由于其自身特有的正压电与逆压电效应，在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛的应用，关于压电材料的正压电效应研究成果比较多[1-3]。文献[4-6]研究了正压电效应下的压电结构的应用，给出了不同场合、不同工况下的压电结构的应用原理与方法。相对来说，关于逆压电条件下的结构分析研究起步较晚，成果较少，文献[7]研究了空间桁架结构自适应控制，发现压电结构在逆压电条件下，可以使空间桁架结构达到自我控制、自我适应的效果。文献[8]研究了压电驱
仪表技术与传感器 2022年4期2022-05-31
- 压电陶瓷驱动高频喷射阀的结构设计
浪费。目前，由于压电陶瓷压电性能优越、响应速度快和耐久性好的特点，使其成为精准控制阀的首选材料。国内外学者对压电陶瓷驱动阀进行了深入的研究[3]。压电陶瓷驱动阀以不同的结构特征分为：先导型、直动型、喷嘴挡板型和开关型等4类。杨庆俊等[4]提出一种采用压电驱动器控制先导阀口开度的比例减压阀，通过Simulink软件分析了结构参数对阀的静态特性的影响。俞军涛等[5]提出了一种压电直接驱动伺服阀，设计了一种新型的液压微位移放大结构，对膜片结构进行了刚度和强度分析
轻工机械 2022年1期2022-03-23
- 上海硅酸盐所高温压电陶瓷材料研究取得进展
铋层状结构高温压电陶瓷是重要的功能材料，其典型代表钛酸铋（Bi4Ti3O12，简 称BIT）是国际上482℃高温压电振动传感器用压电材料的首选，在高温、高辐照、复杂振动等严苛环境下对关键装备的振动监测和健康管理。BIT压电陶瓷的居里温度（TC=675℃）高，但其晶体结构决定自发极化方向受到二维限制，因此导致压电系数偏低，高温电阻率较低导致漏电流偏大，制约了BIT压电陶瓷在高温领域中的实际应用。近日，中国科学院上海硅酸盐研究所压电陶瓷材料与器件研究团队通过离
航空制造技术 2022年10期2022-01-01
- 万向型压电换能器发电性能理论分析与实验
振动能量为对象的压电振动发电技术的研究表现出强劲的势头，为了能够获得具有较高发电能力的压电振动发电装置，相关研究人员进行了大量的理论研究和试验研究［2-7］，为压电振动发电装置的实用化奠定了良好的基础。例如，2005年，文献［8］研究了单悬臂梁压电发电装置的发电性能问题，研究过程中，建立了其发电理论模型，结果表明，单悬臂梁压电发电装置能够在较低频率的环境振动源中收集到较多的能量，所收集的能量完全能够满足低功耗无线传感器节点的供能需求；2013年，文献［9］
机械设计与制造 2021年10期2021-10-20
- 8305型标准压电加速度计安装方向对测量结果的影响
学研究院0 引言压电加速度计是常见的振动类传感器，广泛应用于振动噪声控制领域，如航空航天、汽车和船舶、建筑测量、机械制造、旋转机械和电力系统。压电加速度计根据压电元件所处的不同位置分为标准压电加速度计和工作用压电加速度计。标准压电加速度计的压电元件在加速度计的顶端，工作用压电加速度计的压电元件在其底端[1-3]。1 工作原理压电加速度计主要由质量块、压电元件和基座组成，利用压电元件的正压电效应进行工作。即当加速度计测振时，压电元件受到质量块的惯性力作用，产
上海计量测试 2021年4期2021-09-13
- 纤维素/ZnO压电纸的制备与性能 *
40)0 引 言压电材料是指受到压力作用时会在两端面间出现电压的材料[1]。压电材料分为无机和有机两大类[2]。无机压电材料具有压电系数高、易掺杂改性、稳定性好、使用寿命长等特点。有机压电材料具有较高的柔韧性、低密度、低阻抗和高压电电压常数等优点[3]。压电材料广泛应用于许多电子应用中，如换能器、传感器和致动器[4-5]。纤维素是地球上最丰富的天然聚合物，广泛存在于棉花和木材中，具有可再生和可生物降解的突出优点，属于环境友好型天然高分子[6-9]。纤维素的
功能材料 2021年6期2021-07-12
- 压电促动器的研制及其减振效果
亟待解决的问题。压电陶瓷是指经直流高压电场极化处理后具有压电效应的铁电陶瓷，具有密度小、响应精度高，频响高和输出力大等优点[3]，目前已应用在卫星[4]、空间望远镜等微振动抑制方面。单片压电陶瓷的输出位移较小，难以抑制实际工程中的大振幅振动，这极大限制了其应用。压电层的串联可以大幅增加相同电压下压电陶瓷的输出位移[3]，因此通常将压电陶瓷片串联制成压电层串联、电极层并联的压电叠堆，以达到低电压驱动、高性能输出的目的[3]。压电叠堆是将多层压电片通过环氧树脂
机械工程材料 2021年6期2021-06-30
- 弯曲摆动无阀式压电泵理论分析与模拟
070)1 引言压电泵具有广泛的应用前景，压电泵的微型流体系统也可以应用于燃料电池之中，对燃料电池的阴、阳极燃料进行补给和循环，从而简化燃料电池外置设备，缩小电池整体体积和能量损耗，从而提高电池的发电效率。有很多学者提出了很多不同而结构和设计，改善了压电泵的内部流场特性，提高了压电泵的输出能力。其中无阀式压电泵，因为结构简单，制造方便，便于控制，大量的专家学者对其进行研究[1]。文献[1]首次利用流体在一种特殊的流管中的流动时其正反流阻特性不同的原理，制作
机械设计与制造 2021年6期2021-06-27
- 位移载荷下折叠式压电振子的疲劳分析
003)0 引言压电俘能器利用压电材料的正压电效应将振动能转换为电能，通过匹配能量采集电路，为负载提供电能。通常压电俘能器的结构简单且易发电，因而国内外专家已广泛研究[1-2]。本文提出的一种折叠式压电振子结构[3]由压电层、弹性层和粘结层组成。在实际应用中，压电振子的固有频率与环境的振动频率接近，使其机电转换性能得到充分利用。相应地，随着交变位移作用，折叠压电振子的各部分材料将会出现疲劳现象，直至结构产生破坏。由此可见，疲劳寿命将成为影响压电振子输出电能
压电与声光 2020年5期2020-10-28
- 弯曲摆动作用下MFC输出开路电压幅值的研究
烯(PVDF)和压电纤维复合材料(MFC)等柔性压电材料因其质地柔软、易制作等特点成为研究这种在流体中俘能的主要材料。柔性压电材料多应用于压电俘能[1-3]、振动传感测量[4]及力敏传感器[5]等领域。谢涛教授采用MFC压电纤维片制作了压电振子，并研究了其在流体卡门涡街场中的俘能规律[6]。Giacomello等[7]提出了使用IPMC薄膜材料的水下俘能装置，试验结果表明，使用尺寸为11 mm×33 mm×0.2 mm的IPMC薄膜，在外接最佳负载时，俘能
压电与声光 2020年3期2020-07-07
- 浅谈压电智能材料在结构减振控制中的应用
000）0 引言压电材料是一种新型的智能材料，它具有正、逆压电效应，即在受到外界荷载激励时会在材料表面会形成正负相反的电荷，电荷量的大小与外界施加激励成正比，当外界激励消失时，材料又处于不带电状态。基于压电材料独特的正逆压电效应，将其作为传感器与作动器，直接布置在结构表面进行振动控制，缩减了振动控制时的中间环节，从而大幅提高控制效率。1 压电材料的分类及特点从压电材料被发现以来，其种类也得到了极大地丰富。目前主要包括压电陶瓷、压电单晶、压电聚合物、压电纤维
四川水泥 2020年4期2020-05-25
- 基于COMSOLMultiphysics的新型压电驱动器仿真分析
科学技术的进步，压电材料应用越来越广泛，尤其在半导体工艺、激光雷达等领域中，以压电材料为核心材料的激光扫描器应用广泛。压电光学扫描器一般使用压电陶瓷驱动器进行直接驱动，在自适应光学补偿中被广泛使用。压电陶瓷由于驱动位移量小，在扫描器频率较高情况下会造成扫描角度小，限制了压电陶瓷的应用。为改善传统压电陶瓷驱动位移量小的缺点，国内外相关研究机构设计了多种具有位移放大功能的压电驱动器，其主要使用杠杆放大原理，应用在多种微位移驱动机构领域。虽然具有位移放大功能的压
装备制造技术 2019年4期2019-06-21
- 压电陶瓷粉含量及表面附着微粒对0-3型压电复合材料性能的影响
37)0 引 言压电材料在工业中有着广泛的应用，其具有的压电效应能够实现机械能和电能的互相转换，这是传感器和致动器的工作原理之一。目前，工业中使用的压电材料主要有以锆钛酸铅(PZT)为代表的陶瓷材料和以聚偏二氟乙烯(PVDF)为代表的聚合物材料。PZT陶瓷具有强压电性、高介电常数、高机电耦合系数等优点[1]，因此尽管其存在有毒性和脆性较大的缺点，但仍被广泛应用于传感器和致动器等领域[2]。自1969年研究人员发现聚偏二氟乙烯具有压电性以来，具有柔性特征的压
机械工程材料 2018年6期2018-06-22
- 单、双层主动吸声材料驱动电压的计算
单、双层主动吸声压电材料表面驱动电压的计算方法：单层主动吸声系统以一层压电材料作为驱动电压来防止反射波的传播，双层主动吸声系统则通过两层压电材料的协调来防止反射波和投射波的传播。分别通过理论法和声电类比法对单层主动吸声系统和双层主动吸声系统两种方式进行计算、比较和分析。其中，理论法根据相关定理和定律对主动吸声方式进行解释，声电类比法则将产生的声信号与电或力的情形相类比。采用Matlab软件对以上两种方法进行仿真。仿真结果对主动吸声以及主动隔声的研究具有指导
中原工学院学报 2016年6期2016-12-30
- 浅谈如何提高压电陶瓷点火器的着火率
）浅谈如何提高压电陶瓷点火器的着火率廖远锦1，梁燕珍1，梁彩芬2（1.佛山市金甲环保科技有限公司，佛山528000； 2.佛山市建材行业协会，佛山528000）为了更有效地提高压电陶瓷点火器的着火率，我们对企业的不合格品进行抽样试验，通过试验数据并结合企业使用的设备及配件进行分析，试验证明：压电座的平行度对压电陶瓷点火器质量有着相当重要的影响。生产中应严格控制压电座的平行度差值，当平行度差值控制在＜0.03 mm范围内时，压电陶瓷点火器的着火率有明显的提
佛山陶瓷 2016年3期2016-09-15
- 变截面压电单晶梁发电性能研究❋
收集的方式主要有压电式［3－7］、静电式［8］和电磁式［9，10］三种。压电式振动能量收集装置因结构紧凑、寿命长、清洁环保等特性，在不久的将来有望成为电池的替代品，为各类微机电系统及低功率无源传感器提供动力。在各种类型的压电式振动能量收集装置中，悬臂梁形压电振动能量收集装置因结构简单、能量收集效率高而被广泛研究，但以往主要侧重于截面厚度不变的压电梁发电性能的理论和实验研究。本文将对变截面压电单晶梁的发电性能进行研究。1 变截面压电单晶梁结构及工作原理图1为
机械工程与自动化 2014年5期2014-12-31
- 多点粘贴压电层合梁的数值模拟
09)0 引 言压电层合结构作为传感器与致动器，在航天、精密控制与测量及微机电系统中广为采用[1，2]。压电层合结构已成为近20年来国内外学者研究的热点，近年来用于压电多层结构分析的有限元数值方法得到了飞速发展。文献[3，4]最早开展了这方面的研究工作;文献[5]总结了压电三明治层合结构的有限元理论;文献[6]基于离散层理论提出了板壳的有限元分析模型;文献[7]提出了一种能用于拉伸致动与剪切致动3层压电耦合结构分析的通用有限元模型;文献[8]运用双线性四节
合肥工业大学学报（自然科学版） 2011年4期2011-03-15
- 无铅压电材料锆钛酸钡钙诞生
对环境无害的无铅压电材料——锆钛酸钡钙,其压电性能超越了全球使用了长达半个世纪的压电材料锆钛酸铅 (PZT)陶瓷。该产品以二氧化锆、碳酸钡、碳酸钙和二氧化钛为原料,采用陶瓷固相烧结法生产而成。和以往的无铅压电材料相比,锆钛酸钡钙具有出色的压电性能,压电系数高达620 pC/N,首次超过了锆钛酸铅 250～590 pC/N的压电性能。这种新材料目前还处于实验室阶段,预计 5～10 a后有望广泛应用于工业和家电领域。
无机盐工业 2010年1期2010-03-21
- 压电陶瓷的极化原理和测试方法
业部 陕西西安)压电陶瓷的极化原理和测试方法杜克相 潘中印 段亚玲(东方地球物理公司装备制造事业部 陕西西安)压电陶瓷材料的“铁电性”是压电材料的一个重要性能。对压电陶瓷材料做极化处理,使压电材料有了方向性,也使压电性有一个质的飞跃。文章介绍了有关压电陶瓷材料的极化处理知识和压电陶瓷的常用测量方法,以便压电地震检波器的设计人员在选用压电陶瓷材料时能更方便、更准确。地震检波器;压电陶瓷;极化;测试方法0 引 言压电地震检波器是一种加速度检波器,地震勘探中应用
石油管材与仪器 2010年4期2010-02-06