實(shí)驗(yàn)名稱：壓電陶瓷疲勞結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)分析

研究方向：隨著科技的不斷發(fā)展，能量的獲取越來越廣闊。從環(huán)境振動中直接俘獲能量的壓電俘能器成為近年來研究的熱點(diǎn)。本研究是通過分析壓電俘能單元的輸出特性與結(jié)構(gòu)參數(shù)的理論關(guān)系，從壓電陶瓷層的厚度和懸營梁的表面形狀兩個方面對壓電俘能單元的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。再從壓電材料疲勞角度，分析壓電陶瓷的疲勞與壓電俘能單元的振幅之間的理論關(guān)系，進(jìn)一步對壓電俘能單元結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。以提高壓電俘能單元的效率。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簭膲弘娞沾傻碾娖趤矸治鰤弘姺軉卧慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)合仿真數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)對壓電陶瓷電疲勞影響進(jìn)行驗(yàn)證和分析。

測試設(shè)備：信號發(fā)生器、ATA-3040B功率放大器、信號分析儀、示波器、壓電俘能器、激振臺等。

實(shí)驗(yàn)過程：通過試驗(yàn)測得壓電俘能單元分別在加速度幅值為2m/s、4m/s、6m/s時的固有頻率隨循環(huán)加載次數(shù)的關(guān)系曲線，來分析加速度幅值對壓電俘能單元固有頻率的影響。俘能單元的材料參數(shù)如表3.5所示，結(jié)構(gòu)尺寸如表3.6所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

從圖3.19可以看出，當(dāng)激振加速度為2m/s*s時，俘能單元的固有頻率幾乎沒有變化;而當(dāng)激振加速度為4m/s*s時，俘能單元的固有評論隨激振時間而減小，并且當(dāng)激振加速度為6m/s*s時，固有頻率的減小速度更快。通過計(jì)算，加速度為2m/s*s時的振幅與外加電場為1.5E,時的振幅等效，加速度為4m/s*s,的等效電場為1.55E，加速度為6m/s的等效電場為1.6E。

功率放大器推薦：ATA-3040C

圖：ATA-3040C功率放大器指標(biāo)參數(shù)

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