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Rainbow型压电换能结构的有限元分析与实验
被引量：
8
1
作者
刘祥建
陈仁文
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第4期789-796,共8页
提出了一种换能部分采用新颖的Rainbow型压电结构的多方向振动能量收集装置。为了分析和测试Rainbow型压电换能结构的发电性能,对该装置进行了有限元分析和实验测试。有限元分析表明,金属基片的宽度与厚度、压电薄膜的宽度与长度及换能...
提出了一种换能部分采用新颖的Rainbow型压电结构的多方向振动能量收集装置。为了分析和测试Rainbow型压电换能结构的发电性能,对该装置进行了有限元分析和实验测试。有限元分析表明,金属基片的宽度与厚度、压电薄膜的宽度与长度及换能结构初始曲率半径的增大会引起换能结构输出开路电压的降低;金属基片长度的增大会引起换能结构输出开路电压的增加;压电薄膜厚度的增大会使得换能结构输出开路电压先增加后减小。实验显示,有限元分析与实验结果具有较好的一致性,且都在压电薄膜厚度为0.25mm时换能结构的输出电压最大,得到的结果验证了有限元分析的可靠性。另外,在输出功率测试中,换能结构的输出功率达到了7.75μW。分析及测试结果为Rainbow型压电换能结构的设计、制作提供了指导性意见。
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关键词
Rainbow型
压电换能结构
多方向振动能量收集
有限元分析
发电
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职称材料
褶皱型复合式压电换能结构的建模及分析
2
作者
于丽
陈仁文
《压电与声光》
CSCD
北大核心
2011年第4期585-589,共5页
主要针对现有的Rainbow型和折叠型压电换能结构的不足,提出一种新型的具有较大变形能力,坚固的压电换能结构,即褶皱型复合式压电换能结构。主要对3种结构进行对比及对褶皱型复合式压电换能结构进行理论建模,并在理论上对褶皱型压电换能...
主要针对现有的Rainbow型和折叠型压电换能结构的不足,提出一种新型的具有较大变形能力,坚固的压电换能结构,即褶皱型复合式压电换能结构。主要对3种结构进行对比及对褶皱型复合式压电换能结构进行理论建模,并在理论上对褶皱型压电换能结构的参数对电势的影响进行分析。利用ANSYS有限元分析软件进行仿真分析,在相同条件下对比3种结构的变形,以及验证理论分析结果的正确性。
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关键词
压电换能结构
理论模型
结构
参数
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职称材料
多方向压电振动能量收集装置及其优化设计
被引量：
24
3
作者
侯志伟
陈仁文
刘祥建
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2012年第16期33-37,共5页
为实现对不同方向环境振动能量的收集,提出一种新颖的多方向振动能量收集装置的设计结构,装置的换能部分采用了一种Rainbow型压电结构。为提高多方向振动能量收集装置收集能量的效果,以多方向振动能量收集装置输出的总电能为目标函数,...
为实现对不同方向环境振动能量的收集,提出一种新颖的多方向振动能量收集装置的设计结构,装置的换能部分采用了一种Rainbow型压电结构。为提高多方向振动能量收集装置收集能量的效果,以多方向振动能量收集装置输出的总电能为目标函数,综合考虑金属弹性基片的强度、装置振动的固有频率及装置的尺寸空间要求等多种因素,采用序列二次规划法对能量收集装置的结构参数进行了优化。该多方向振动能量收集装置经过优化后,在Y向激励时,其输出的总电能为37.146μJ,比优化前提高了30.82%,当沿装置体对角线方向激励时,结构装置输出的总电能为58.715μJ,比优化前提高了29.24%,装置的能量收集效果得到了明显提高。分析结果为多方向振动能量收集装置的设计、制造及应用提供了技术依据。
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关键词
多方向
振动能量收集
RAINBOW
压电换能结构
优化设计
电能
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职称材料
题名
Rainbow型压电换能结构的有限元分析与实验
被引量：
8
1
作者
刘祥建
陈仁文
机构
南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第4期789-796,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.10972102)
江苏省科技支撑计划资助项目(No.BE2009163)
文摘
提出了一种换能部分采用新颖的Rainbow型压电结构的多方向振动能量收集装置。为了分析和测试Rainbow型压电换能结构的发电性能,对该装置进行了有限元分析和实验测试。有限元分析表明,金属基片的宽度与厚度、压电薄膜的宽度与长度及换能结构初始曲率半径的增大会引起换能结构输出开路电压的降低;金属基片长度的增大会引起换能结构输出开路电压的增加;压电薄膜厚度的增大会使得换能结构输出开路电压先增加后减小。实验显示,有限元分析与实验结果具有较好的一致性,且都在压电薄膜厚度为0.25mm时换能结构的输出电压最大,得到的结果验证了有限元分析的可靠性。另外,在输出功率测试中,换能结构的输出功率达到了7.75μW。分析及测试结果为Rainbow型压电换能结构的设计、制作提供了指导性意见。
关键词
Rainbow型
压电换能结构
多方向振动能量收集
有限元分析
发电
Keywords
Rainbow piezoelectric energy transferring element
multi-direction vibration energy harvesting
finite element analysis
generating electricity
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
TM31 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
褶皱型复合式压电换能结构的建模及分析
2
作者
于丽
陈仁文
机构
南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室
出处
《压电与声光》
CSCD
北大核心
2011年第4期585-589,共5页
基金
国家自然科学基金重点资助项目(10972102)
文摘
主要针对现有的Rainbow型和折叠型压电换能结构的不足,提出一种新型的具有较大变形能力,坚固的压电换能结构,即褶皱型复合式压电换能结构。主要对3种结构进行对比及对褶皱型复合式压电换能结构进行理论建模,并在理论上对褶皱型压电换能结构的参数对电势的影响进行分析。利用ANSYS有限元分析软件进行仿真分析,在相同条件下对比3种结构的变形,以及验证理论分析结果的正确性。
关键词
压电换能结构
理论模型
结构
参数
Keywords
piezoelectric transducer
theoretical model
structural parameter
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
多方向压电振动能量收集装置及其优化设计
被引量：
24
3
作者
侯志伟
陈仁文
刘祥建
机构
南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室
淮阴工学院机械工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2012年第16期33-37,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(10972102)
教育部博士点基金资助项目(200802870007)
江苏省科技支撑计划项目(BE2009163)
文摘
为实现对不同方向环境振动能量的收集,提出一种新颖的多方向振动能量收集装置的设计结构,装置的换能部分采用了一种Rainbow型压电结构。为提高多方向振动能量收集装置收集能量的效果,以多方向振动能量收集装置输出的总电能为目标函数,综合考虑金属弹性基片的强度、装置振动的固有频率及装置的尺寸空间要求等多种因素,采用序列二次规划法对能量收集装置的结构参数进行了优化。该多方向振动能量收集装置经过优化后,在Y向激励时,其输出的总电能为37.146μJ,比优化前提高了30.82%,当沿装置体对角线方向激励时,结构装置输出的总电能为58.715μJ,比优化前提高了29.24%,装置的能量收集效果得到了明显提高。分析结果为多方向振动能量收集装置的设计、制造及应用提供了技术依据。
关键词
多方向
振动能量收集
RAINBOW
压电换能结构
优化设计
电能
Keywords
multi-direction
vibration energy harvesting
Rainbow shape transducer
piezoelectric transducer
optimization design
electric energy
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Rainbow型压电换能结构的有限元分析与实验
刘祥建
陈仁文
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
褶皱型复合式压电换能结构的建模及分析
于丽
陈仁文
《压电与声光》
CSCD
北大核心
2011
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
多方向压电振动能量收集装置及其优化设计
侯志伟
陈仁文
刘祥建
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2012
24
在线阅读
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职称材料
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