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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
材料和尺寸参数对Rainbow型压电换能器发电能力的影响
被引量：
1
2
作者
刘祥建
陈仁文
《南京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第2期198-204,共7页
给出了一种多方向振动能量收集装置的设计结构。为研究Rainbow型压电换能器材料、尺寸参数对其发电能力的影响,根据压电材料的机电耦合方程和对换能器的力学理论分析,建立了Rainbow型压电换能器开路电压与输出电能的数学模型。对开路电...
给出了一种多方向振动能量收集装置的设计结构。为研究Rainbow型压电换能器材料、尺寸参数对其发电能力的影响,根据压电材料的机电耦合方程和对换能器的力学理论分析,建立了Rainbow型压电换能器开路电压与输出电能的数学模型。对开路电压模型进行了仿真验证,仿真结果与理论分析一致。对输出电能理论模型的数值模拟分析表明,金属基片的宽度与厚度、换能结构初始曲率半径的增大将会引起换能结构两片压电薄膜输出电能的降低;金属基片长度、压电薄膜宽度的增大将会引起两片压电薄膜输出电能的增加;压电薄膜长度、厚度的增大将会使得两片压电薄膜输出电能先增加后减小;铍青铜基片换能器要优于钢基片换能器;换能器弧形内侧压电薄膜的输出电能都要大于外侧压电薄膜。最后,结合Rainbow型压电换能器的力学分析给出了分析结果的合理解释。
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关键词
多方向振动能量收集
压电换能器
尺寸参数
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
材料和尺寸参数对Rainbow型压电换能器发电能力的影响
被引量：
1
2
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
《南京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第2期198-204,共7页
基金
国家自然科学基金(10972102)资助项目
教育部博士点基金(200802870007)资助项目
江苏省科技支撑计划(BE2009163)资助项目
文摘
给出了一种多方向振动能量收集装置的设计结构。为研究Rainbow型压电换能器材料、尺寸参数对其发电能力的影响,根据压电材料的机电耦合方程和对换能器的力学理论分析,建立了Rainbow型压电换能器开路电压与输出电能的数学模型。对开路电压模型进行了仿真验证,仿真结果与理论分析一致。对输出电能理论模型的数值模拟分析表明,金属基片的宽度与厚度、换能结构初始曲率半径的增大将会引起换能结构两片压电薄膜输出电能的降低;金属基片长度、压电薄膜宽度的增大将会引起两片压电薄膜输出电能的增加;压电薄膜长度、厚度的增大将会使得两片压电薄膜输出电能先增加后减小;铍青铜基片换能器要优于钢基片换能器;换能器弧形内侧压电薄膜的输出电能都要大于外侧压电薄膜。最后,结合Rainbow型压电换能器的力学分析给出了分析结果的合理解释。
关键词
多方向振动能量收集
压电换能器
尺寸参数
电能
Keywords
multi-direction vibration energy harvesting
piezoelectric transducer
shape parameters
electric energy
分类号
TM31 [电气工程—电机]
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
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职称材料
2
材料和尺寸参数对Rainbow型压电换能器发电能力的影响
刘祥建
陈仁文
《南京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
1
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职称材料
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