本文選題：形狀記憶合金 + 壓電陶瓷　； 參考：《中北大學》2014年碩士論文

【摘要】：在當今社會，工業(yè)技術(shù)快速發(fā)展，人們的生活水平顯著提高，對于能源的消耗也增長了許多，石油、煤炭、天然氣等這些傳統(tǒng)能源將在數(shù)十年乃至數(shù)百年會被使用枯竭。為了解決這個問題，一些新興的綠色環(huán)保能源引起了人們的重視，其中之一就是壓電發(fā)電技術(shù)。壓電發(fā)電比較簡單，而且對于環(huán)境沒有任何的污染，必然要受到研究人員的重視和人們的普遍歡迎。 針對一般壓電發(fā)電時間短、發(fā)電能力較弱等缺點，本文提出了一種采用形狀記憶合金驅(qū)動的發(fā)電機構(gòu)。壓電陶瓷具有施加力時產(chǎn)生電荷，施加電場時產(chǎn)生力，控制比較精確，響應速度也比較快，但其驅(qū)動力小，無法產(chǎn)生較大的變形；形狀記憶合金具有驅(qū)動力比較大，響應頻率較低的特點。通過對形狀記憶合金及壓電陶瓷材料性能特性的分析，結(jié)合它們二者的特點構(gòu)建復合壓電懸臂梁結(jié)構(gòu)，利用有限元仿真軟件ANSYS進行理論仿真和實際實驗方法對形狀記憶合金驅(qū)動的發(fā)電機構(gòu)的性能進行研究，，找出溫度環(huán)境下影響發(fā)電機構(gòu)發(fā)電性能的因素，通過選取合適的材料及結(jié)構(gòu)性能參數(shù)達到最佳的發(fā)電效果，最后通過設(shè)計能量采集電路對其能量進行收集。 采用形狀記憶合金驅(qū)動壓電懸臂梁進行發(fā)電，這在國內(nèi)外屬于首創(chuàng)。溫度激勵環(huán)境可以來自汽車的尾氣、飛機及火箭發(fā)動機的噴管氣流及其他射流等環(huán)境。此裝置也可用于MEMS領(lǐng)域、生物醫(yī)學領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)能量的獲取。
[Abstract]:In today's society, with the rapid development of industrial technology, people's living standards have improved significantly, and the consumption of energy has also increased a lot. Oil, coal, natural gas and other traditional energy sources will be used for decades or even hundreds of years will be exhausted. In order to solve this problem, some new green energy sources have attracted people's attention, one of which is piezoelectric power generation technology. Piezoelectric power generation is relatively simple, and no pollution to the environment, it must be paid attention to by researchers and people generally welcome. Aiming at the disadvantages of short time and weak generation capacity of piezoelectric generation, a power generation mechanism driven by shape memory alloy (SMA) is proposed in this paper. Piezoelectric ceramics can produce charge when force is applied and force when electric field is applied. The control is more accurate and the response speed is faster, but its driving force is small, and it can not produce large deformation, the shape memory alloy has relatively large driving force. The characteristic of low response frequency. Based on the analysis of the properties of shape memory alloy and piezoelectric ceramics, the composite piezoelectric cantilever structure was constructed by combining their characteristics. The performance of the power generation mechanism driven by shape memory alloy is studied by using the finite element simulation software ANSYS, and the factors that affect the power generation performance of the power generation mechanism under the temperature environment are found out. The optimal power generation effect is achieved by selecting the appropriate material and structure performance parameters. Finally, the energy collection is carried out by designing the energy acquisition circuit. The shape memory alloy is used to drive piezoelectric cantilever beam to generate electricity, which is the first at home and abroad. The temperature excitation environment can come from automobile exhaust, jet flow and other jet from aircraft and rocket engines. The device can also be used in the field of MEMS, biomedical field to achieve energy acquisition.
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM619;TG139.6

【參考文獻】

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本文編號：1818206