壓電材料具有正負兩種壓電效應,既可以用于壓電控制,又可以用于壓電俘能。近年來,隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展,微型化、集成化、便攜化、工作環(huán)境多元化成為了必然趨勢,微型壓電俘能器受到了研究者們的廣泛關注。懸臂梁或板在水平荷載作用下產(chǎn)生大位移時,中面應力和應變很小,可以認為是不可伸長,其非線性因素主要來自大轉(zhuǎn)角。通常在計算附加質(zhì)量梁板系統(tǒng)的響應時,一般未考慮附加質(zhì)量對振型函數(shù)的影響。針對附加質(zhì)量微型壓電俘能器,利用Rayleigh-Ritz法,研究了附加質(zhì)量對懸臂板的固有頻率及振型函數(shù)的影響;采用不可伸長理論,建立了其非線性動力學模型,分析了微結(jié)構(gòu)、附加質(zhì)量等對振動特性的影響;并且對微型壓電板的非線性行為和微型壓電俘能器的俘能特性進行了研究。文章主要研究內(nèi)容分為以下幾個方面:(1)基于不可伸長理論、應變梯度理論和壓電效應,利用Hamilton原理建立了微型壓電懸臂板的非線性振動微分方程。并基于MATLAB軟件,采用RungeKutta法,得到微型壓電懸臂板的響應;分別研究了材料尺度參數(shù)和電壓對微型壓電懸臂板動態(tài)響應的影響。應變梯度理論提高了系統(tǒng)的剛度,減小了振動的幅值。系統(tǒng)的振動可以通...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 課題研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微型壓電俘能器的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 應變梯度理論的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 不可伸長理論研究現(xiàn)狀
    1.3 文獻小結(jié)
    1.4 課題主要內(nèi)容
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 課題主要內(nèi)容
    1.5 本文結(jié)構(gòu)
第2章 微型懸臂壓電板的建模與分析
    2.1 引言
    2.2 微型不可伸長壓電板勢能
    2.3 微型懸臂壓電板的動力學建模
    2.4 微型懸臂壓電板的動力學分析
        2.4.1 材料尺度參數(shù)和外部電壓的影響
        2.4.2 微型懸臂壓電板的非線性現(xiàn)象分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 附加質(zhì)量微型懸臂板的振動特性分析
    3.1 引言
    3.2 附加質(zhì)量微型懸臂梁的振型函數(shù)
    3.3 Rayleigh-Ritz法
    3.4 附加質(zhì)量微型懸臂板的振動特性分析
        3.4.1 尺寸效應對固有頻率的影響
        3.4.2 附加質(zhì)量對固有頻率的影響
        3.4.3 附加質(zhì)量對振型函數(shù)的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 附加質(zhì)量微型壓電俘能器的動力學研究
    4.1 引言
    4.2 附加質(zhì)量微型壓電俘能器模型的建立
        4.2.1 俘能器本構(gòu)方程
        4.2.2 俘能器電學方程
        4.2.3 俘能器動力學方程
    4.3 附加質(zhì)量對微型壓電俘能器輸出電壓的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝



本文編號：3898219