發(fā)布時(shí)間：2022-02-15 22:53

　　提出了一種新型管狀叉指形電極壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器,首先基于ABAQUS有限元仿真軟件分析其靜力學(xué)性能。著重研究了電極結(jié)構(gòu)關(guān)鍵尺寸對元件夾持應(yīng)力、自由應(yīng)變的影響,同時(shí)對比分析了普通型壓電元件的軸向驅(qū)動(dòng)性能。研究結(jié)果表明:在200 V驅(qū)動(dòng)電壓下,管狀叉指形電極壓電元件軸向夾持應(yīng)力能達(dá)到普通型的2.5倍,軸向自由應(yīng)變能達(dá)到普通型的1.5倍。然后采用有限元法對壓電元件進(jìn)行振動(dòng)模態(tài)分析,確定最佳振動(dòng)模態(tài)及其軸向振動(dòng)云圖。最后在模態(tài)分析基礎(chǔ)上,對壓電元件進(jìn)行諧響應(yīng)分析,得到模型的軸向諧振頻率和幅頻特性曲線,從而獲得了較為全面的驅(qū)動(dòng)特性,為管狀叉指形電極壓電陶瓷元件的設(shè)計(jì)和制造提供一定的理論依據(jù)。 

【文章來源】：中國陶瓷. 2020,56(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

管狀普通型壓電元件

圖2為管狀叉指形電極壓電元件結(jié)構(gòu)圖，元件由對稱排列的交叉環(huán)形電極與壓電陶瓷兩部分組成。由一對主電極引出一系列分支電極，分支電極360°交叉環(huán)形鋪設(shè)在壓電陶瓷管側(cè)表面，且正負(fù)環(huán)形電極一上一下交錯(cuò)等距排布。壓電元件側(cè)面電極結(jié)構(gòu)如圖3所示。交叉環(huán)形電極層選用銀電極層，由于電極層厚度遠(yuǎn)小于壓電元件厚度，可忽略不計(jì)。圖3 壓電元件側(cè)面電極結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 管狀叉指形電極壓電元件壓電材料在外加電場E的作用下，會(huì)產(chǎn)生幾何變形，該現(xiàn)象被稱為逆壓電效應(yīng)。壓電材料的本構(gòu)方程反映了彈性變量和電學(xué)變量之間的關(guān)系。由本構(gòu)方程我們可以得知壓電材料的應(yīng)變（應(yīng)力）均是由它承受的應(yīng)力（應(yīng)變）和電場兩部分影響組成的。

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本文編號：3627422