壓電復合梁式俘能器的力電耦合行為研究.pdf

1、隨著無線網絡技術與便攜電子器件的發(fā)展，移動電子設備的長時間、不間斷供電成了亟待解決的問題。以壓電材料為基礎的能量收集技術由于結構簡單、能量收集效率較高且易于微型化等特點，成為了微電子技術領域的熱門研究課題。本文對壓電復合梁式俘能器的力電耦合行為進行了詳細的建模與分析。利用三維壓電彈性力學的基本理論，建立了壓電單晶片、雙晶片以及多層復合結構等梁式俘能器的力學模型，研究了結構邊界條件與材料層間界面特性對梁式俘能器力電耦合行為的影響，給出了在

2、不同振動環(huán)境下實現(xiàn)俘能器頻率可調控的方法，探討了界面特性對壓電俘能器結構靜態(tài)情形下的彈性場、電場以及動態(tài)情形下的振動頻率、俘能效率等的影響。研究發(fā)現(xiàn)，改變彈性支承的剛度可以有效地改變俘能器的固有頻率，使俘能器能夠在環(huán)境的主頻率下工作，從而實現(xiàn)在特定的振動環(huán)境下高效的俘能效果。界面特性的研究表明，界面的缺陷程度對俘能器在靜態(tài)情形下的應力和變形，以及動態(tài)情形下的振動特性和能量收集效率都有很大的影響。最后，將高階zigzag理論推廣到多層不同