基于有限元法的壓電堆執(zhí)行器仿真分析.pdf

1、壓電噴油器是柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其執(zhí)行部件壓電堆執(zhí)行器與傳統(tǒng)的電磁閥式執(zhí)行器相比，具有響應(yīng)速度快、驅(qū)動(dòng)力大、精度高等特點(diǎn)。隨著節(jié)能減排的要求以及排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，對(duì)于燃油噴射壓力及噴射次數(shù)方面的要求也越來(lái)越高，壓電堆執(zhí)行器相對(duì)于電磁閥式執(zhí)行器的優(yōu)勢(shì)也愈加明顯，近年來(lái)迅猛發(fā)展，具有良好的發(fā)展趨勢(shì)。而壓電堆執(zhí)行器的輸出特性、模態(tài)以及疲勞特性等性能對(duì)于壓電噴油器的工作性能有著十分重要的影響，因此，對(duì)于壓電堆執(zhí)行器的研究具有十分重

2、要的意義。
　　 目前，壓電噴油技術(shù)只是被世界上一些汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家所掌握應(yīng)用，屬于比較先進(jìn)的技術(shù)，在世界范圍內(nèi)特別是在中國(guó)壓電堆執(zhí)行器的實(shí)際應(yīng)用尚未得到大范圍的推廣，因此到目前為止國(guó)內(nèi)對(duì)其各方面的研究還比較少。為了更好地了解和應(yīng)用壓電堆執(zhí)行器，對(duì)壓電堆執(zhí)行器各個(gè)方面的性能形成一個(gè)較為全面和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，本文在有限元分析的基礎(chǔ)上對(duì)其靜態(tài)特性、預(yù)應(yīng)力模態(tài)以及疲勞壽命、疲勞損傷等各方面性能進(jìn)行了初步的分析和探討。
　　 首先

3、利用ANSYS中的參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言APDL建立了壓電堆執(zhí)行器的有限元模型，并對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)分析，得到了壓電堆執(zhí)行器的靜態(tài)位移輸出特性與力輸出特性，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。然后對(duì)自然狀態(tài)下以及實(shí)際工作情況下的壓電堆執(zhí)行器進(jìn)行了模態(tài)分析與預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，得到了壓電堆執(zhí)行器的固有頻率及振型圖，并將兩者得出的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，對(duì)比發(fā)現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力作用下的同階振動(dòng)頻率要大于無(wú)預(yù)應(yīng)力作用下的同階振動(dòng)頻率，其加載預(yù)緊力時(shí)的固有