饋能式減振器壓電機構發(fā)電和阻尼特性仿真與實驗.pdf

1、隨著近些年汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大和人們對環(huán)保問題的不斷重視，對振動能量的回收再利用已成為一個研究熱點。導師課題組提出一種新型的基于壓電效應的能量回收懸架系統(tǒng)，主要由減振器機構、傳動裝置和壓電機構等組成。本文針對壓電機構的發(fā)電和阻尼特性進行研究，具體內(nèi)容如下：
　　通過對壓電材料特性的分析，選擇使用合適的壓電陶瓷。利用振動學、壓電學以及材料力學等相關理論對帶質量塊壓電振子建立振動數(shù)學模型，分析質量塊的質量及位置對壓電振子固有頻率的影響；

2、求解壓電振子的輸出電壓與激勵頻率的關系。
　　利用單個壓電梁的輸出電壓特性，分析了壓電機構的發(fā)電性能。分別是在開路狀態(tài)下的不同壓電振子串/并聯(lián)輸出電壓特性，經(jīng)整流電路和整流濾波電路后的串/并聯(lián)輸出電壓特性分析。
　　使用MATLAB軟件對第2章的理論知識進行了數(shù)值模擬分析，使用ANSYS有限元仿真軟件對帶質量塊的壓電振子建立有限元模型。首先是對三種質量塊位置不同的壓電振子和不帶質量塊的壓電振子進行靜態(tài)分析，分析得出當質量塊位

3、置距固定端越遠，變形量及發(fā)電量越大；然后對四種壓電振子進行模態(tài)分析，得出隨著質量塊位置靠近自由端，壓電振子的固有頻率在逐漸減??；隨后對一種壓電振子進行了瞬態(tài)分析，得出輸出電壓與應力變化均與激勵函數(shù)的頻率相同；最后對一種壓電振子進行了諧響應分析，與數(shù)值模擬進行了對比分析。
　　首先對兩種不同的壓電振子電壓輸出特性進行了試驗，得出質量塊確實會使其固有頻率變小結論，并與仿真分析的數(shù)據(jù)進行了對比；隨后進行了等效壓電振子的試驗，分析了不同連