КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ОСЕСИММЕТРИЧНОГО ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ КИНЕМАТИЧЕСКОМ И СИЛОВОМ ВОЗБУЖДЕНИИ КОЛЕБАНИЙ

Рассматривается пьезоэлектрический генератор, являющийся главным элементом устройства накопления энергии, имеющий конструкцию биморфа с двумя тонкими, симметрично расположенными пьезоактивными слоями и дисковидным центральным несущим слоем. Пьезоэлектрический генератор моделируется в рамках линейной теории электроупругости. Основным инструментом исследования являются осесимметричные конечно-элементные модели, реализованные в пакете ANSYS. Рассматривается два способа возбуждения колебаний (кинематический и силовой). В первом устройство, консольно закрепленное по внешнему радиусу, совершает гармонические установившиеся вертикальные колебания вместе с некоторой подвижной системой, во втором на него в вертикальном направлении действует гармоническая внешняя сила. Рассмотрены также случаи, когда выходной электрод свободен или подключен к внешней электрической цепи с активным сопротивлением. С помощью расчетов в пакете ANSYS изучаются вопросы зависимости первых собственных частот, выходного потенциала и мощности от геометрических параметров, сочетания материалов элементов устройства и величины активного сопротивления, и осуществляется выбор рациональных значений. Численно исследованы два случая колебаний на первой резонансной частоте и в низкочастотной области на частоте, значительно меньшей частоты первого резонанса

• Зыонг Ле Ван

• Прикладные науки. Медицина. Технология

• Технические науки. Промышленность