Конечно-элементное моделирование пьезоэлектрического устройства накопления энергии на основе кантеливера
Рассматривается моделирование пьезоэлектрического генератора, который является элементом устройства накопления энергии. Пьезоэлектрический генератор представляет собой консольно-закреплённую пластину, на которую наклеены пьезоэлектрические элементы и присоединена инерционная масса. Исследуются два варианта возбуждения колебаний пластины.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
Для питания такого рода устройств широко
применяются автономные источники электрической энергии, которые в ряде случаев могут
быть заменены пьезоэлектрическими преобразователями энергии совершающими механических
колебания. <...> По сравнению с другими методами накопления энергии, такими как электромагнитные [4]
и электростатические [5], пьезоэлектрические накопители энергии на базе преобразования колебаний
окружающей среды привлекают большое внимание в последнее время из-за их простой
структуры, прямого преобразования энергии колебаний в электрическую энергию с высоким
уровнем напряжения [6, 7]. <...> Наиболее известны пьезоэлектрические преобразователи энергии двух конфигураций:
осевого и кантилеверного типа. <...> Пьезоэлектрическое устройство накопления
энергии кантилеверного типа работает эффективнее, когда частота возбуждения находится
в непосредственной близости от основной резонансной частоты электромеханической системы. <...> Некоторые упрощенные аналитические модели для пьезоэлектрического накопителя энергии
кантилеверного типа представлены в литературе. <...> Sodano и др. использовали метод Релея — Ритца и разложения по собственным
формам колебаний для описания устройства накопления энергии [10]. <...> Erturk и Inman в [11] построили
для одномерной модели устройства накопления энергии решение в аналитической форме. <...> Liao и Sodano [10, 12] модифицировали модель Sodano, чтобы иметь возможность эффективно
изучать системы накопления энергии и определять их оптимальные параметры. <...> Решение проблемы основано
на конечно-элементном моделировании в пакете ANSYS. <...> 1 представлено устройство накопления энергии с использованием биморфной
конфигурации. <...> Структура кантилеверного типа пьезоэлектрического устройства накопления энергии,
состоит из металлической пластины (подложки) 2, консольно закреплённой на основании 4, с
двумя приклеенными пьезоэлементами 1 в зоне максимальных механических напряжений, возникающих
при изгибе. <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: