变截面叠层压电振子粘结层厚度对性能影响分析

"基于变截面的叠层压电振子粘结层厚度优化分析" 本文主要探讨了变截面叠层压电振子的粘结层厚度对其抗剪强度和发电性能的影响。压电振子在环境振动能量采集领域中扮演着重要角色，而粘结层的厚度是决定其性能的关键参数之一。作者通过选用变截面形状的悬臂梁叠层压电振子作为研究对象，利用ANSYS有限元分析软件进行了深入的仿真模拟。 研究表明，随着粘结层厚度的增加，叠层结构中粘结层的抗剪强度会相应提升。这表明更厚的粘结层可以增强压电振子抵抗剪切力的能力，从而提高其结构稳定性。然而，这一增厚趋势并非无限制地提升整体性能。相反，粘结层厚度的增加会导致压电振子对环境中的低频振动响应减弱，这意味着其在低频能量采集方面的效能可能会降低。 为了找到最佳的性能平衡点，研究人员分析了变截面压电振子自由端的尺寸与粘结层厚度的关系。他们发现，当变截面压电振子的自由端尺寸约为矩形截面尺寸的85%，即12毫米时，压电振子的表现最为理想。同时，粘结层的厚度应控制在基底层厚度的1/4到1/5之间。这样的设计可以兼顾抗剪强度和能量转换效率，确保压电振子在低频振动条件下仍能有效地采集和转换能量。 关键词涵盖了变截面叠层压电振子、抗剪强度、发电性能和能量转换效率，这些都是研究的核心内容。该研究对于优化压电能量采集装置的设计，尤其是在面对复杂环境振动条件时，提供了重要的理论依据和实践指导。通过精确调整压电振子的结构参数，可以进一步提高设备的稳定性和能量采集效率，这对于可持续能源技术的发展具有重要意义。