壓電結(jié)構(gòu)遲滯非線性與沖擊特性的實驗研究.pdf

1、壓電材料以其較強和穩(wěn)定的壓電性能成為應(yīng)用最廣泛的智能材料,其中超聲電機和壓電發(fā)電就是壓電材料在工程中的典型應(yīng)用。由于壓電材料本身存在遲滯非線性,給壓電材料的應(yīng)用帶來一定困難。因此,研究壓電材料的遲滯非線性等動力學(xué)特性對壓電材料的有效應(yīng)用具有重要意義。
　　 本文圍繞壓電材料三次多項式遲滯模型進行了定性分析和改進,對壓電材料的遲滯特性進行了實驗研究；對超聲電機中存在的非線性現(xiàn)象進行了實驗測量,并對結(jié)果進行了分析；根據(jù)設(shè)計制作的沖擊

2、測試裝置對壓電陶瓷疊片的沖擊響應(yīng)特性開展了實驗研究。主要工作和結(jié)論如下:
　　 (1)簡述了壓電材料的發(fā)展、性質(zhì)以及在超聲電機和壓電發(fā)電中的應(yīng)用,并闡述了壓電材料遲滯非線性、超聲電機非線性動力學(xué)和壓電結(jié)構(gòu)沖擊特性的實驗研究進展。
　　 (2)通過與他人建立的遲滯模型進行定性比較和實驗研究,得出三次多項式遲滯模型的適用范圍及影響遲滯的因素,并提出了改進的壓電遲滯模型。
　　 (3)用實驗方法測量了旋轉(zhuǎn)行波型超聲電機

3、的反饋電壓和轉(zhuǎn)速,揭示超聲電機整機模型動力學(xué)響應(yīng)的多解現(xiàn)象。
　　 (4)通過分析和測量壓電元件的尺寸、模態(tài)對發(fā)電量的影響,確定沖擊測試裝置整體的尺寸；并測量了沖擊力及壓電元件的最大承受力,以保證壓電元件正常工作；最后測量了壓電元件的發(fā)電功率,為在考慮壓電遲滯下壓電發(fā)電的理論研究做準備工作。
　　 通過本文的研究,為三次多項式遲滯模型和超聲電機整機模型的應(yīng)用提供了依據(jù),為理論分析壓電結(jié)構(gòu)的動力學(xué)響應(yīng)和電學(xué)響應(yīng)提供了基礎(chǔ)。