大位移压电陶瓷驱动器的有限元分析  被引量:11

Finite Element Analyses on Large Displacement Piezoelectric Actuator

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作  者:崔艳梅[1] 刘向锋[1] 高志[1] 

机构地区:[1]清华大学精密仪器与机械学系,北京100084

出  处:《传感技术学报》2007年第10期2239-2242,共4页Chinese Journal of Sensors and Actuators

摘  要:为研究压电陶瓷驱动器的驱动效能,制作了大位移压电陶瓷驱动器.基于压电陶瓷材料的机电耦合特性,应用动力学有限元分析方法,将大位移压电陶瓷驱动器离散成一系列四面体单元,分别进行了力学和电学分析.根据压电陶瓷的基本压电方程,耦合了位移模式与电场模式的有限元模型,建立了压电陶瓷驱动器的有限元动力学模性.利用有限元分析软件ANSYS中的直接耦合场进行分析求解,分析结果与试验测量值取得了良好的一致,证实了利用压电陶瓷双晶片弯曲变形,制作的大位移压电陶瓷驱动器结构设计的合理性.该分析方法对压电陶瓷驱动器的设计、制造与测试具有理论指导意义.Large displacement piezoelectric actuators were made, to study its driving performance characteristics of piezoceramics . Based on mechanical and electrical analyses,its behavior has been done by FEA method, where the large displacement piezoelectric actuator is distributed into a series of tetrahedral cells. The dynamic model coupling with displacement and electrical model of large displacement piezoelectric actuator was built according to basic equations of piezoelectric materials .The numerical result obtained by using direct-coupling field analysis of FEA software is agreed with the experimental result. It verifies the rationality of large displacement piezoelectric actuators by means of bending distortion of piezoelectric bimorphs. This analyses method will be helpful to design, manufacture and test the piezoelectric actuators.

关 键 词:压电陶瓷 有限元分析 机电耦合 驱动器 

分 类 号:TH7[机械工程—仪器科学与技术] TN4[机械工程—精密仪器及机械]

 

参考文献:

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二级参考文献:

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耦合文献:

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引证文献:

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