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原文传递馈能悬架压电振子横向振动分析

论文题名：	馈能悬架压电振子横向振动分析
关键词：	汽车;压电式馈能悬架;压电振子;横向振动
摘要：	随着科学技术的不断发展与不可再生能源的不断消耗，汽车的能源问题逐渐成为了汽车行业的热门话题。发展新能源汽车和发展汽车的节能减排技术正逐渐成为汽车行业的研究热点，能够回收振动能量的压电式馈能悬架也开始步入了人们的视线。在要求压电式馈能悬架满足悬架基本功能的同时，期望悬架具有较高的能量回收效率，即具有较高的机电转换效率。作为压电式馈能悬架的能量转换构件，压电振子的能量转换效率严重影响到悬架的能量转换效率。本课题研究压电振子的横向振动特性，为压电馈能悬架的设计提供理论基础。　　以MATLAB软件为计算工具，通过能量法与连续法分析压电梁的固有频率与振型；通过ANSYS有限元法分析压电梁的固有频率与振型。所分析的压电梁类型包括无附着质量块的固支铰支式压电梁、有附着质量块的固支铰支式压电梁、有附着质量块的悬臂式压电梁。根据分析，能量法、连续法与ANSYS有限元法得到的结果较为接近。　　通过能量法分析了压电梁的长度、宽度和厚度等尺寸对压电梁固有频率值的影响，分析了附着质量块的位置和厚度对压电梁固有频率的影响。根据分析，压电梁的长度和厚度对梁固有频率的影响较大，宽度对梁固有频率的影响较小；压电层厚度与总厚度的比值为0.8时，压电梁的固有频率较小；附着质量块压电梁的固有频率受到质量块参数的影响，影响规律与压电梁的振型有关。　　本课题采用时间相关边界条件法推导了固支铰支式压电梁在位移激励下的位移与应变响应。根据时间相关边界条件法分析了附着质量块的参数对压电梁位移与应变响应的影响，分析了激励频率对压电梁位移与应变响应的影响。根据分析，激励频率取值为各阶固有频率值时，压电梁的最大响应值出现极值的个数与固有频率的阶数有关。　　本课题通过台架试验测量了具有不同尺寸的多组压电梁在激励下的电压响应值，并将实验获得的数据与理论分析的结果进行了比较。结果表明，台架实验与理论方法获得了一致的结论。
作者：	郭鲁
专业：	车辆工程
导师：	甄龙信;滕晓雷
授予学位：	硕士
授予学位单位：	燕山大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文