压电驱动器的电致振动特性研究

作     者：方孟翔 刘文光 冯逸亭 陈红霞 吴兴意 胡剑波 FANG Mengxiang;LIU Wenguang;FENG Yiting;CHEN Hongxia;WU Xingyi;HU Jianbo

作者机构：南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063 

出 版 物：《传感技术学报》 (Chinese Journal of Sensors and Actuators)

年 卷 期：2021年第34卷第12期

页      面：1584-1590页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 080101[工学-一般力学与力学基础] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51965042) 

主　　题：压电驱动器 振动特性 能量法 电压激励 悬臂梁 阻尼 

摘      要：旨在分析压电驱动器的电激励振动特性。以双晶压电悬臂梁为对象,基于能量法和热力学平衡方程推导了压电悬臂梁在电压激励下的强迫振动微分方程。利用自行搭建的电激励振动试验系统,测试了不同幅值交流电压激励下压电梁的谐响应和瞬态响应。通过试验验证了理论分析的合理性,讨论了激励电压和阻尼对谐响应和瞬态响应的影响。结果表明:压电悬臂梁的谐响应呈非线性,具有弹簧渐软特性;压电梁的共振频率随激励电压幅值的增大而减小,在6 V、9 V、12 V交流电压激励下,压电梁的共振频率分别为55.6 Hz、54.8 Hz、54.4 Hz;当激励电压频率等于压电梁的固有频率时,其横向振幅达到峰值;当激励电压频率逐渐远离压电梁的固有频率时,其振幅则迅速降低;激励电压频率接近共振频率时梁会发生拍振现象;阻尼对压电梁的共振抑振作用最为明显。