懸臂梁共振發(fā)電.ppt

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1、廣東省第十二屆大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽廣東工業(yè)大學(xué)懸臂梁共振發(fā)電參賽隊員：朱東科、何時朗、李春焜、林佳克指導(dǎo)老師：楊燕婷方允周瑩廣東省第十二屆大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽生產(chǎn)中的振動經(jīng)常引發(fā)各種危害，但根據(jù)振動總能量E，大型機(jī)械如磨床等所蘊(yùn)含的能量是巨大的。本設(shè)計利用壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)，轉(zhuǎn)換振動能量，為照明LED燈提供電能。一、引言廣東工業(yè)大學(xué)廣東省第十二屆大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽廣東工業(yè)大學(xué)二、物理原理1、壓電陶瓷片的31工作模式，見圖一。圖一壓電陶瓷片的正壓電效應(yīng)六維應(yīng)變矢量應(yīng)力矢量三維電位移6×6維常電場伴隨矩陣3×6維電應(yīng)變常數(shù)矩陣3×3維常壓力介電常數(shù)矩陣描述壓電陶瓷

2、力學(xué)量和電學(xué)量的相互關(guān)系（機(jī)械工程學(xué)報44卷11期，2008，75-79）廣東省第十二屆大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽廣東工業(yè)大學(xué)二、物理原理2、懸臂梁結(jié)構(gòu)振動原理，見圖二壓電陶瓷介電常數(shù)壓電陶瓷彈性模量壓電陶瓷壓電常數(shù)壓電陶瓷片電容壓電陶壓電耦合系數(shù)驅(qū)動頻率負(fù)載幅值圖二懸臂梁結(jié)構(gòu)的單自由度模型U∝а（撓度）廣東省第十二屆大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽廣東工業(yè)大學(xué)三、實驗數(shù)據(jù)注：壓電陶瓷片長度:50mm；寬度:35mm；厚度:0.2mm；壓電常數(shù):230×10^-12c/n；機(jī)電耦合系數(shù):0.35；彈性模量:63Gpa；介電常數(shù):3500F/m；電容量：220nF。質(zhì)量塊質(zhì)量為1.1g

3、。懸臂梁長度：50mm；寬度：35mm；厚度：0.6mm；等效慣性矩：0.63mm^4。廣東省第十二屆大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽廣東工業(yè)大學(xué)四、裝置結(jié)構(gòu)裝置調(diào)試流程：確定環(huán)境頻率參數(shù)理論計算設(shè)置結(jié)構(gòu)參數(shù)裝置安裝外接電路LED供能支座懸臂梁廣東省第十二屆大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽廣東工業(yè)大學(xué)五、特點1、發(fā)電來源是原本被廢棄的振動能量4、隨著壓電材料壓電性能的提高，該發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景廣泛2、既吸收危害性振動，又提供優(yōu)質(zhì)電源3、懸臂梁固有頻率可調(diào)，適應(yīng)性強(qiáng)廣東省第十二屆大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽廣東工業(yè)大學(xué)請評委老師給予指導(dǎo)，謝謝！廣東省第十二屆大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽廣東工業(yè)大學(xué)