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电极和保护层对压电叠层致动器机电特性的影响

来源:Sagepub2019-11-27

Sagepub 2019-11-27

压电叠层执行器是一种出色的智能设备,由于其独特的叠层配置,可激活大功率和位移输出,并已广泛用于各种工程应用的线性振动器中。对于制造的压电叠层致动器,它通常由多个薄压电晶片,多个电极和两个保护层组成。所有的压电晶片都通过电极并联电连接,并在两端受到两个保护层的保护。然而,在大多数理论模型中,主要考虑有源压电部分,而通常忽略电极和保护层以简化复杂的话题,这导致对机电特性的预测不准确。

在我们之前发表的工作中,成功建立了压电叠层能量采集器和传感器(包括电极和保护层)的精确理论模型,以评估这两类设备的机电性能,并且通过实验验证了它们的有效性。然而,尚未建立压电叠层致动器的精确理论模型,并且还没有完全理解电极和保护层对致动器的机电特性的影响。在本文的基础上,推导了压电叠层致动器的精确理论模型,并研究了这两个因素对机电特性的影响。与早期文献中的结果和实验结果进行了比较,以验证该模型。此外,还讨论了两种典型的工作状态,包括自由钳位(CF)和自由钳位(FF)。

结果表明,忽略电极和保护层将极大地影响预测模型的准确性,从而为压电叠层致动器的设计提供了一些有价值的指导。

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