實驗名稱：壓電陶瓷疲勞結構實驗分析

研究方向：隨著科技的不斷發展，能量的獲取越來越廣闊。從環境振動中直接俘獲能量的壓電俘能器成為近年來研究的熱點。本研究是通過分析壓電俘能單元的輸出特性與結構參數的理論關系，從壓電陶瓷層的厚度和懸營梁的表面形狀兩個方面對壓電俘能單元的結構進行了結構優化設計。再從壓電材料疲勞角度，分析壓電陶瓷的疲勞與壓電俘能單元的振幅之間的理論關系，進一步對壓電俘能單元結構的可靠性進行了優化設計。以提高壓電俘能單元的效率。

實驗目的：從壓電陶瓷的電疲勞來分析壓電俘能單元的結構設計，通過實驗結合仿真數據和理論數據對壓電陶瓷電疲勞影響進行驗證和分析。

測試設備：信號發生器、ATA-3040B功率放大器、信號分析儀、示波器、壓電俘能器、激振臺等。

實驗過程：通過試驗測得壓電俘能單元分別在加速度幅值為2m/s、4m/s、6m/s時的固有頻率隨循環加載次數的關系曲線，來分析加速度幅值對壓電俘能單元固有頻率的影響。俘能單元的材料參數如表3.5所示，結構尺寸如表3.6所示。

實驗結果：

從圖3.19可以看出，當激振加速度為2m/s*s時，俘能單元的固有頻率幾乎沒有變化;而當激振加速度為4m/s*s時，俘能單元的固有評論隨激振時間而減小，并且當激振加速度為6m/s*s時，固有頻率的減小速度更快。通過計算，加速度為2m/s*s時的振幅與外加電場為1.5E,時的振幅等效，加速度為4m/s*s,的等效電場為1.55E，加速度為6m/s的等效電場為1.6E。

功率放大器推薦：ATA-3040C

圖：ATA-3040C功率放大器指標參數

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