螺栓对压电换能器性能参数影响的数学建模与仿真

摘要

由于螺栓影响性,将其等效划分为四端网络,融入于换能器机电等效电路,通过频率数学方程表达式建立,仿真分析了螺栓长度、直径、位置、材料与压电换能器性能参数的关系.得出结论,逐渐增加长度,则换能器有效机电耦合系数不断变大;随着直径增大,换能器有效机电耦合系数则呈现一定的缩减状态;螺栓位置变化时,有效机电耦合系数随之发生变化;材料选择45#钢时,有效机电耦合系数处于最低状态,而选择钛时,有效机电耦合系数相对较大,而综合考虑螺栓强度与耐腐蚀性,以钛为最佳材料;综上就压电换能器而言,科学合理设计螺栓,在确保机械强度的基础上,以钛为材料,螺栓较长、较细,则可在很大程度上显著优化压电换能器整体性能.