L型宽频压电能量收集装置仿真分析与优化设计

摘要

在提出L型宽频压电能量收集装置的结构与原理的基础上,建立了L型压电振子有限元模型,并对其进行仿真分析.仿真分析出其一阶和三阶谐振频率所对应的电压分别为0.06 V和0.183 V,虽然比一般的压电振子产生的电压高,但其一阶模态与三阶模态不够接近,对拓宽带宽所起的作用不大.在此研究基础上,进一步建立多悬臂梁的L型压电振子的有限元模型,并对其结构尺寸进行优化得到其二阶、三阶谐振电压非常接近,其带宽可以达到12.5 Hz,可以起到拓宽带宽的作用.该多悬臂梁L型压电振子可应用于各种对机械能进行收集的装置或器件中.