导读:本文包含了固支梁论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:能量收集器,压电效应,固支梁,多谐振频率
固支梁论文文献综述
陆颢瓒,朱宇宬,张焕卿,王德波[1]（2019）在《多谐振频率固支梁压电能量收集器的设计》一文中研究指出为了提高压电振动能量收集器的转换效率,设计了两种固支梁组合方案来实现多谐振频率压电能量收集器。建立固支梁结构的力学模型,得到影响固支梁谐振频率的因素。通过Comsol多物理场软件,仿真验证了两种方案的输出稳态电压频率响应。方案1实现的频带范围为9Hz,方案2实现的频带范围可达41Hz。总结了两种方案的优缺点,研究结果对多谐振频率固支梁压电能量收集器的设计及应用具有一定的参考价值。(本文来源于《微电子学》期刊2019年01期）
虞梦琳[2]（2018）在《固支梁宽频压电振动能量收集器的研制》一文中研究指出随着无线传感网络节点和微型电子设备的广泛应用和深入发展,其对供能技术提出了新的要求和挑战。在现有的能量收集开发中,振动能量因其密度大且机电转换效率高,突出了较为明显的优势而得到了广泛的关注。压电振动能量收集器研制的关键点在于结合各种工况环境下的振源提高其输出,以满足电子产品的需要。目前各种类型的微型压电振动能量收集器研究中,主要是改变结构大小或设计新结构两种方式,因此,固支梁结构作为新型结构形式而逐渐应用在压电振动能量收集器中,其振动特征和输出性能也得到了相应的探讨。本文在现有的压电振动研究基础上,通过改变梁的形状,设计了两种固支梁宽频压电振动能量收集器。ANSYS变形仿真结果表明应力对称分布,同时,利用压电复合梁结构的力学特性导出了固支梁结构的固有频率公式,其理论和仿真的相对误差为1.14%。此外,利用MEMS技术完成了器件的设计和制作,并测试了压电薄膜的性能以及梁结构的静力学特性和输出特性。经XRD测试表明此次制备的PZT薄膜为<110>主晶相,内部全部形成钙钛矿型结构。LCR测试数据说明,在电压幅值为1V,变化范围为50~10000Hz的频率作用下,压电薄膜的电容波动范围不超过3.5nF,其介电损耗也保持在0.0204~0.0488的范围内,相对介电常数也是在1436~1686之间变化。漏电流性测试结果表明,在电压0~37V,步长0.01V的条件下,漏电流不超过4×10~(-9)A,铁电性能测试结果表明,在0.8μF、1μF、2μF的情况下,测得电滞回线饱和良好,有利于获得压电材料所需要的铁电性能。两种形状的梁的静态变形性能测试分析得出,固支结构的恢复力比对应悬臂结构的要大且速度高,因此也导致了其非线性的现象。在同样的条件下,形状为梯形的固支梁,其变形量大于形状为矩形的固支梁。在加速度1m/s~2的振动条件下对所需要测量的两种梁的非线性进行了实验验证。改变激振强度,对应两种压电振动能量收集器的开路电压输出和工作带宽随着激振强度的增大而增大,且对于开路输出而言,梯形梁的输出比矩形梁更有优势。当施加的振动加速度为1g,结构一的-3dB带宽为105Hz,最大输出为36.96mV,结构二的带宽为118Hz,其最大输出为45.46mV。对结构二的1号梁进行闭环输出性能测试,当加速度为1g时,最大的功率为112.63nW,最佳负载为23KΩ,功率密度为554.55μW/cm~3,大于一般同类型的能量收集器。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-06-01）
刘兵,虞梦琳,谷旺,孔祥新,崔岩[3]（2018）在《两端固支梁振动能量收集器的结构设计及优化》一文中研究指出为优化压电振动能量收集器的结构,设计了两端固支梁型压电振动能量收集器,建立两端固支梁结构的集中载荷力学模型,确定梁的变形情况,对比两端固支梁和悬臂梁结构的固有频率和最大应力,得出影响两端固支梁结构优化的因素(固有频率f_2增大,最大应力σ_2减小);通过绘制两种结构关于长度比L_p和质量比M_p的等应力和等频率曲线,确定同时满足减小f_2和增大σ_2的区域,并利用ANSYS仿真验证了所推导公式的正确性,实现了两端固支梁结构的优化。(本文来源于《机械工程与自动化》期刊2018年01期）
刘兵[4]（2017）在《两端固支梁压电振动能量收集器的研究》一文中研究指出随着微型电子设备对供能条件的要求越来越苛刻,压电振动能量收集技术在物联网、不可拆卸电子设备和便携式电子产品等系统的供能上得到了广泛关注。压电振动能量收集技术研究的核心在于保证匹配工作环境振动频率的基础上提高电能的输出。在众多采用MEMS工艺制作的微型压电振动能量收集器中,利用增大尺寸和新型结构设计可以提高能量收集器的输出电压。于是许多国内外学者开始关注厘米级新型结构的MEMS工艺制作及其厘米级新型结构的电压输出性能和振动特性。本文基于压电振动能量收集技术,设计了一种厘米级两端固支梁结构的能量收集器,研究了两端固支梁结构力学性能和振动特性,导出了两端固支梁结构应力和一阶固有频率的优化方法。利用ANSYS仿真软件进行了悬臂梁和两端固支梁结构的应力和一阶固有频率的对比分析,并对器件进行了前四阶模态的分析。采用MEMS工艺完成器件的制作,并对PZT薄膜进行了性能的测试,对器件进行了静态、动态性能和输出性能等方面的测试。PZT薄膜的X射线衍射(XRD)分析结果表明,PZT薄膜完全转化为钙钛矿组织;原子力显微镜(AFM)测试结果表明,PZT薄膜晶粒的平均直径为54.21nm,平均高度为0.679nm;四探针半导体参数测量仪测试结果表明,在0~30V电压作用下,漏电流始终小于4.18nA;LCR测试仪测试结果表明,在频率为50~104Hz,大小为1V的正弦电压作用下,电容值的变化范围是18.1nF~21.3nF,介电损耗变化范围是0.02~0.06,相对介电常数变化范围是1525~1793;铁电性能测试结果表明,PZT薄膜的剩余极化强度Pr=10.691μC/cm2,矫顽电场强度Ec=20.556KV/cm。器件的静态、动态性能和输出性能测试结果表明,器件的振动会表现出非线性(硬特性)的特征。器件的阻尼比ζ=0.0157。在不同振动强度下,1号梁的开环输出性能测试结果表明,振动强度越大,器件的开路峰值电压越大,工作带宽也越大,当实际激振加速度为6.84m/s2时,其开路峰值电压的最大值为94mV,-3dB带宽为56Hz,并且器件的一阶模态仿真值(284.557Hz)和其开路峰值电压开始增大处的频率(275~300Hz)相近。2号梁的闭环输出性能测试结果表明,当实际激振加速度峰值为4.91m/s2时,负载功率的最大值为182.5nW,最佳负载电阻大小为15kΩ。(本文来源于《大连理工大学》期刊2017-05-20）
锅彦娣[5]（2016）在《基于ANSYS的两端固支梁的仿真分析》一文中研究指出两端固支梁是工程中常用的一种结构,特别是在道路桥梁、建筑设计中应用较多。本文针对40a工字钢梁,上表面承受均布压力时的应力和变形,进行了理论分析和ANSYS有限元分析(采用了叁种不同类型的单元)。通过对比结果发现,理论解和beam3的结果非常吻合,但它只适用于平面弯曲的细长固支梁;beam188考虑了剪力的影响,更接近于工程实际情况,应力与理论值的误差非常小;solid185与beam188相比,强度设计偏于安全,两者的变形值非常接近。这就为工程设计人员,在进行问题分析时,选用何种单元计算,提供了方法和参考,以便更好地进行设计。(本文来源于《科技展望》期刊2016年31期）
王力[6]（2016）在《轴力对两端固支梁压电导纳的影响研究》一文中研究指出建筑领域近年来不断得到跨越式的发展,应用于建筑结构的传统无损检测方法逐渐显现出其弊端。而应用智能材料开展的结构健康监测系统具有方便、可靠且可实时监测等诸多优势,其中的EMI(Electro-mechanical Impedance)损伤检测方法更是因其对损伤非常敏感,受到专家学者的广泛关注。结构所受荷载会对EMI方法中测量的导纳信号产生影响,而实际结构不可避免地会受到外力的作用,若不加处理就可能干扰对结构健康程度的判断。本文针对不同大小的轴向荷载对两端固定梁压电导纳的影响开展了一系列理论、数值以及实验方面的研究。从理论上推导了两端固支的矩形截面梁在轴向力作用下的压电导纳表达式,发现在压力和拉力作用下,横向振动引起的共振峰值位置会分别向左和向右偏移,而轴向振动引起的共振峰值位置不会发生改变。随后通过一数值算例对理论推导正确性进行了验证。针对轴力的影响开展了实验研究,实验结果表明在拉力作用下,两种振动模式引起的共振峰值均出现了向右偏移的现象,但轴向振动引起的峰值偏移程度较小,且两种峰值偏移程度与理论之间的差值非常接近;在压力作用下,因施加压力造成的边界约束加强对导纳的影响远大于压力本身对导纳造成的影响,所有的峰值都出现向右偏移的现象。通过对拉力实验数据进行RMSD(Root-mean-square Deviation)指标的计算,对比发现外力的存在会引起指标可观的变化,从而导致对结构健康状态的误判。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
高菊[7]（2016）在《基于状态空间法压电迭层固支梁力学性能研究》一文中研究指出智能材料在大型结构与工程的安全和发展领域展现出了良好的应用前景,特别是大型结构的健康监测和诊断,在土木工程中,压电智能材料在结构监测、控制、智能调节等方面都发挥了极大的作用。在众多的结构中,由于压电智能材料构成的迭层构件是常用的构件之一,需要对不同压电迭层材料在不同支撑和受力情况下的力学性能进行研究,以便于寻求更精确、更便捷、更快速的求解方法,为结构的设计和制造提供理论基础。文中分别采用一般弹性材料、迭层弹性材料、压电智能单层材料、压电智能迭层材料两端固支梁为力学模型,以弹性力学的叁大基本方程(本构方程、运动方程和梯度方程)为基础,引入状态空间法,通过矩阵推导与计算,建立了相应的状态方程,结合相应的边界条件求解出了状态传递矩阵。并且以梁仅在上表面受均布荷载作用时的情况为例,经过代数运算,求得梁的任意高度处状态变量的精确解。在求解压电迭层材料状态空间解时,考虑压电材料的压电效应,忽略体力、体电荷、体电流,结合压电效应方程,得到传递矩阵,最终得出压电迭层梁各个状态变量的精确解。这种方法对于单层梁和迭层梁均适用,不受厚度的限制,在迭层构件的求解中可广泛应用。文章最后利用MATLAB软件对不同跨高比的一般弹性材料单层梁、一般弹性材料迭层梁、弹性压电材料单层梁和弹性压电材料迭层梁进行了数值计算,得到相关力学与电学的解答,并与有限元软件ANSYS的模拟结果进行了对比。由结果对比得到结论,无论是单层梁还是迭层梁,无论是同种材料还是多种材料,计算结果均十分相近。在考虑了不同高跨比的情况下,本文方法计算结果与FEM模拟结果的误差也在允许范围之内。由此可知,本文对于固支梁边界条件的假定是十分准确的,本文提出基于状态空间理论研究压电材料结构的方法对于不同材料的单层梁与迭层梁的计算结果都十分准确,且此方法适用于迭层结构与计算机编程。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2016-04-01）
王文娟[8]（2015）在《基于跑道型谐振腔固支梁式加速度传感器的理论研究》一文中研究指出微纳光纤既不同于普通的光纤,也不同于集成光波导,是一种由空气为包层、二氧化硅等材料为芯层的光纤。这种微纳光纤由于本身所具有的大比例倏逝波传输,使得其具有强倏逝波耦合、低弯曲损耗、高色散区等特性。相比较于普通光纤,微纳光纤尺寸更小、损耗更低、耦合强度更强;相比较于集成光波导,微纳光纤的制作工艺更为简单可行。并且,由微纳光纤构成的环形谐振腔具有低损耗和品质因数高的特点,从而微纳光纤环形谐振腔可以作为一种高灵敏度的光学传感器。微纳光纤与硅MEMS传感结构相结合构成的MOEMS加速度传感器是一种体积小、质量轻、灵敏度高且动态范围大的加速度传感器。主要工作为:先对本课题的研究背景及意义进行了简要的介绍,对微纳光纤的发展现状、环形谐振腔的应用领域以及基于微纳光纤环形谐振腔加速度传感器的研究现状进行了简要的分析。之后在对微纳光纤模式及能量分布分析的基础上对微纳光纤环形谐振腔的相关理论及特性进行了分析,并重点分析了自耦合系数t、传输损耗因子τ以及微环有效折射率n对微纳光纤环形谐振腔传输特性的影响。提出了一种基于新型的微纳光纤跑道型谐振腔的双端固支梁加速度传感器:分析了跑道型谐振腔的传输理论和谐振原理、双端固支梁的受力、传感器的传感原理、传感器的灵敏度。对跑道型谐振腔在不同有效折射率下的光场分布图和双端固支梁的模态进行了仿真,验证了可以通过检测波长漂移和光强度的方式实现对加速度的测量,并通过MATLAB仿真软件对这两种检测方法进行了具体的仿真分析,得出固支梁的结构参数是影响传感器灵敏度的重要因素。本文最后对微纳光纤以及微纳光纤跑道型谐振腔的实验制备过程进行了简要的介绍。采用酒精熔融拉制法制备了直径约为2μm的微纳光纤,且用此微纳光纤制备了跑道型谐振腔,阐述了具体的制备过程以及需要注意的事项。并验证了微纳光纤跑道型谐振腔的光谱特性与理论分析所得基本一致。(本文来源于《燕山大学》期刊2015-05-01）
罗双,曹琼琼,汤丽锋,丁敏[9]（2015）在《两端固支梁固端弯矩与转动刚度研究》一文中研究指出利用虚功原理分析了两端固支梁在均布荷载作用下随负正受弯区刚度比变化的梁固端弯矩系数、梁端转动刚度系数以及弯矩传递系数。分析结果显示,两端固支梁的固端弯距、弯矩传递系数及梁端转动刚度系数均随负正受弯区刚度比的增大而增大。(本文来源于《北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会论文集》期刊2015-01-11）
李斌,韦成龙,李传习[10]（2014）在《集中荷载作用下两端固支梁考虑SD效应的极限荷载分析》一文中研究指出利用结构对称性分析了考虑材料SD效应的两端固支超静定梁,跨中集中荷载作用下的弹塑性加载及变形过程。材料本构关系简化成拉压屈服极限不同的理想弹塑性模型,推导加载各阶段依赖于拉压屈服极限比的弯矩、位移解析公式,探讨了材料SD效应对集中荷载作用下两端固支梁变形和塑性极限弯矩的影响。研究表明:考虑材料的SD效应时梁的抗弯能力提高,实际上是材料自身潜力得到了充分发挥。(本文来源于《重庆交通大学学报(自然科学版)》期刊2014年03期）
固支梁论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着无线传感网络节点和微型电子设备的广泛应用和深入发展,其对供能技术提出了新的要求和挑战。在现有的能量收集开发中,振动能量因其密度大且机电转换效率高,突出了较为明显的优势而得到了广泛的关注。压电振动能量收集器研制的关键点在于结合各种工况环境下的振源提高其输出,以满足电子产品的需要。目前各种类型的微型压电振动能量收集器研究中,主要是改变结构大小或设计新结构两种方式,因此,固支梁结构作为新型结构形式而逐渐应用在压电振动能量收集器中,其振动特征和输出性能也得到了相应的探讨。本文在现有的压电振动研究基础上,通过改变梁的形状,设计了两种固支梁宽频压电振动能量收集器。ANSYS变形仿真结果表明应力对称分布,同时,利用压电复合梁结构的力学特性导出了固支梁结构的固有频率公式,其理论和仿真的相对误差为1.14%。此外,利用MEMS技术完成了器件的设计和制作,并测试了压电薄膜的性能以及梁结构的静力学特性和输出特性。经XRD测试表明此次制备的PZT薄膜为<110>主晶相,内部全部形成钙钛矿型结构。LCR测试数据说明,在电压幅值为1V,变化范围为50~10000Hz的频率作用下,压电薄膜的电容波动范围不超过3.5nF,其介电损耗也保持在0.0204~0.0488的范围内,相对介电常数也是在1436~1686之间变化。漏电流性测试结果表明,在电压0~37V,步长0.01V的条件下,漏电流不超过4×10~(-9)A,铁电性能测试结果表明,在0.8μF、1μF、2μF的情况下,测得电滞回线饱和良好,有利于获得压电材料所需要的铁电性能。两种形状的梁的静态变形性能测试分析得出,固支结构的恢复力比对应悬臂结构的要大且速度高,因此也导致了其非线性的现象。在同样的条件下,形状为梯形的固支梁,其变形量大于形状为矩形的固支梁。在加速度1m/s~2的振动条件下对所需要测量的两种梁的非线性进行了实验验证。改变激振强度,对应两种压电振动能量收集器的开路电压输出和工作带宽随着激振强度的增大而增大,且对于开路输出而言,梯形梁的输出比矩形梁更有优势。当施加的振动加速度为1g,结构一的-3dB带宽为105Hz,最大输出为36.96mV,结构二的带宽为118Hz,其最大输出为45.46mV。对结构二的1号梁进行闭环输出性能测试,当加速度为1g时,最大的功率为112.63nW,最佳负载为23KΩ,功率密度为554.55μW/cm~3,大于一般同类型的能量收集器。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
固支梁论文参考文献
[1].陆颢瓒,朱宇宬,张焕卿,王德波.多谐振频率固支梁压电能量收集器的设计[J].微电子学.2019
[2].虞梦琳.固支梁宽频压电振动能量收集器的研制[D].大连理工大学.2018
[3].刘兵,虞梦琳,谷旺,孔祥新,崔岩.两端固支梁振动能量收集器的结构设计及优化[J].机械工程与自动化.2018
[4].刘兵.两端固支梁压电振动能量收集器的研究[D].大连理工大学.2017
[5].锅彦娣.基于ANSYS的两端固支梁的仿真分析[J].科技展望.2016
[6].王力.轴力对两端固支梁压电导纳的影响研究[D].华中科技大学.2016
[7].高菊.基于状态空间法压电迭层固支梁力学性能研究[D].合肥工业大学.2016
[8].王文娟.基于跑道型谐振腔固支梁式加速度传感器的理论研究[D].燕山大学.2015
[9].罗双,曹琼琼,汤丽锋,丁敏.两端固支梁固端弯矩与转动刚度研究[C].北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会论文集.2015
[10].李斌,韦成龙,李传习.集中荷载作用下两端固支梁考虑SD效应的极限荷载分析[J].重庆交通大学学报(自然科学版).2014