基于能量法的双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数分析

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双晶压电悬臂梁发电装置的建模与有限元仿真分析

第９期
２１００年９月
文章编号：０１３９（０００ — ０３０１０ — ９７２１）９００ — ３
机械设计与制造
ＭａｈｎｒＤｅｉｎｃｉｅｙｓｇ＆Ｍａｕｆｃｕｅｎａｔｒ３
双晶压电悬臂梁发电装置的建模与有限元仿真分析
ｉ附近输出压最大。定的激励条件下为电在固提高双晶压电悬臂梁的放电能力，应该在保证可靠度和固ｌ有
；频率的前提下，尽量增加梁的长度、减小梁的宽度，并选取合适的金属板与压电陶瓷的厚度。
；ｊ关键词：压电悬臂梁；ＮＹ；ＡＳＳ发电；耦合场；谐响应【ｂｔｃ】ａｅｅｈｏｐｅｏｌｔｃｙｎｅｏｙａｉｅｕｉｉｍｔｍｔＡｓａｔＢｓｄｏｔｅｒｏｉｅｃｉｔａｄｔｒｄｎｍｃｑｉｒｍ，ａｅａｃｒｎｈｔｙｆｚｅｒｉｈｍｌｕｂｈｉ
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；ｂｍｒｈｃｔｅｅｅｅａｏｓｂａａｉｌｌｃｉｏａｅａｏｎｈｒｎｆｅｕｎｙＩｅｘｄｉ－；ｉｏａｉｖｒｎｒｒｏｔｎｍｘｍａｅｅｔｃｖｌｕｄｉｅｅｔｑｅｃ．ｎｔｅｐｎｌｇｔｉｒａｔｒｌｇｎｒｈｆｉｎ
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一种基于悬臂梁式压电双晶片的能量收集器设计

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｅｒａｍｉｃ；ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｂｅａｍ；ｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ：Ｍａｘｌ８１１
０引言
能够正常工作，为负载发光二极管提供正常工作电压。
社会发展应以能源应用为前提。生活中，振动无处不在。一方面周围环境振动会在结构上造成损伤，缩短结构使用寿命；另一方面，振动会对环境带来噪声污染。如果可以将这些振动能量收集起来转换为电能并采集利用，不但能够减少结构损伤，降低结构推护成本，而且可以降低噪声。因此，对振动能量的采集是人们需要关注和解决的问题。
振动能量的采集通常有三种方式：电磁式［１－３］静电式［４－５１和压电式［６－１０］ｏ电磁式技术较成熟，能量转换效率较高，但其机构复杂、体积较大。静电式可方便与微机电系统结合，但产生的电能很难实现器件商业化。压电式原理是基于压电效应，即压电材料在外力作用下产生电荷。近年来，压电能量采集技术受到了广泛关注。作为长期甚至无限生命周期的自主供电系统，压电能量收集器在一些不便更换电池或者希望避免电池更换场合具有广阔的发展空间。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ａｎｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎａｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｂｅａｍｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｂｉｍｏｒｐｈｉＳｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＩｔｉＳｄｅｓｃｒｉｂｅｄｆｒｏｍｔｗｏａｓｐｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｔｙｐｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｏｒａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ．Ｉｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ。ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｍｏｄｅｏｆｔｈｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｂｅａｍｐｌａｔｅａｎｄｔｈｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓｈｅｅｔｉＳｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｂｉｍｏｒｐｈｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｐａｒａｌｌｅ１．ａｎｄｔｈｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉＳｆｏｒｍｅｄｔｏｇｅｔｈｅｒ．Ｆｒｏｍｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎ，ｆｏｕｒｔｉｍｅｓｓｕｐｅｒｃｈａｒｇｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｉｓｕｓｅｄｔｏｒｅｃｔｉｆｖ，ｆｉｌｔｅｒａｎｄｂｏｏｓｔｔｈｅＡＣｖｏｌｔａｇｅｃａｕｓｅｄｂｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｐｉｅｚｏｃｅｒａｍｉｃｃｈｉｐ，ａｎｄｕｓｅｔｈｅｃｈｉｐＭａｘｌ８１１ｈｉｇｈｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｃｈａｒｇｅｒｔｏｓｔｏｒｅｔｈｅＤＣｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒ．ａｎｄｏｂｔａｉｎｔｈｅＤＣｖｏｌｔａｇｅｆｏｒｔｈｅｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ．ＣｉｒｃｕｉｔａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅｓｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｏｒｃａｎａｃｈｉｅｖｅｅｘｔｅｒｎａＩｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ．

一种基于悬臂梁式压电双晶片的能量收集器设计

一种基于悬臂梁式压电双晶片的能量收集器设计张倩昀;梁国凯;梁朝芳【摘要】,从悬臂梁式压电能量收集器结构设计和能量收集电路设计两方面出发,介绍了一种基于悬臂梁式压电双晶片的能量收集器设计.结构设计上,选用矩形结构悬臂梁式基板和矩形结构压电片的组合方式.压电双晶片采用并联连接,共同构成了压电能量收集器结构.从电路设计上,通过四倍增压电路对压电陶瓷片上因振动产生的交流电压进行整流、滤波和升压,并采用芯片Max1811高集成度电池充电器对所得直流电进行存储,获得了可为发光二极管供电的直流电压.电路分析与实验测试表明,设计的能量收集器能够实现对外界振动能量的收集.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2018(035)006【总页数】3页(P90-92)【关键词】压电陶瓷;悬臂梁;能量收集;Max1811【作者】张倩昀;梁国凯;梁朝芳【作者单位】西安航空学院电子工程学院,陕西西安 710077;西安航空学院电子工程学院,陕西西安 710077;中航工业西安飞机工业有限责任公司,陕西西安710089【正文语种】中文0 引言社会发展应以能源应用为前提。

生活中，振动无处不在。

一方面周围环境振动会在结构上造成损伤，缩短结构使用寿命；另一方面，振动会对环境带来噪声污染。

如果可以将这些振动能量收集起来转换为电能并采集利用，不但能够减少结构损伤，降低结构推护成本，而且可以降低噪声。

因此，对振动能量的采集是人们需要关注和解决的问题。

振动能量的采集通常有三种方式：电磁式[1-3]、静电式[4-5]和压电式[6-10]。

电磁式技术较成熟，能量转换效率较高，但其机构复杂、体积较大。

静电式可方便与微机电系统结合，但产生的电能很难实现器件商业化。

压电式原理是基于压电效应，即压电材料在外力作用下产生电荷。

近年来，压电能量采集技术受到了广泛关注。

作为长期甚至无限生命周期的自主供电系统，压电能量收集器在一些不便更换电池或者希望避免电池更换场合具有广阔的发展空间。

基于压电悬臂梁的振动能量获取装置的建模及数值仿真

基于压电悬臂梁的振动能量获取装置的建模及数值仿真周璇;王海;李晗;王战;夏小品【摘要】振动能是自然环境中广泛存在的一种能量，振动式发电机可将其提取并转换为可直接利用的电能。

设计了一种用于收集环境中低频振动能的三质量块压电悬臂梁装置，利用压电薄膜的正压电效应将机械能转化成电能。

建立悬臂梁的数学模型，用ANSYS软件建立悬臂梁的仿真模型，然后对其进行模态分析，耦合分析，谐响应分析并绘制出压电振子的频率-电压曲线图。

研究结果表明该悬臂梁产生的电压可以满足无线传感器节点的使用要求，且优于单质量块悬臂梁。

% Vibration generator can extract and convert vibration energy that exists in the natural environment into electric power. A design proposal of a piezoelectric cantilever beam with three mass blocks makes use of direct piezoelectric effect to extract low-frequency vibration energy. This paper is aimed at establishing the mathematical model of the cantilever beam, using ANSYS software to establish the simulation model of the beam, and then using the modal analysis, coupling analysis, harmonic response analysis and it maps out the curve of frequency-voltage. The results shows that Piezoelectric Cantilever Beam with three mass blocks is superior to only one mass block,and the voltage generated from the cantilever beam can satisfy wireless sensor nodes.【期刊名称】《巢湖学院学报》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】5页(P98-102)【关键词】振动能;压电悬臂梁;三质量块;ANSYS【作者】周璇;王海;李晗;王战;夏小品【作者单位】安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖 241000;安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖 241000;安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖 241000;安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖 241000;安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖 241000【正文语种】中文【中图分类】TK-91 引言现今人们对环境问题格外重视，无线传感器网络的研究正受到越来越多的关注，研究内容分布也非常广泛，涵盖了从理论到实现、从节能到安全等多个方面。

压电悬臂梁机电耦合系统的建模及动力学特性分析

压电悬臂梁机电耦合系统的建模及动力学特性分析张梦倩;宋汉文【摘要】基于压电能量采集器中最为经典的压电悬臂梁模型展开研究.考虑悬臂梁的阵型信息和轴向应变分布,这导致与梁耦合的压电片的电边界条件复杂.分别基于均匀电场分布和均匀电位移分布的两种不同电边界条件,深入探讨压电悬臂梁的机电耦合原理和耦合特性,并建立机电耦合系统的数学模型;在传统一阶能量采集电路的基础上,在电路中加入电感,建立二阶电路,并改进数学模型;对于加入电感后的模型,2阶电路可以与其耦合的n自由度机械系统共同构成一个n+1自由度系统,从而可对耦合系统进行系统整体的仿真分析,同时深入研究不同电路元件对系统采集效率的影响,发现电感的加入可极大提高系统能量采集效率.%Cantilever beams with piezoelectric ceramic layers have been frequently used as piezoelectric vibration energy harvesters. The most classical piezoelectric cantilever model d31 of the piezoelectric energy harvesters (PEH) is studied in this paper. The exact analytical solution of the cantilever PEH is presented based on Euler-Bernoulli beam assumption. The influence of dynamic mode shape and strain distribution of the cantilever PEH is considered. The mathematical model of the cantilever PEH is established and the electro-mechanical coupling principle and characteristics are deeply analyzed with the two boundary conditions of uniformly distributed electric field and uniformly distributed electric displacement respectively. Based on the traditional PEH of order one, an inductance is added to the circuit to establish a second order circuit and improve the mathematical model. In the improved model, a new system with n+1 DOFs is obtained bycombining the second order circuit with the n-DOF oscillatory system so that the global simulation of the coupled system can be realized. In addition, the influence of different elements of the circuit is analyzed. It is found that the added inductance can greatly increase the energy-harvesting efficiency of the PEH.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】7页(P7-12,22)【关键词】振动与波;压电悬臂梁;机电耦合模型;系统仿真;功率优化【作者】张梦倩;宋汉文【作者单位】同济大学航空航天与力学学院,上海 200092;同济大学航空航天与力学学院,上海 200092【正文语种】中文【中图分类】O32随着微电子（MEMS）技术的飞速发展，新型微能量采集器得到高度重视。

基于悬臂梁结构的压电能量收集器的机电转化效率分析

ＳｅＤ．．２０１５
文章编号：１０００ — ２３７５（２０１５）０５ — ０４５１ — ０５
基于悬臂梁结构的压电能量收集器的机电转化效率分析
方超，胡永明，任博，梁柱，许春东，顾豪爽，罗豪廷
Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｉｃｆｉｅｎｃｙｏｆｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
２．ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｅｒａｍｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｂａｌｌａｎｄｔｈｅｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｕｔｐｕｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｎｄｉｎｐｕｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｂａｓｅｄｏｎｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｙｇ

压电悬臂梁发电装置的建模与仿真分析

压电悬臂梁发电装置的建模与仿真分析一、本文概述随着能源危机和环境问题的日益突出，绿色、可再生的能源技术成为了全球研究的热点。

其中，压电发电技术作为一种新型的无源能量收集方式，因其能够将环境中的机械能转化为电能，受到了广泛关注。

压电悬臂梁作为压电发电装置的核心部分，其发电性能直接影响到整个装置的能量转换效率。

因此，对压电悬臂梁发电装置的建模与仿真分析，不仅有助于深入理解其发电机制，而且可以为装置的优化设计提供理论依据。

本文旨在探讨压电悬臂梁发电装置的建模与仿真分析方法。

我们将对压电悬臂梁的基本工作原理进行概述，包括压电效应的基本原理和压电悬臂梁的工作机制。

我们将详细介绍压电悬臂梁发电装置的建模过程，包括力学模型、电学模型以及机电耦合模型的建立。

在此基础上，我们将利用仿真软件对模型进行仿真分析，研究不同参数对压电悬臂梁发电性能的影响。

我们将总结分析结果，提出优化压电悬臂梁发电装置的建议和展望未来的研究方向。

通过本文的研究，我们期望能够为压电发电技术的发展提供有益的理论支持和实践指导，推动其在能源收集领域的广泛应用。

二、压电悬臂梁发电装置理论基础压电悬臂梁发电装置的核心理论基础主要源于压电效应。

压电效应，即某些晶体在受到机械力作用时，其内部正负电荷中心会发生相对位移，从而在晶体表面产生电势差的现象。

这种效应允许机械能直接转化为电能，为悬臂梁发电装置提供了理论基础。

在压电悬臂梁发电装置中，悬臂梁作为主要的能量转换元件，当受到外部激励（如风、振动等）作用时，梁体会发生形变，进而产生压电效应。

此时，悬臂梁的表面会产生电荷分布，形成电势差，从而输出电能。

为了深入理解和优化压电悬臂梁发电装置的性能，需要对其进行数学建模。

常见的建模方法包括集中参数模型和分布参数模型。

集中参数模型主要关注悬臂梁的整体动态特性和压电效应，适用于低频、大振幅的情况。

而分布参数模型则考虑悬臂梁的详细结构和振动模态，适用于高频、小振幅的情况。

悬臂梁双晶压电片不同连接方式发电性能

悬臂梁双晶压电片不同连接方式发电性能张智娟;倪超;侯立群【摘要】为了更加有效提高双压电振动能量采集器的发电效率,以双晶压电片为研究对象,设计了一种可收集电动机机械振动能量的双压电振动能量采集器.探究了电动机在不同转速情况下,双晶压电片不同连接方式对采集器的发电特性、内阻、输出电压和输出功率的影响.通过实验结果与理论计算值进行对比,可见,两个电极并联的双晶压电片并联输出功率最大可达314.69μW,为最优的双晶压电片连接方式.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2018(041)004【总页数】5页(P893-897)【关键词】双晶压电片;压电振动能量采集器;连接方式;振动能量【作者】张智娟;倪超;侯立群【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学控制与计算机工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM619压电发电是通过利用压电陶瓷的正压电效应将环境中振动的机械能量转换成可供无线传感器网络节点等低能耗电子器件利用的电能。

因压电发电装置结构简单、能有效降低固有频率、无需启动电源、清洁环保、稳定性好和实现机构的微小化等诸多优点,已经成为各国研究者研究的重点[1]。

压电发电装置中压电振子支撑方式有:悬臂支撑、周边固定支撑、自由边界支撑和简支支撑等多种方式,针对不同的环境条件采用不同的支撑方式,各有其优缺点[2]。

其中,悬臂支撑方式为一端固定在振动源上,另一端悬空,其压电悬臂梁晶片有单晶压电片和双晶压电片两种结构,且不同结构有不同的连接方式[3]。

为了增大压电悬臂梁晶片振幅,获得较大的内应变和应力变化,一般在悬臂梁的自由端加一个适量的质量块,这种方法不仅可以增大双压电振动能量采集器输出电压,还可降低压电悬臂梁晶片的谐振频率[4]。

振动在环境中普遍存在,但环境中振动能量较小且不稳定,从而压电发电装置将采集振动能量转化成的电能较小,且为交流电,机械振动产生的电能往往很难长久持续满足低功耗电子系统的需求[5]。

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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ — ４５５１．２０１４．０６．０２１
基于能量法的双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数分析木
刘祥Байду номын сангаас建
（金陵科技学院机电工程学院，江苏南京２１１１６９）
ｂｉｍｏｒｐｈｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｂａｓｅｄｏｎｅｎｅｒｇｙｍｅｔｈｏｄＬＩＵＸｉａｎｇ－ｊｉａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｉｒｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＪｉｎｌｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１６９，Ｃｈｉｎａ）
拟。研究结果表明，实验值与理论解有较好的一致性，且都在压电片厚度为０．２５ｍｍ时开路电压最大，验证了该理论模型的可靠性。此外，随着压电梁厚度比的不断增大，其机电耦合系数单调递增；同时，较大的弹性模量比有利于压电梁机电耦合系数的提高，且相对于钢弹性基片，铍青铜弹性基片更有利于压电梁机电耦合系数的提高。关键词：能量法；双晶；压电；悬臂梁；机电耦合系数
中图分类号：ＴＨ３９；ＴＭ６１；ＴＮ３８４文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ４５５１（２０１４）０６－．－０７７５ — ０４
Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｆｏｒｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
第３１卷第６期
２０１４年６月
机
电
工
程
Ｖ０ｌ＿３１Ｎｏ．６
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｉｃｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｎｒｇ
Ｊｕｎ．２０１４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｂｉｍｏｒｐｈｃａｎｉｔｌｅｖｅｒ，ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｍｅｔｈｏｄｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ａｆｔｅｒｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｌｅｅｔｒｏｍｅｅｈａｎｉｅａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｉｅｆｉｅｍｆｏｒｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｂｉｍｏｒｐｈｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ，ｔｈｅｔｈｅｏｒｙｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅ
ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｆｏｒｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｉｃｒｂｉｍｏｒｐｈｃａｎｉｌｔｅｖｅｒｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．．Ｔｈｅｔｈｅｏｙｍｏｒｄｅｌｗａｓｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙ
ｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｌａｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｏｒｆｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｉｒｃｂｉｍｏｒｐｈｃａｎｔｉｌｅｖｅｒａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｌａｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｍａｔｅｉｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｈｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｂｉｍｏｒｐｈｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｉｓ０．２５ｍｍｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｏｙｒａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｈｅｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｗｉｈｔｈｅｔｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｉｃｋｎｅｓｓｒａｉｔｏ，ｈｅｔｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｗｉｔｈｈｅｔｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｒａｉｔｏ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｅｌａｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓａｎｄｂｅｒｙｌｌｉｕｍｂｒｏｎｚｅｌｅｆｘｉｂｌｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｈａｒｖｅｓｔｅｒｉｓｓｕｐｅｉｒｏｒｔｏｈｅｔｓｔｅｅｌｌｆｅｘｉｂｌｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｈａｒｖｅｓｔｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｎｅｒｙｇｍｅｔｈｏｄ；ｂｉｍｏｒｐｈ；ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ；ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ；ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
摘要：针对双晶压电悬臂梁发电装置机电两类能量通过压电效应耦合强弱的问题，将能量法应用到双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数的分析中。开展了双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数的理论分析，并建立了其与双晶压电悬臂梁发电装置尺寸参数
和材料特性之间的关系，对双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数与其尺寸参数和材料特性的关系模型进行了实验验证和数值模