一种拱形线性压电作动器的作动特性分析

曹利民，王伟，郭宗和

(山东理工大学 交通与车辆工程学院，山东 淄博 255049)

各种设备产品在工作过程中产生的振动对设备的使用性和安全性都会造成一定程度的影响，降低设备的使用效果和使用效率，减小设备在使用过程中的振动可以使设备的使用性能和安全性得到提高。王巍等[1]设计了一种新型的压电作动器，这种作动器由一片压电片粘贴在一个弓型梁底座上构成，使用时将底座粘贴于被控结构上，压电片驱动弓型梁底座弯曲变形进而对被控结构产生作动效果;经过分析对比发现，拱形压电作动器与传统压电片作动器相比具有更好的控制效能及良好的使用灵活性，特别是对高阶模态的控制效果要优于传统压电片作动器，这种弓型梁构型设计在振动压电能量收集技术上具有一定的应用潜力。Foutsitzi等[2]对用于梁结构压电作动器的最佳电压和最佳位置进行了数值研究，建立了基于Timoshenko梁理论的压电作动器性能有限元模型，证明了所提出的混合遗传算法具有确定控制作动器在可能位置内的最佳电压和位置的能力。Wang等[3]从可控性角度出发，研究了在梁上布置压电片的最佳位置及其尺寸，通过最大化可控性角度得出压电作动器的优化设计指标，分析了一对压电片作动器在各种梁上的示例，为压电作动器的结构振动控制提供了工具，并且给出了压电耦合结构性的定量指标。Zhang等[4]介绍了一种新的尺蚯蚓型压电作动器，并设计了一个具有高压驱动和闭环控制系统的实验系统，建立了模拟动态模型；……