交叉指形电极压电纤维复合材料静电场优化

机械工程材料, 2007, 31(8): 38-41. doi: 10.3969/j.issn.1000-3738.2007.08.012

交叉指形电极压电纤维复合材料静电场优化

刘永刚 ^1, , 沈星 ^2, , 赵东标 ^3, , 裘进浩 ^4,

1.南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室,江苏南京,210016;南京航空航天大学机械电子工程系,江苏南京,210016

2.南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室,江苏南京,210016

3.南京航空航天大学机械电子工程系,江苏南京,210016

4.南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室,江苏南京,210016

基金项目: 江苏省自然科学基金(BK2006568) 武器装备预研基金(51412010505HK0208) 航空基础科学基金(04G52042)

关键词：静电场 , 有限元法 , 压电纤维复合材料 , 交叉指形电极

Optimizing of Electrostatic Field of Piezoelectric Fiber Composites

采用有限元法分析了外电压作用于交叉指形电极(IDE)压电纤维复合材料时的静电场分布,讨论了静电场对元件极化和动作性能的影响,研究了电极区聚合物的介电常数和厚度尺寸及其IDE分支电极宽度和电极中心距对压电纤维复合材料静电场的影响.结果表明:增加电极区聚合物的导电性或减小电极区聚合物的厚度,压电纤维复合材料静电场可以得到显著提高,同时,元件横向应变可以提高108倍,横向应力可以提高43倍;IDE参数对电场的均匀区域大小和电场强度大小影响比较大.

参考文献

[1]	Bent A A;Pizzochero A E .Recent advances in active fiber composites for structural control[J].SPIE,2000,3991:244-254.
[2]	Bent A A .Active fiber composites for structural actuation[D].Meseachustte:Massachusetts Institute of Technology,1997.
[3]	Bent A A;Hagood N W .Improved performance in piezoelectric fiber composites using interdigitated electrodes[J].SPIE,2001,2441:196-211.
[4]	Andreas J S;Thomas D;Bent B .Overview on macro fiber composite applications[J].SPIE,2006,6170:1-8.
[5]	Rudy J W;Robert G B;Dennis M .Macro fiber piezo-compositc actuator poling study[R].NASA Technical Memorandum,2002.
[6]	Sodano H A .Macro-fiber composites for sensing,actuation and power generation[D].Virginia:State University,2003.
[7]	刘卫民,陈勇,刘永刚,沈星.交叉指形电极压电纤维复合材料的优化设计[J].机械工程材料,2006(02):29-31,50.
[8]	刘永刚 .基于ANSYS的交叉指形电极压电纤维复合材料仿真研究[D].南京航空航天大学,2005.

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