《表1 PZT-5H压电参数》

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《剪切式压电喷头多致动壁结构制备及特性分析》

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在有限元分析软件COMSOL下建立单一致动壁结构模型，尺寸为5mm×1mm×12mm，材料选择PZT-5H，通过固定约束代替实际中的底端固定，通过在侧壁表面施加电势产生的电势差代替实际中的电压施加。由于结构模型较规则，选择自由剖分四面体网格结构，选择较细化单元尺寸，整体网格数量为3 645。d15是影响致动壁做剪切振动的关键参数，根据压电陶瓷片在实际测量中的d15参数，替代材料库中PZT-5H压电系数矩阵中的d15参数，优化后的压电参数如表1所示。施加电压沿水平方向，分别选取5V、10V、15V、20V、25V、30V的不同数据，模拟出不同电压下单一致动壁结构的变形模态如图4所示，其对应的最大稳态变形量依次为14.9nm、29.8nm、44.7nm、59.6nm、74.6nm、89.5nm，可以看出电压与稳态变形量呈近似线性增大。