压电陶瓷：位移与出力的关系

2020-12-21 10:42

很多朋友咨询压电陶瓷的出力问题，咨询压电陶瓷在结构中的出力是否可以达到预期要求，其实压电陶瓷出力是一个复杂的过程，下面具体介绍。

位移与出力的关系

位移 ΔL0：是压电陶瓷产生的位移，这个数值是在空载条件下测得，即在压电陶瓷产生位移过程中不受任何阻力。对陶瓷施加电压后，测得相应位移。

出力Fmax ：是压电陶瓷产生的最大出力，这个数值是压电陶瓷在最大驱动电压下且位移为0时，测得的出力，即抵抗大刚度负载的推力。

压电陶瓷位移与出力

假设把陶瓷固定在两面墙之间，施加最大电压给压电陶瓷，由于两面墙的刚度很大，压电陶瓷无法伸长，位移为零，这时的出力为最大出力。但是事实上，任何物体都会表现出一定的弹性模量。

当外部机械结构的刚度为零时，给压电陶瓷加最大电压，压电陶瓷产生最大的位移。这时出力为零。由此出力与位移的关系如下图所示。

压电陶瓷位移与出力

只要外部连接机械结构存在刚度，则陶瓷的位移就一定会有损失，位移损失的大小取决于外部机械结构的刚度，外部机械结构刚度越大，损失的位移也就越大，当外部机械结构的刚度与陶瓷的刚度相同时，位移与出力为最大位移与出力的一半，陶瓷能效得到最大的利用。

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