２００８年７月

Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ

北京航空航天大学学报

ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ

ＪｕｌｙＶ０１．３４

２００８Ｎｏ．７

第３４卷第７期

基于ＡＮＳＹＳ的压电陶瓷ＰＬＺＴ特性仿真分析

梁

磊

王少萍

曹

锋

（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京１００１９１）

摘要：针对传统的解析法和有限元法在压电陶瓷分析中的弊端，采用有限元软件

ＡＮＳＹＳ对压电陶瓷掺镧锆钛酸铅（ＰＬｚＴ）进行特性分析．介绍了大型有限元分析软件ＡＮｓＹｓ及其耦合场分析功能，建立了ＰＬｚＴ的ＡＮＳＹＳ模型用于分析单片、叠层和双晶片型ＰＬｚＴ的静动态特性．单片ＰＬＺＴ的输出位移与所加电压和外力载荷均成线性关系；叠层结构的输出位移因粘结层的变形而小于理论输出值；双晶片变形的ＡＮｓＹｓ计算结果同理论分析很相近．进行压电器件分析时，可先通过ＡＮｓＹｓ软件建立实体模型，设定几何尺寸和材料特性参数进行性能仿真，并且针对不同器件只需修改参数，程序通用性好．

关

键

词：压电陶瓷；锆钛酸铅镧；ＡＮＳＹｓ软件

中图分类号：ＴＰ２０４

文献标识码：Ａ文章编号：１００１—５９６５（２００８）０７旬８５３一０４

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掺镧锆钛酸铅（ＰＬｚＴ）是一种重要的压电陶瓷．ＰＬｚＴ的组成可在很宽的范围内变化，从而具有压电、铁电、热释电和电光等不同的性能．在一

定的工艺条件下，ＰＬｚＴ可以加工成透明陶瓷，因

的照射下产生微量伸长，将光能转化为机械位移，ＰＬｚＴ的这种特性使它成为光执行器的良好材料．应用ＰＬＺＴ已开发出光驱继电器和光驱微型行走装置．并且在太空探索领域具有潜在应用，例如利用ＰＬＺＴ开发太阳跟踪器，光控阀等．

当前压电类结构的研究方法主要有解析法和有限元法．解析法要采用很多简化假设，公式的推导也较为繁琐，并且很多时候无法求出解析解；而

此在计算技术、显示技术、激光技术、全息存储、微声技术以及光电子学诸领域都有重要的应用前景．除了具备以上性能，ＰＬｚＴ还具有一般压电陶

瓷不具备的性能——光致伸缩效应，即在紫外光

收稿日期：２００７＿０７旬３

基金项目：国家自然科学基金资助项目（６０３７１０４３）；空军武器装备预研项目（４０２０２１０２０１）作者简介：粱磊（１９７９一），女，山东高唐人，博士生。ｌｉａｎｇｌｅｉ＠ａ∞ｅ．ｂｕ∞．ｅｄｕ．ｃｎ．

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