阐述国内外现有压电陶瓷技术的研究与应用情况,针对目前振动能量采集研究状况进行分析,指出其研究前景主要集中在非线性振动能量采集器、接口电路和采集装置的实用化等方面,解析压电陶瓷电能捕获的原理。系统的讲述了不同发电模式和压电振子结构对于电能捕获效率的影响,对当前研究人员在不同支撑结构和不同振子几何形状的压电能捕获做详细论述,重点讨论了悬臂梁、简支梁、钹形三种支撑结构和矩形、三角形、梯形三种不同形状的压电振子的电能捕获情况。指出压电陶瓷在微能源器件自供电、智能可穿戴设备、与旋转机械相结合实现供能以及高频宽振动等方面是研究发展前景。

对折叠压电振子进行结构理论分析,建立了折叠压电振子的有限元模型,对其进行静力分析。探究不同的外部载荷对弹性层及压电片的等效应力分布情况,得到折叠压电振子的适用外部载荷。为提高压电材料的利用率,选取适当的外部载荷和折叠梁支撑厚度为优化设计变量,以压电晶体片等效变化应力为目标函数,对折叠式压电振子进行响应曲面优化分析。对比优化前后结果,结果显示,折叠压电振子压电片表面等效应力变化均匀且应力集中减少了10%,有利于实际工作中提高压电材料的利用率及折叠压电振子的使用寿命。

推导晶堆的机电状态方程时，选用的是恒定电位移及恒定应力时的压电方程，最后设计计算时却又用的是恒定电场下的声速。文章通过对等效声速表达式的展开，分析了这种替代所带来的误差，并从电边界条件这个角度，阐明了这种替换的物理意义。