Case

解析事例

圧電素子の構造解析

2021.07.12

製品名
- JMAG
カテゴリー
- 電磁界解析事例
産業分野別

概要

JMAGで圧電素子の構造解析をおこなうことができます。
圧電素子とは、電場印加によって、分極の発生に伴い、変形する物質です。電気機械変換素子として利用されています。逆に、変形によっても分極は発生するため、発電にも応用できます。
JR東京駅での「発電床」実証実験にも利用されていますので、ご存知の方も多いと思います。

図1

圧電応力定数の異なる圧電素子を張り合わせた、バイモルフ型圧電アクチュエータ（カンチレバー）の解析例を紹介します。
ヤング率を変えて比較しています。硬い（ヤング率の大きい）カンチレバーほどたわみにくくなっています。
ヤング率以外に、圧電応力定数、比誘電率、電場に関するパラメータ変更もおこなうことができます。

図１は変形量を強調していますが、図２に示すように、変形量を定量的に調べることも容易なので、圧電素子を活用した機器の設計に役立てられます。
他に、各種応力、力（節点力）などの評価もできます。