收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

定向应力波压电驱动器的有限元仿真与实验研究

梁家峰  
【摘要】: 本文的目标是对应用于主动结构健康监测系统的定向应力波驱动器作初步研究。主动结构健康监测系统(Active Structural Health MonitoringSystem,简称ASHMS)是一种新兴技术,由激励信号技术、传感技术、信号处理技术、识别与诊断技术构成,可以完成对结构的在线和实时监测,按照检测者的主观要求灵活地对结构进行检测、及时发现损伤进而评估结构的健康状况。在ASHMS中,引入定向应力波是实现结构损伤精确定位的一个有效途径。定向应力波使得振动能量集中在设定的目标区域内传播,因此提高了能量的有效利用率,并且降低了传感器信号的复杂程度,提高了信噪比。基于粘贴式PZT驱动元件和压电AFC驱动元件,本文对定向应力波驱动器进行了数值模拟与实验研究。 压电理论是压电材料应用及压电元件开发的基础。本文首先介绍了压电效应的基础知识和理论;论述了有限单元法在压电复合材料分析中的基本理论和方法,及利用有限元进行模拟的一般步骤。 然后,基于有限元软件ANSYS,本文对PZT驱动片进行了模态分析,得出PZT驱动片定向谐振频率随尺寸变化的规律;对PZT驱动片与宿主结构的整体进行谐响应分析,得出定向激励频率随PZT驱动片尺寸、宿主结构尺寸、材料等变化的规律。 再次,建立压电AFC驱动元件的模型,对其进行了静力分析,重点分析了影响复合材料性能的几个因素:压电纤维直径、分支电极间距、分支电极面的宽度、压电相和聚合物相的体积比,以及两相材料的几个物理量,如弹性模量、泊松比、介电常数等。得出了驱动位移与各个因素的关系。 最后,设计并制作不同尺寸的PZT驱动片、压电AFC驱动元件,在环氧树脂板等宿主上进行了定向驱动的实验研究,得出定向激励频率随驱动片尺寸、粘贴方式变化的规律,得到其正交异性驱动性能。 通过模拟和实验研究,发现PZT驱动片有较好的驱动正交异性,压电AFC驱动器有宽频带驱动的特性。本文的工作为进一步研究定向应力波驱动器提供了研究方法和研究基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王鸣,聂守平,李明,李达成;自混合干涉微位移传感器[J];仪器仪表学报;2004年04期
2 乔治;许宝建;周洪波;金庆辉;赵建龙;;基于PZT厚膜驱动的微喷芯片的设计[J];微细加工技术;2006年06期
3 黎明;黄勇;;16KM空间光通信的跟踪实验研究[J];仪器仪表学报;2011年01期
4 秦岚,蔡秀梅,彭慧,刘京诚,潘英俊;空间分布压电驱动的多自由度微定位新方法[J];压电与声光;2002年01期
5 郭谆钦,杨拥民,杨光瑜;基于PZT的故障监测技术研究[J];兵工自动化;2002年05期
6 王海容,赵则祥,蒋庄德;压电作动器在微力微位移装置中的应用[J];压电与声光;2002年02期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 王鸣;聂守平;李明;李达成;;自混合干涉微位移传感器[A];中国仪器仪表学会学术论文集[C];2004年
2 梁家峰;骆英;朱玉萍;;定向应力波PZT驱动元件的初步研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 戴蓉;基于垂直扫描工作台的白光干涉表面形貌测量系统研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 梁家峰;定向应力波压电驱动器的有限元仿真与实验研究[D];江苏大学;2008年
2 宋博;基于机械放大式机构的PZT(微)纳米驱动位移的传感检测与感知研究[D];中国科学技术大学;2009年
3 宋鸿飞;在空间光通信APT系统中PZT振镜的应用研究[D];长春理工大学;2007年
4 崔冬敏;PZT振镜在自由空间光通信精跟踪系统中应用技术研究[D];长春理工大学;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978