Які п'езаэлектрычны матэрыял і структура?

П'езаэлектрычны матэрыял - гэта спецыяльны дыэлектрычны матэрыял з п'езаэлектрычным эфектам і зваротным п'езаэлектрычным эфектам. П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца характарыстыкай некаторых п'езакрышталяў, адкрытых французамі П. Кюры і братамі Ж. Кюры ў 1880 г. Калі п'езаэлектрычная сіла аказвае механічную сілу (або вызваляе ціск) у сваім п'езаэлектрычным кірунку, п'езаэлектрычнае цела будзе ствараць з'явы зарада і разраду. Гэта з'ява называецца станоўчым п'езаэлектрычным эфектам. Электрычнае поле, якое супадае (або супрацьлегла) напрамку палярызацыі, выклікае два эфекты: зваротны п'езаэлектрычны эфект і электрастрыкцыйны эфект. Зваротны п'езаэлектрычны эфект, гэта значыць дыэлектрык механічна дэфармуецца вонкавым электрычным полем, і велічыня дэфармацыі прапарцыйная велічыні прыкладзенага электрычнага поля, а кірунак звязаны з кірункам электрычнага поля. Электрастрыкцыйны эфект, то ёсць дыэлектрычнае поле П'езаэлектрычная кераміка з матэрыялу Pzt стварае дэфармацыю з-за індукаванай палярызацыі, і велічыня дэфармацыі прапарцыйная квадрату электрычнага поля, якое не залежыць ад напрамку электрычнага поля. Зваротны п'езаэлектрычны эфект і электрастрыкцыйны эфект па сутнасці з'яўляюцца вынікам палярызацыі дыэлектрычнага крышталя пад дзеяннем вонкавага электрычнага поля, і рашотка скажаецца, і макраскапічна выглядае як механічная дэфармацыя.

П'езаэлектрычная кераміка - гэта п'езаэлектрычная кераміка, атрыманая шляхам змешвання інгрэдыентаў, спякання пры высокай тэмпературы і п'езаэлектрычнай зборкі пасля рэакцыі цвёрдай фазы паміж часціцамі. Матэрыял PZT можа выкарыстоўвацца і як адчувальны, і як рухаючы элемент, а таксама можа быць убудаваны з іншымі матэрыяламі для атрымання кампазітнага матэрыялу. Такім чынам, ён мае шырокі спектр прымянення, напрыклад, кіраванне самалётам на крылах самалёта і ў сістэмах вібрацыі. Актыўны кантроль вібрацыі і шуму для структурнага маніторынгу здароўя абсталявання.

Структура 2 PZT

Згодна з сучаснай тэорыяй структурнай дынамікі, калі ў абсталяванні і канструкцыях узнікаюць пашкоджанні і дэфекты, такія як расколіны, аслабленыя балты і г.д., яго калянасць і характарыстыкі механічнага імпедансу будуць змяняцца, што таксама прывядзе да змены ўласнай частаты і рэжыму канструкцыі. Такім чынам, ступень пашкоджання можа быць колькасна вызначана на аснове змены механічнага імпедансу. Аднак механічны дынамічны імпеданс змяняецца ў залежнасці ад частаты, і яго цяжка вымераць з дапамогай звычайных метадаў. Выкарыстанне самакіравання і самаадчування характарыстык п'езаэлектрычнага элемента, матэрыялу PZT п'езакруглыя ​​дыскі могуць адначасова дзейнічаць як рухаючы элемент і адчувальны элемент для ўзбуджэння структуры для атрымання дынамічнай рэакцыі структуры, тым самым усталёўваючы мост паміж механічнымі характарыстыкамі і электрычнай інфармацыяй, інфармацыяй аб механічным дынамічным імпедансе. Змены можна адлюстраваць з дапамогай простай вымеранай электрычнай інфармацыі. Калі да паверхні п'езаэлектрычнага керамічнага ліста прыкладваецца пэўнае знешняе напружанне, на паверхні бэлькі генеруецца бакавая паверхневая сіла. Гэтыя павярхоўныя сілы будуць прымушаць бэльку ствараць розныя вібрацыі (калі верхні і ніжні PZT падвяргаюцца аднолькаваму напружэнню, бэлька будзе вібраваць у падоўжным кірунку; калі прымяняецца адваротнае напружанне, бэлька будзе падвяргацца згінальным вібрацыям). У сваю чаргу, вібрацыя выклікае дэфармацыю бэлькі, і характарыстыкі дэфармацыі могуць быць адлюстраваны ў выглядзе электрычных сігналаў праз адчувальныя характарыстыкі п'езаэлектрычных керамічных лістоў. Такім чынам, дынамічныя характарыстыкі допуску п'езаэлектрычных керамічных лістоў, налепленых на канструкцыю, могуць адлюстроўваць стан пашкоджання канструкцыі. У адпаведнасці з эфектам п'езаэлектрычнай сувязі і ўзаемадзеяннем паміж PZT і структурай можа быць атрыманы частотна-залежны допуск (зваротная велічыня імпедансу). Калі параметры і прадукцыйнасць PZT застаюцца нязменнымі, структурны імпеданс адназначна вызначае значэнне другога члена. Любое змяненне п'езаэлектрычнага натрыю адпавядае структурным пашкоджанням і дэфектам, так што структурныя пашкоджанні можна вызначыць па значэнні п'езаэлектрычнага натрыю.

З-за п'езаэлектрычнага эфекту і адваротнага п'езаэлектрычнага эфекту п'езаэлектрычнага элемента, п'езаэлектрычны элемент мае двайныя функцыі кіравання і зандзіравання, і гэтая функцыя можа рэалізаваць маніторынг стану канструкцыі ў рэжыме он-лайн і ў рэжыме рэальнага часу.

Частка матэрыялу PZT падключаецца да крыніцы харчавання, якая генеруе сігнал узбуджэння, праз провад, і сігнал узбуджэння (напружанне або зарад) падаецца на матэрыял PZT праз напружанне або крыніцу сілкавання, якая кіруе зарадам, таму што матэрыял PZT мае адваротны п'езаэлектрычны эфект, гэта значыць дэфармацыя адбываецца пад дзеяннем электрычнага поля з-за Матэрыял PZT убудаваны (або прылеплены да) базавага матэрыялу, таму ён уласны дэфармацыя будзе перадавацца матэрыялу асновы, і матэрыял асновы будзе дэфармавацца або перамяшчацца разам. У гэты час PZT эквівалентны драйверу, і дэфармацыя ствараецца шляхам атрымання сігналу ўзбуджэння. Або практыкаванні на прывад базавага матэрыялу. У той жа час частка матэрыялу PZT змяшчаецца на матэрыял асновы і не падключаецца да крыніцы харчавання, і гэтая дэфармацыя або рух перадаецца матэрыялу PZT, калі матэрыял асновы дэфармуецца або перамяшчаецца. З-за п'езаэлектрычнага эфекту матэрыялу PZT зарад утвараецца ўнутры зарада, і велічыня зарада змяняецца ў залежнасці ад велічыні дэфармацыі або руху. На дадзены момант матэрыял PZT эквівалентны датчыку. Затым выхадны сігнал датчыка PZT вымяраецца і збіраецца вымяральным прыладай, і дэфармацыя або перамяшчэнне асноўнага матэрыялу можа быць адлюстравана ў рэжыме рэальнага часу і ў рэжыме анлайн, што дазваляе ажыццяўляць маніторынг стану канструкцыі ў рэжыме рэальнага часу і ў рэжыме анлайн.