Taighde ar chreathadh gathacha sorcóir log piezoelectric le polarú gathacha

In éineacht le brú eitleáin piezoelectric agus teoiric piezoelasticity tríthoiseach, rinneadh staidéar ar shaintréithe creathadh sorcóir log tiubh ceirmeach piezoelectric le polarú gathacha, agus faightear réitigh de chineál dúnta don díláithriú gathach meicniúil agus d'acmhainneacht leictreach. Díorthaítear an díláithriú leictreach agus neart an réimse leictrigh ón gcothromóid muirear leictreastatach, a réitíonn na fadhbanna a bhaineann le caidreamh neamhlíneach idir voltas agus neart réimse leictrigh. Bunaithe ar bhogearraí maple, déantar staidéar den chéad uair ar ligean isteach coibhéiseach an tsorcóra tiubh log den chéad uair, agus faightear cothromóidí minicíochta athshondais agus frith-athshondas comhfhreagracha freisin. Trí mhodh uimhriúil, ríomhtar minicíochtaí athshondais agus frith-athshondas oscillators feadánacha de mhéideanna éagsúla. Deimhnítear cruinneas agus beachtas na teoirice seo trí anailís eiliminte críochta. Soláthraíonn siad seo go léir an bonn le haghaidh taighde teoiriciúil agus dearadh na n-oscillators tiubh ceirmeach piezoelectric.

Is feadán bhabhta ceirmeach piezoelectric a úsáidtear go coitianta le haghaidh trasducer fuaimiúil. Tá struchtúr simplí aige, feidhmíocht chobhsaí, leagan amach áisiúil, treo aonfhoirmeach ar feadh an treo gathacha agus íogaireacht ard. Dá bhrí sin, úsáidtear é den chuid is mó i réimsí fuaimíocht faoi uisce, geolaíocht agus taiscéalaíocht peitriliam. Bíonn tionchar díreach ag saintréithe creathadh an vibrator ar fheidhmíocht dhinimiciúil an trasducer. Is é an staidéar ar a mhodh creathadh an bonn chun trasducer den sórt sin a dhearadh. Mar sin, tá tábhacht theoiriciúil agus phraiticiúil thábhachtach ag baint leis an obair seo. Tá an vibrator feadánacha ciorclach roinnte ina thrí chineál: polaraíocht aiseach, tangential, agus gathacha. Tá na leictreoidí vibrator polaraithe aiseach agus tangentially difriúil ó na leictreoidí polaraithe, agus tá an polarú agus an voltas an cóimheas idir an vibrator polaraithe aiseach .Tá an polarú i bhfad níos airde, agus níl beagnach aon iarratas san innealtóireacht, is féidir an leictreoid polaraithe agus an leictreoid excitation a chomhcheangal i gceann, agus tá an voltas polaraithe agus excitation íseal freisin, atá níos mó sa phróiseas déantúsaíochta. Tá buntáistí agus iarratais phraiticiúla ann. Maidir le modh creathadh gathacha an vibrator feadánacha radaigh-pholaraithe, ghlac staidéir roimhe seo teoiric scannán tanaí nó bhlaosc tanaí den chuid is mó. Déanann an teoiric scannán tanaí neamhaird ar an strus lomadh agus an strus gathacha sa chothromóid tairiscint, agus coinníonn teoiric an bhlaosc tanaí an lomadh, an strus, agus níl an teoiric thuas infheidhme ach amháin maidir le creathadh speisialta-mhéid, mar shampla staideanna tanaí agus toisí radaigh go leor, agus toisí fada na ballaí tanaí agus na toisí radaigh. méid níos mó ná an tiús, rud a fhágann míchaoithiúlacht don iarratas. Rinne staidéir roimhe seo staidéar freisin ar mhodh creathadh gathacha creathadh ballaí tiubha.

Mar sin féin, úsáidtear mheastacháin éagsúla. Mar shampla, breathnaítear ar chriadóireacht piezoelectric mar ábhair isotrópacha, agus tógtar an tsraith comhmheastacháin teasctha le linn na hoibríochta. Díorthaítear criadóireacht piezoelectric agus cothromóidí tairiscint na bhfeadáin piezoelectric fuaimiúla gathacha-polaraithe creathadh caol ballaí tiubh ón bpolarú gathacha. Ag tosú le cothromóid muirear leictreastatach an vibrator, déantar staidéar ar an gcreathadh gathacha, agus faightear an léiriú iontrála leictreach. Díorthaítear cothromóidí minicíochta athshondas agus frith-athshondas an vibrator. Is gné chríochta ANSYS a dhéanann an anailís mhódúil. Léiríonn na torthaí go bhfuil na torthaí ríomh teoiriciúil teoranta. Tá na torthaí meitea-insamhaltaithe i gcomhaontú maith.

Taispeánann an figiúr feadán caol ceirmeach piezoelectric le ballaí tiubh. Ar mhaithe le háisiúlacht an taighde, glacann an páipéar seo an córas comhordanáidí sorcóireach agus glacann sé an t-ordú θ -1, z-2, r-3, is é 2L fad an vibrator, agus is é ga inmheánach an vibrator é. Is é b ga seachtrach an vibrator, agus tá an feadán fadaithe gan teorainn fada sa treo z, agus mar sin déanann an vibrator piezoelectric creathadh aisshiméadrach.

San fhigiúr, tá an treo polaraithe agus treo excitation an vibrator araon sa treo gathacha, is é sin, an treo r, agus tá an ceirmeach piezoelectric faoi réir na cóireála polaraithe gathacha, atá ina ábhar isotrópach (isotrópach sa treo θ z) ingearach leis an treo polaraithe, próiseas piezoelectric E-cineál de chreathadh axisimmetric tuberical faoi réir creathadh axisymmetric.

ós rud é go bhfuil creathadh an fheadáin caol siméadrach faoin z-ais, tá na comhpháirteanna díláithrithe agus réimse leictrigh sásta: tá an feadán caol an-fhada, mar sin staidéar a dhéanamh ar an caol Baineann stack feadán piezo leis an bhfadhb brú eitleáin, agus níl na comhpháirteanna díláithrithe agus réimse leictreach ann ach san eitleán orθ.

Saintréithe creathadh meicniúla

Tá feadán piezoelectric sorcóireach excitation armónach den chuid is mó in úsáid. Tá an réimse leictrigh agus dáiltí díláithrithe seasta-staid faoi réir na harmonics. Is iad na ríomhanna teoiriciúla agus luachanna insamhalta uimhriúla eilimint chríochta an athshondas creathadh gathacha nó minicíocht frith-athshondas an vibrator feadán caol na luachanna teoiriciúla ríofa den chomhéifeacht cúplála leictrimheicniúla éifeachtach sa chomhaontú maith leis an eilimint chríochta luachanna insamhalta uimhriúla, a mhíníonn réasúntacht an mhodha teoiriciúil thuas maidir le díorthú creathadh radaigh. Taispeánann an tábla an t-athrú ar mhinicíocht athshondais an vibrator leis an tiús. Is féidir a fheiceáil ó na sonraí sa tábla go n-éiríonn minicíocht athshondas nó frith-athshondas an vibrator leis an fad céanna agus an trastomhas istigh céanna níos lú le méadú an tiús, agus is féidir na vibrators 2 agus 3 a fheiceáil go soiléir. is vibrator ballaí tiubha é. Ón comparáid idir na torthaí ríofa sa tábla, tá an teoiric infheidhme maidir le creathadh ballaí tiubha le hearráidí beaga. Taispeánann an tábla an éagsúlacht ar mhinicíocht frith-athshondas athshondais na vibrators le faid éagsúla. Is féidir a fheiceáil ón gcomparáid leis na sonraí sa tábla go bhfuil an tsamhail sásta. Faoin mbonn, tá minicíochtaí athshondais nó frith-athshondais éagsúla ag na hathshonadóirí leis na trastomhais chéanna laistigh agus lasmuigh.

mar fhocal scoir