analiza modalna zatopionej ceramiki piezoelektrycznej

Kula piezoelektryczna z materiału PZT

cylinder piezoceramiczny

czujnik kulowy piezoceramiczny

Po pierwsze, w oparciu o analizę modalną ceramiki piezoelektrycznej. Piezoceramiczny czujnik kulowy może określić częstotliwość rezonansową każdego rzędu, a amplituda drgań ceramiki piezoelektrycznej jest wzbudzana dla częstotliwości rezonansowej w każdym rzędzie. Gdy Kula piezoelektryczna z materiału PZT bada charakterystykę promieniowania akustycznego piezoelektrycznego przetwornika ceramicznego osadzonego w betonie. Stwierdzono, że gdy ceramika piezoelektryczna jest osadzona w betonie, jest wstępnie naprężona na obu końcach, jej tryb wibracji i tryb wibracji ceramiki piezoelektrycznej są osadzone w betonie.

Dlatego analizę modalną piezoceramiki osadzonej w betonie można przybliżyć jako parę analiz modalnych Czujnik elementu piezoelektrycznego w stanie wolnym. Ceramikę piezoelektryczną PZT-5H (promień 12 mm, grubość 2 mm) poddaje się analizie modalnej w zakresie od 20 kHz do 100 kHz. Ponieważ stan drganiowy ceramiki piezoelektrycznej jest powiązany ze sprzężeniem elektromechanicznym, przy modelowaniu ceramiki piezoelektrycznej dobiera się elementy materiału SOLID5 o sprzężonych właściwościach.W analizie MES biorą udział dyski piezoelektryczne o częstotliwości 40 kHz. Jest to stała sprężystości, stała dielektryczna, stała naprężenia piezoelektrycznego, gęstość, gęstość ceramiki piezoelektrycznej PZT5H wynosi 7640 kg/m3, ceramika piezoelektryczna o grubości 2 mm wynosi odpowiednio 40. W częstotliwościach 307 kHz, 60,928 kHz, 79,666 kHz i 84,895 kHz czujnik drgań osiąga odpowiednią postać rezonansową, a amplituda drgań Piezo-ceramiczny cylinder osiąga maksimum w każdym stanie rezonansowym. 

Tryby wibracji ceramiki piezoelektrycznej są wzbudzane przez różne częstotliwości rezonansowe. Typ wibracji ceramiki piezoelektrycznej o grubości 2 mm według odpowiedniej częstotliwości jest podzielony na czujnik elementu piezoelektrycznego i wibracje obszaru środkowego. Przy częstotliwościach 40,307 kHz, 60,928 kHz i 84,895 kHz ceramika piezoelektryczna wykonuje wibracje krawędziowe. Wraz ze wzrostem częstotliwości rezonansowej wzrasta amplituda drgań, im szerszy jest zakres drgań krawędziowych, a intensywność drgań staje się większa. Ceramikę piezoelektryczną poddano drganiom grubości obszaru środkowego pod wzbudzeniem impulsu okresowego o częstotliwości 79,666 kHz oraz wykonano badanie trybu drgań i amplitudy czujnika rurki piezoelektrycznej przy maksymalnej amplitudzie trybu drgań grubości krawędzi (częstotliwość wzbudzania 84,895 kHz). Natomiast amplituda drgań krawędziowych jest większa niż w obszarze środkowym, ale drgania krawędziowe są rozłożone w sześciu obszarach na krawędzi, a energia jest bardziej rozproszona; koncentracja energii promieniowania ultradźwiękowego w obszarze środkowym jest skoncentrowana i łatwiej jest ją odebrać na końcu odbiorczym.