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作者

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基于NFAL的非接触式直线型作动器定子的分析设计

基于NFAL的非接触式直线型作动器定子的分析设计

引用

第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：陈超孙运涛赵淳生南京航空航天大学精密驱动研究所

近声场作用方式,通常被称作NFAL(Near-Field Acoustic Levitation),它与通常利用驻波远声场的悬浮现象有根本的区别。这种新型作动器是依靠激发平板行波所产生的高声强声场来悬浮并驱动物体沿行波方向运动的,其中被传送物体的悬浮高度... 详细信息

近声场作用方式,通常被称作NFAL(Near-Field Acoustic Levitation),它与通常利用驻波远声场的悬浮现象有根本的区别。这种新型作动器是依靠激发平板行波所产生的高声强声场来悬浮并驱动物体沿行波方向运动的,其中被传送物体的悬浮高度在几十到几百微米间。对作动器的核心驱动部件——压电换能器的动态特性进行了理论分析和结构优化设计。对加工制造的样机进行了模态实验,获得相关的动态特性参数,验证了结构设计方案的合理性,为下一步研究近声场的作用规律以及建立基于声悬浮的直线型作动器的数学模型奠定了基础。

关键词：近场声悬浮压电换能器行波模态

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压电、磁电和梯度功能复合材料结构形状、振动主动控制仿真研究

压电、磁电和梯度功能复合材料结构形状、振动主动控制仿真研究

引用

第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：郑世杰冯岩代锋江苏省南京市御道街29号南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室

本文针对压电、磁电和功能梯度材料存在的多场耦合问题开展了深入系统的研究,利用加强假定应变法(EAS)和假定自然应变法(ANS)推导了一个新的八节点固体壳单元,减少了内部变量的个数,提高了计算效率;提出了一个新的电势插值函数,大大减... 详细信息

本文针对压电、磁电和功能梯度材料存在的多场耦合问题开展了深入系统的研究,利用加强假定应变法(EAS)和假定自然应变法(ANS)推导了一个新的八节点固体壳单元,减少了内部变量的个数,提高了计算效率;提出了一个新的电势插值函数,大大减少了电自由度的个数,显著降低了数据读取、存储和凝聚电自由度的计算花费。该单元既可用做实体单元,又可模拟薄曲壳结构,在厚跨比非常小的情况下也能获得令人满意的精度。

关键词：压电磁电功能梯度材料有限元固体壳

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含金属芯压电陶瓷纤维对Lamb波的传感响应研究

含金属芯压电陶瓷纤维对Lamb波的传感响应研究

引用

第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：刘建裘进浩常伟杰边义祥朱孔军江苏南京御道街29号航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室

研究了含金属芯压电陶瓷纤维(MPF)作为传感器对Lamb波的响应机理,分析了影响其响应的因素,并进行了实验验证。首先研究了含金属芯压电陶瓷纤维的应变传感原理,推导了其应变传感响应电压公式;然后由应变传感响应原理推导了MPF对任意角度... 详细信息

研究了含金属芯压电陶瓷纤维(MPF)作为传感器对Lamb波的响应机理,分析了影响其响应的因素,并进行了实验验证。首先研究了含金属芯压电陶瓷纤维的应变传感原理,推导了其应变传感响应电压公式;然后由应变传感响应原理推导了MPF对任意角度入射的反对称(AO)模式Lamb波的响应公式,同时把Lamb波平行于MPF轴向入射的情况作为任意角度入射的一个特例进行了分析,并得出了平行入射的响应公式。最后用断铅实验在铝板上模拟反对称(AO)模式Lamb波源,对推导的结果进行了实验验证。实验结果与数值模拟结果在相对幅值和波形上都比较吻合。

关键词：压电陶瓷纤维 Lamb波传感响应

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一种通用的夹心式压电超声换能器预紧力测试法

一种通用的夹心式压电超声换能器预紧力测试法

引用

第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：傅波李婷 T.HEMSEL 四川省成都市一环路南一段24号四川大学制造科学与工程学院 Mechatronics and Dynamics University of Paderborn33102 PaderbornGermany

对一种夹心式换能器机械预应力检测方法进行了理论和实验研究。由并联电容器、阻抗变换器和电压计组成检测系统,基于压电效应和基本的电路理论,推导了预应力和并联电容器输出电压间的关系式,进而通过测量该电压可间接地计算出预应力。... 详细信息

对一种夹心式换能器机械预应力检测方法进行了理论和实验研究。由并联电容器、阻抗变换器和电压计组成检测系统,基于压电效应和基本的电路理论,推导了预应力和并联电容器输出电压间的关系式,进而通过测量该电压可间接地计算出预应力。利用压力传感器和本文法同时对换能器的预应力进行了测量,结果显示,由于压电常数d的误差和材料非线性的影响,本文法获得的预应力比压力传感器测得值偏高30-40%。本文法简单实用,可对各种压电换能器在机械预紧时的预应力进行粗略的检测。对不同预应力下d的数值进行参数辨识,将有助于提高本文法的精度。

关键词：夹心式换能器压电片预应力并联电容

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压电功能器件及其在智能结构中的应用

压电功能器件及其在智能结构中的应用

引用

第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：裘进浩季宏丽刘建朱孔军江苏省南京市御道街29号南京航空航天大学航空宇航学院

压电材料是智能结构中广泛用作传感元件和驱动元件的功能材料。本文介绍了含金属芯压电纤维和功能梯度弯曲驱动器两种新型功能压电器件,及其它们在智能结构中的应用。制备了直径150μm-250μm的含金属芯压电陶瓷纤维,其金属芯直径为50μ... 详细信息

压电材料是智能结构中广泛用作传感元件和驱动元件的功能材料。本文介绍了含金属芯压电纤维和功能梯度弯曲驱动器两种新型功能压电器件,及其它们在智能结构中的应用。制备了直径150μm-250μm的含金属芯压电陶瓷纤维,其金属芯直径为50μm。由于金属芯可以作为电极使用,因此只要在其表面镀上另一个电极,单根钎维就可以作为传感器或驱动器使用。研究了金属芯压电纤维的机电特性,并验证了其在健康监测中的应用。另外,本文还设计并制备了功能梯度弯曲驱动器,确定了驱动器各层的组分。测试了压电双晶片和功能梯度弯曲驱动器的疲劳性能,实验结果表明功能梯度弯曲驱动器具有比压电双晶片更高的疲劳寿命。

关键词：功能梯度压电材料压电纤维智能结构

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基于逆压电效应的压电钻

基于逆压电效应的压电钻

引用

第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：杨淋丁庆军赵淳生江苏省南京市南京航空航天大学精密驱动研究所

本文提出了一种新型模态转换压电钻。该压电钻利用压电陶瓷的逆压电效应使定子基体产生纵向振动,通过钻头斜向安装在定子基体上的结构可以将该纵向振动转换成钻头部分的局部弯振,并与基体的纵向振动合成椭圆运动,从而为切削及钻孔提供... 详细信息

本文提出了一种新型模态转换压电钻。该压电钻利用压电陶瓷的逆压电效应使定子基体产生纵向振动,通过钻头斜向安装在定子基体上的结构可以将该纵向振动转换成钻头部分的局部弯振,并与基体的纵向振动合成椭圆运动,从而为切削及钻孔提供动力。利用有限元分析软件ANSYS对压电钻进行了结构设计,仿真结果揭示了在设计工作频率下压电钻钻头的切削轨迹。根据仿真结果试制了一台样机,对该样机进行了激光扫频实验,结果显示样机工作频率为56kHz,切削频率可达336万次/分钟,切削幅度则可以控制在微米级。实机实验表明该样机配上普通牙钻,可以在普通打印纸、硬纸板、铝板、钢板上进行切削、钻孔等操作。

关键词：模态转换压电钻椭圆运动逆压电效应

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医用超声换能器及其性能指标分析

医用超声换能器及其性能指标分析

引用

第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：杨林枝李全禄姬艳红耿洁王胜利蔡春芳陕西师范大学物理学与信息技术学院应用声学研究所陕西汉中汉中职业技术学院师范学院

医用换能器是专门设计供医学非电学量电测量用的换能器,人体的一些生理参数如血压、脉搏、呼吸、体温等都是非电学量。为了测量这些生理参数,最简单的方法是把他们转变为工程技术上较易测量的电学量(或称电讯号),然后把这些相当于一定... 详细信息

医用换能器是专门设计供医学非电学量电测量用的换能器,人体的一些生理参数如血压、脉搏、呼吸、体温等都是非电学量。为了测量这些生理参数,最简单的方法是把他们转变为工程技术上较易测量的电学量(或称电讯号),然后把这些相当于一定生理参数的电讯号加以放大,并进行测量,而医用换能器就是完成这种转换的装置。本论文讨论了医用压电超声换能器的类别、结构、主要性能指标及其应用中的意义和量的概念,并介绍了医学应用中较为重要的分辨率的概念及其与换能器性能的关系。

关键词：压电超声换能器分类结构性能

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功能梯度压电材料平面问题的辛弹性力学解法

功能梯度压电材料平面问题的辛弹性力学解法

引用

第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：赵莉陈伟球浙江省杭州市余杭塘路388号浙江大学土木工程学系

本文在哈密顿体系下分析横观各向同性功能梯度压电材料的平面问题,考虑沿长度方向材料参数为指数变化,通过引入对偶变量建立相应的状态方程,并求解了特殊本征值的本征解。与均匀压电材料相比,本文利用"移位"Hamilton矩阵的概... 详细信息

本文在哈密顿体系下分析横观各向同性功能梯度压电材料的平面问题,考虑沿长度方向材料参数为指数变化,通过引入对偶变量建立相应的状态方程,并求解了特殊本征值的本征解。与均匀压电材料相比,本文利用"移位"Hamilton矩阵的概念,建立起相应的辛共轭正交关系,并把特殊本征值的本征解与均匀材料进行了对比,发现材料的非均匀性使特殊本征解的形式发生了变化。辛方法在问题的求解中能凸显物理意义,可进一步应用于其它功能梯度压电材料问题。

关键词：功能梯度材料平面问题辛方法移位Hamilton矩阵

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不同Sb源掺杂[(K0.44Na0.52)Li0.04](Nb0.9-xTa0.1Sbx)O3无铅压电陶瓷性能的影响

不同Sb源掺杂[(K0.44Na0.52)Li0.04](Nb0.9-xTa0.1Sbx)O3无铅压电...

引用

第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：王道利裘进浩朱孔军季宏丽谢实辉江苏省南京市南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室

采用传统的电子陶瓷工艺制备了(KNaLi(NbTaSb)O无铅压电陶瓷,研究了Sb的两种不同氧化物掺杂改性对该陶瓷体系的相结构和介电、压电性能的影响。研究结果表明:Sb以Sb或者Sb引入,都制备出了压电性能较高的多元铌酸盐系无铅压电陶瓷。但是S... 详细信息

采用传统的电子陶瓷工艺制备了(KNaLi(NbTaSb)O无铅压电陶瓷,研究了Sb的两种不同氧化物掺杂改性对该陶瓷体系的相结构和介电、压电性能的影响。研究结果表明:Sb以Sb或者Sb引入,都制备出了压电性能较高的多元铌酸盐系无铅压电陶瓷。但是Sb以Sb引入时,可以得到更加致密的陶瓷,而且受组分的影响较小。该体系压电陶瓷的正交-四方相准同型相界位于0 03

关键词：无铅压电陶瓷压电性能介电性能铁电性能掺杂改性

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参数随温度变化的压电材料瞬态热冲击问题研究

参数随温度变化的压电材料瞬态热冲击问题研究

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第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：孙霆田晓耕陈力沈亚鹏中国酒泉卫星发射中心西安交通大学航天学院强度与振动教育部重点实验室

基于Lord-Shulman(L-S)和Green-Lindsay(G-L)广义热弹性理论,利用有限元方法研究了材料参数随温度变化的无限大压电板的瞬态热冲击问题。由于材料属性随温度变化,控制方程是温度的非线性方程,广义热弹性问题求解中广泛使用的积分变换方... 详细信息

基于Lord-Shulman(L-S)和Green-Lindsay(G-L)广义热弹性理论,利用有限元方法研究了材料参数随温度变化的无限大压电板的瞬态热冲击问题。由于材料属性随温度变化,控制方程是温度的非线性方程,广义热弹性问题求解中广泛使用的积分变换方法无法应用,我们将有限元控制方程直接在时间域求解,得到了压电板在受到热冲击时的温度、位移、应力、电势、电场强度及材料参数的分布曲线,并与经典压电热弹性理论进行比较。结果表明,广义热弹性理论下,温度的突跳性使得材料参数在波前处同样出现突跳,而经典热弹性理论情况下则是连续的。材料弹性参数的改变使得压电板上其它物理量较定常参数情况下有所不同。从计算结果的精确度来看,直接求解方法更能准确反映广义热弹性理论所描述的热在介质中以有限速度传播的现象。

关键词：广义压电热弹性理论有限元法松弛时间

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