Piezoceramic ring loaded on each face: a three-dimensional approach
Автор: Manиiж Dragan D., Radmanoviж Milan Dj.
Журнал: Техническая акустика @ejta
Статья в выпуске: т.2, 2002 года.
Бесплатный доступ
An approximated 3D matrix model of piezoceramic ring loaded on each face is proposed. Ring is treated as a three-dimensional structure whose vibrations can be described by two coupled differential equations. Solution of this system are two orthogonal wave functions which depend only on one axis, corresponding to the propagation direction, and which satisfy the boundary conditions only in an integral form. With this model, which describes both the thickness and the radial modes, and the coupling between them, the piezoceramic element is schematized as a five-port system, with one electrical and four mechanical ports, one for each surface. The electrical impedance of the sample can also be easily computed. Also, the computed and experimental results are compared. Compared with numerical methods, the computation is time-saving.
Короткий адрес: https://sciup.org/14315955
IDR: 14315955
Пьезокерамическое кольцо, нагруженное со всех сторон: трехмерный подход
Предложена трехмерная модель пьезокерамического кольца, нагруженного на каждой стороне: двух плоских торцах и двух цилиндрических поверхностях. Кольцо рассматривается как трехмерная структура, колебания которой описываются системой двух дифференциальных уравнений. Решение этой системы - две ортогональные волновые функции, каждая из которых зависит от координат в направлении распространения волн и удовлетворяет граничным условиям в интегральной форме. Такая модель описывает радиальные и продольные моды и связь между ними. Пьезокерамический элемент представляется в виде пятиполюсника с одним электрическим и четырьмя механическими полюсами: по одному для каждой поверхности Электрический импеданс легко рассчитывается. Результаты расчета сопоставлены с данными эксперимента. Использование разработанной модели в сравнении с численными методами отличается сокращением времени расчета.
Список литературы Piezoceramic ring loaded on each face: a three-dimensional approach
- Brissaud M. Characterization of piezoceramics. IEEE Trans. Ultrason., Ferroelect., Freq. Control. Nov. 1991, vol. 38, no. 6, pp. 603-617.
- Iula A., Lamberti N., Pappalardo M. A model for the theoretical characterization of thin piezoceramic rings. IEEE Trans. Ultrason., Ferroelect., Freq. Control. May 1996, vol. 43, no. 3, pp. 370-375.
- Iula A., Lamberti N., Pappalardo M. An approximated 3-D model of cylinder-shaped piezoceramic elements for transducer design. IEEE Trans. Ultrason., Ferroelect., Freq. Control. July 1998, vol. 45, no. 4, pp. 1056-1064.
- Hayward G., Gillies D. Block diagram modeling of tall, thin parallelepiped piezoelectric structures. J. Acoust. Soc. Amer. Nov. 1989, vol. 86, no. 5, pp. 1643-1653.
- Five piezoelectric ceramics. Bulletin 66011/F, Vernitron Ltd., 1976.
