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埋入式压电陶瓷厚度对激励声能影响的有限元分析
  • ISSN号:1004-1699
  • 期刊名称:《传感技术学报》
  • 时间:0
  • 分类:O482.41[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]四川大学电子信息学院,成都610064
  • 相关基金:国家自然科学青年基金项目(50808186);重庆市自然科学基金项目(CSTC,2008BB0155);国家自然科学基金项目(61174025)
中文摘要:

将压电陶瓷埋入混凝土构成压电埋入式混凝土机敏模块,利用压电陶瓷的逆压电效应实现对混凝土结构的实时健康检测。为保证接收信号质量,采用具有压电陶瓷谐振频率的周期脉冲作为激励。而不同厚度的压电陶瓷具有不同的谐振频率,对于不同厚度的压电陶瓷,激励频率的选择对接收端的超声波信号有较大影响。通过Ansys软件仿真研究压电陶瓷谐振频率随厚度的变化规律,模拟混凝土中压电陶瓷振动辐射的超声波,分析压电陶瓷厚度对辐射超声波的影响。研究表明:压电陶瓷的振幅随厚度的增加逐渐减小;压电陶瓷的厚度小于1 mm时,最大振幅对应的谐振频率变化趋势出现多个拐点;厚度大于1 mm时,谐振频率随着厚度的增加而减小,辐射超声波中心点声压随厚度的增加而增大。

英文摘要:

Using the inverse piezoelectric effect of piezoelectric ceramic which is embedded in concrete,we can make the real-time detection for the health of concrete structure. To guarantee the quality of received signal at the receiver, the periodic pulse with the resonant frequency of piezoelectric ceramic is used to inspire the piezoelectric ceramic. But the piezoelectric ceramic with different thickness has different resonant frequency. Using Ansys software the influence of thickness of piezoelectric ceramic to the resonant frequency has been studied. Making the simulation research of the ultrasonic beamed by piezoelectric ceramic the influence of thickness of piezoelectric ceramic to ultrasonic has been researched too. Experiments showed that the spectrum of resonant frequency has several inflection points when the thickness of piezoelectric ceramic is less than 1 mm. For the piezoelectric ceramic,the thickness of which is greater than 1 mm,if the thickness keeps increasing,the maximum vibration amplitude of piezoelectric ceramic decreased,and the resonant frequency also decreases,using the resonant frequency of piezoelectric,with different thickness,to inspire the corresponding piezoelectric ceramic,the maximum sound pressure of ultrasonic at the point of center beamed by piezoelectric ceramic will increase with increasing the thickness of piezoelectric ceramic.

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期刊信息
  • 《传感技术学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:东南大学 中国微米纳米技术学会
  • 主编:黄庆安
  • 地址:南京市四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:dzcg-bjb@163.com
  • 电话:025-83794925
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-1699
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1322/TN
  • 邮发代号:28-366
  • 获奖情况:
  • 2011-2012年获中国科技论文在线优秀期刊一等奖,2012年获第四届中国高校优秀科技期刊奖,2011年获中国精品科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:18030