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有限元法分析1-3型压电复合材料换能器
  • ISSN号:1004-2474
  • 期刊名称:《压电与声光》
  • 时间:0
  • 分类:TN384[电子电信—物理电子学] TB565.1[交通运输工程—水声工程;理学—物理;理学—声学]
  • 作者机构:[1]沈阳化工大学计算机学院,辽宁沈阳110142, [2]北京信息科技大学传感技术研究中心,北京100101
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61102041); 辽宁省高等学校优秀人才支持计划基金资助项目(LJQ2013043)
中文摘要:

1-3型压电复合材料圆柱型换能器由薄片状1-3型压电复合材料沿金属薄壁圆管周期排列粘贴而成。根据换能器实际结构和1-3型压电复合材料等效参数模型,利用有限元法在ANSYS中分别建立了两种仿真模型。为验证等效参数模型的可靠性,实验通过改变模型结构尺寸,使换能器内半径从20mm变化到50mm,每5mm作为一个数据点进行建模。仿真计算相同结构尺寸下两种模型的径向振动频率,比较显示两种模型仿真结果接近,平均相对误差仅2.3%。因此,可利用模型II代替模型I对1-3型压电复合材料圆柱型换能器进行仿真分析,从而简化建模和计算。在此基础上,利用模型II分别模拟了该种换能器在空气和水中径向振动频率附近的导纳、发射电压响应和接收电压灵敏度等性能。

英文摘要:

The 1-3 piezoelectric composite cylindrical transducer is composed of several 1-3 piezoelectric composite bars and a tubular metal hacking, the 1-3 piezoelectric composite bars were adhered closely on the outer wall of tube. In order to analyze the performance of transducer, two type models were established by using FEM in AN- SYS. The structure of model Ⅰ was same to that of actual transducer. 1-3 piezoelectric composite was equated with the approximate piezoelectric element in model Ⅱ. The lumped characteristic parameters of piezoelectric element were obtained according to Smith's model. The transducer was respectively simulated by two models under the con- dition which the inner radius of transducer was set up in the range of 20 mm to 50 ram, and step is 5 ram. The reso- nant frequencies of radial vibration mode in two type models were very close. The average relative deviation was only 2.3%. Thus, model Ⅱ is able to replace model Ⅰ in the transducer simulation in order to simplify computing. The admittance, transmitting voltage response and receiving voltage sensitivity near the radial vibration frequency of the transducer were simulated by model Ⅱ.

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期刊信息
  • 《压电与声光》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电科第二十六研究所
  • 主编:胡少勤
  • 地址:重庆南坪花园路14号26所
  • 邮编:400060
  • 邮箱:ydsgsipat@163.com
  • 电话:023-62919570
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-2474
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1091/TN
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1984年获电子部优秀科技期刊三等奖,1990年获电子行业优秀科技期刊三等奖,1990年获首届机电部优秀科技期刊二等奖,1990年获首届四川省优秀科技期刊二等奖,1991年获首届国防科技工委优秀科技期刊二等奖,1992年获第二届机电部优秀科技期刊三等奖,1992年获第二届四川省优秀科技期刊二等奖,1993年获第一届全国优秀科技期刊三等奖,1995年获首届四川省宣传部、省新闻出版局、省期刊...,1995年获四川省第三届优秀科技期刊二等奖,1995-1996年获信息产业部电子优秀科
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,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),中国北大核心期刊(2000版)
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