کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6740539 504361 2015 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Static and dynamic analysis of a flextensional transducer with an axial piezoelectric actuation
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل استاتیک و پویا یک مبدل فشرده ساز با یک حرکت پیزوالکتریکی محوری
کلمات کلیدی
مبدل پیزوالکتریک، غیر خطی هندسی، رفتار استاتیک و رزونانس، فرکانس طبیعی لرزش،
ترجمه چکیده
هدف از این مقاله، توصیف مدلسازی ریاضی و آزمایش عددی رفتار استاتیک و فرکانس طبیعی یک مبدل لولایی خمشی است. این عملگر از دو پرتو موازی ساخته شده توسط پیوندهای سفت با یک افست به یک میله پیزوکرامیک ساخته شده است. مکانیسم اهرم لولای یکپارچه با کاهش لولهای محدود در لینکها برای تولید و بزرگنمایی جابجایی در هوا ایجاد شده توسط استفاده از ولتاژ به پیزوودر اعمال می شود. این مکانیزم را قادر می سازد مبدل های پیزوالکتریک به طور موثر تقویت جابجایی. یک مدل تحلیلی غیر خطی از محرک بر اساس اصل همیلتون و با استفاده از روش تحریف حل شده است. در طول تجزیه و تحلیل عددی، انحراف استاتیک و نیروی محوری داخلی ایجاد شده توسط کاربرد میدان الکتریکی با تغییر خواص اجرایی مانند فاصله بین پرتوها و میله و نیز سفتی لولهای انحصار تعیین می شود. نشان داده شده است که جابجایی عرضی تولید شده توسط حداکثر میدان الکتریکی به عنوان ویژگی مشخصه برای هر ماده پیزوآرامیک محدود شده است. در تجزیه و تحلیل پویا، فرکانس لرزش اساسی و حالت کافی در ارتباط با نیروی پیزوالکتریک مورد مطالعه قرار گرفته است. فرکانس طبیعی ارتعاش که توسط نیروی پیزوالکتریک تحت تاثیر قرار می گیرد، به سختی حمایت های پرتو، مواد پرتو و میله مطابق، نسبت قطر میله به پرتو و جهت میدان الکتریکی بستگی دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات مهندسی ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی
پیش نمایش مقاله
تجزیه و تحلیل استاتیک و پویا یک مبدل فشرده ساز با یک حرکت پیزوالکتریکی محوری
چکیده انگلیسی
The objective of this paper is to describe the mathematical modelling and numerical testing of the static behaviour and natural frequency of a flexure hinge transducer. The actuator is constructed of two parallel beams mounted by stiff links with an offset to a piezoceramic rod. A monolithic hinge lever mechanism is applied by cutting constricted hinges at the links to generate and magnify the in-plane displacement created by the application of a voltage to the piezorod. This mechanism enables the piezoelectric transducers to amplify displacement efficiently. A non-linear analytical model of the actuator is developed on the basis of Hamilton's principle and solved with use of the perturbation method. During the numerical analysis, the static deflection and internal axial force generated by the electric field application are determined by changing actuator properties such as the distance between the beams and the rod as well as the stiffness of the constricted hinges. It is shown that for the flextensional actuator with a very high flexibility of constricted hinges, the generated transverse displacement is limited by the maximum electric field as the characteristic property for each piezoceramic material. In the dynamic analysis, the fundamental vibration frequency and the adequate modes are studied in relation to the piezoelectric force. The natural vibration frequency, affected by the piezoelectric force, also depends on the stiffness of the beam supports, the matched beam and rod materials, the ratio of the cross section of the rod to the beam and the direction of the electric field.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Engineering Structures - Volume 84, 1 February 2015, Pages 140-151
نویسندگان
,