为解决传统解析法难以求解压电陶瓷瞬态特性的问题,将有限元方法引入到压电陶瓷瞬态特性分析中去。介绍了压电陶瓷瞬态特性分析的有限元理论,提出了有限元计算过程中的5个关键问题的解决方法,并从给出压电陶瓷实例出发进行了仿真试验,比较了不受约束力和受环状压应力两种结构形式下压电陶瓷的发射和接收特性。研究结果证明,环状分布压应力有利于提高压电陶瓷的机电转换效率,进而提高了超声液位传感器的灵敏度,但也造成了传感器内部压电陶瓷表面应力集中和循环应力载荷的问题。
提出了一种利用光纤光栅传感器研究压电陶瓷特性的新方法.该方法采用非平衡Michelson扫描干涉仪对光纤光栅传感信号进行相位解调,通过观测波长漂移引起的相移,从而获得压电陶瓷的位移量与所加电压间的关系.实验分析了迟滞特性和蠕变现象,得到了压电陶瓷的电压-位移特性曲线以及蠕变特性曲线.实验表明,光源功率的波动对压电陶瓷迟滞特性不能造成影响且压电陶瓷的蠕变特性与电压方向无关.
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