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為解決傳統(tǒng)解析法難以求解壓電陶瓷瞬態(tài)特性的問題,將有限元方法引入到壓電陶瓷瞬態(tài)特性分析中去。介紹了壓電陶瓷瞬態(tài)特性分析的有限元理論,提出了有限元計算過程中的5個關(guān)鍵問題的解決方法,并從給出壓電陶瓷實例出發(fā)進行了仿真試驗,比較了不受約束力和受環(huán)狀壓應(yīng)力兩種結(jié)構(gòu)形式下壓電陶瓷的發(fā)射和接收特性。研究結(jié)果證明,環(huán)狀分布壓應(yīng)力有利于提高壓電陶瓷的機電轉(zhuǎn)換效率,進而提高了超聲液位傳感器的靈敏度,但也造成了傳感器內(nèi)部壓電陶瓷表面應(yīng)力集中和循環(huán)應(yīng)力載荷的問題。
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提出了一種利用光纖光柵傳感器研究壓電陶瓷特性的新方法.該方法采用非平衡Michelson掃描干涉儀對光纖光柵傳感信號進行相位解調(diào),通過觀測波長漂移引起的相移,從而獲得壓電陶瓷的位移量與所加電壓間的關(guān)系.實驗分析了遲滯特性和蠕變現(xiàn)象,得到了壓電陶瓷的電壓-位移特性曲線以及蠕變特性曲線.實驗表明,光源功率的波動對壓電陶瓷遲滯特性不能造成影響且壓電陶瓷的蠕變特性與電壓方向無關(guān).
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