廖火生 压电陶瓷悬臂板振动的参数化研究
图3.2.12 陶瓷片厚度为0.35mm的应变时间响应
图3.2.13 陶瓷片厚度为0.25mm时的应变时间响应
由以上四图可知,当厚度为0.25mm时,应变时间响应峰(谷)值最大,厚度为0.45mm时次之,再考虑固有频率的因素,尽量使固有频率较小,另外,由于陶瓷片要承受一定的应力,故厚度值不能太小,因此在设定的几组厚度值当中选择厚度为0.45mm左右的陶瓷片更合适。
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3.2.5压电陶瓷片长度值的确定
现讨论压电陶瓷片的长度对其输出应变、应力大小的影响。为此,在其宽和高不变(20mm和0.55mm)的前提下,设定四组长度值分别为10mm,15mm,20mm,25mm,建模过程如3.2.3,四个模型如下图:
图3.2.14 陶瓷片不同长度值的振子模型
利用ansys进行模态分析,分析步骤如3.2.3,得出四种条件下一阶固有频率分别为21.844Hz,28.694Hz,31.552Hz,35.788Hz,振子固有频率随压电陶瓷片长度的变化规律如下图:
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4035302520151050051015长度固有频率Hz
图3.2.15 振子固有频率随陶瓷片长度的变化规律
固有频率202530分别对以上四种情况进行瞬态分析,分析步骤如3.2.3,选同一陶瓷片表面上同一点作为研究对象,得出其长度方向应变随时间的变化规律分别如下:
图3.2.16 陶瓷片长度为10mm的应变时间响应
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图3.2.17 陶瓷片长度为15mm时的应变时间响应
图3.2.18 陶瓷片长度为20mm时的应变时间响应
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