2003年12月 传 感 技 术 学 报
第4期
TheAnalysesoftheVibrationModelofPiezoelectricCeramicPieceBasedonANSYS
JIANGDe-yi,ZHENGZheng-yu,LILin,RENShong
2.MinistryofEducation,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China
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1.KeyLab.fortheExploitationofSouthwesternResources&theEnvironmentalDisasterControlEngineering,Chongqing630044,China;
Abstract: Thepiezoelectricceramicpiecewhichplacedintheconcretecanbeusedinthemonitoringoftheconcretestructure,anditsmechanicalactionmayseeasavibrationofcompoundthindisc.Thispiezoelectricceramicpieceiscomposedoftwokindsofdifferentmaterials,thereexitscouplingquestionofdegreeoffreedom,andthecouplingofdif-ferentphysicalfield.ThisarticleusestheANSYS611tocarryonthecouplinganalysisofpiezoelectricity,andfindsoutitspositiveandnegativeresonancesimulatingmodel.
Keywords: piezoelectricceramic;ANSYS;piezoelectricitycouplinganalyses
压电陶瓷片耦合振动模态的ANSYS模拟分析
姜德义,郑拯宇,李 林,任 松
1.重庆大学资源与环境科学学院,重庆630044;2.重庆工学院工程力学教研室,重庆400050
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摘要:埋置于混凝土中的压电陶瓷片可用于混凝土结构的无损监测,而其自身的力学行为可视为一周边固定的复合薄圆板的振动。由于所研究的压电陶瓷片是由压电陶瓷层和薄铜片两种不同材料所组成,因此不仅存在自由度的耦合问题,同时还存在不同物理场的耦合问题。本文利用ANSYS611对所研究的压电陶瓷片进行了压电耦合分析,并得出了其正反谐振模态。关键词:压电陶瓷片;ANSYS;压电耦合
中图分类号:TN304.9 文献标识码:A 文章编号:1004-1699(2003)04-0452-05
压电陶瓷片由于其所具有的双向机-电耦合特性,在混凝土的无损监测中具有其独特的优势,成为目前国内、国外研究的重点。然而,从机-电耦合的角度对其进行理论分析还极其有限,由于耦合效应
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的影响,大多数工作还只是在特殊情况下进行的,对于一般情况,很难得到显式解,于是工作转向有限元分析。在实际应用中,特别是压电陶瓷技术应用于混凝土结构的监测中,埋置于混凝土中压电陶瓷片的边界条件以及应力状况是比较复杂的。另
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外针对某一过程所编软件,只能解决某一特定问题,也就是说研究人员耗费了大量精力,最后软件使用却限制在很小范围的专业项目上,不易推广使用。为此,国外许多学者都致力于研究通用计算软件包,为研究人员能集中精力放在课题本身创造条件。
因此,本文利用大型通用有限元分析软件AN-SYS611,对压电陶瓷片中的耦合效应进行模拟分析,并得出其正、反谐振模态。结果表明ANSYS611能很
收稿日期:2003-05-25
基金项目:获教育部优秀青年教师基金、重庆市/十五0攻关项目资助
作者简介:姜德义(1962-),男,四川浦江人,博士生导师,教授,zheng-2002y@http://www.77cn.com.cn; ),