¿Cuál es el material y la estructura piezoeléctricos?

El material piezoeléctrico es un material dieléctrico especial con efecto piezoeléctrico y efecto piezoeléctrico inverso. El efecto piezoeléctrico es la característica de algunos cristales piezoes descubiertos por los hermanos Francés P. Curie y J. Curie en 1880. Cuando una fuerza piezoeléctrica ejerce una fuerza mecánica (o presión de liberación) en su dirección piezoeléctrica, el cuerpo piezoeléctrico generará una carga. y fenómeno de descarga. Este fenómeno se llama un efecto piezoeléctrico positivo. El campo eléctrico que es el mismo (o opuesto) a la dirección de la polarización causa dos efectos: un efecto piezoeléctrico inverso y un efecto electrocrictivo. El efecto piezoeléctrico inverso, es decir, el dieléctrico está deformado mecánicamente por un campo eléctrico externo, y la magnitud de la tensión es proporcional a la magnitud del campo eléctrico aplicado, y la dirección está relacionada con la dirección del campo eléctrico. El efecto electrocrostrictivo, es decir, el campo dieléctrico de laMaterial PZT Cerámica piezoeléctricaGenere una tensión debido a la polarización inducida, y la magnitud de la cepa es proporcional al cuadrado del campo eléctrico, que es independiente de la dirección del campo eléctrico. El efecto piezoeléctrico inverso y el efecto electrocrictivo son esencialmente el resultado de la polarización del cristal dieléctrico bajo la acción de un campo eléctrico externo, y la red está distorsionada, y la forma macroscópicamente aparece como una cepa mecánica.

Las cerámicas piezoeléctricas son cerámicas piezoeléctricas obtenidas al mezclar ingredientes, sinterizar a una temperatura alta y tener un conjunto piezoeléctrico después de una reacción de fase sólida entre las partículas. El material PZT se puede usar como un elemento de detección y un elemento de conducción, y se puede incrustar con otros materiales para formar un material compuesto. Por lo tanto, tiene una amplia gama de aplicaciones, como el manejo de aeronaves en las alas de las aeronaves y en los sistemas de vibración. Control activo de vibración y ruido para monitoreo de salud estructural en equipos.

Estructura de 2 PZT

Según la moderna teoría de la dinámica estructural, cuando se producen daños y defectos en los equipos y estructuras, como las grietas, los pernos sueltos, etc., su rigidez y sus características de impedancia mecánica cambiarán, lo que también conducirá a cambios en la frecuencia y el modo natural de la estructura. Por lo tanto, el grado de daño puede administrarse cuantitativamente en función del cambio en la impedancia mecánica. Sin embargo, la impedancia dinámica mecánica varía con la frecuencia y es difícil de medir utilizando métodos convencionales. Usando las características autocontroladas y autocensadoras del elemento piezoeléctrico, material PZTDiscos redondos piezoPuede actuar simultáneamente como un elemento de conducción y un elemento de detección para excitar la estructura para obtener la respuesta dinámica de la estructura, estableciendo así un puente entre las características mecánicas y la información eléctrica, la información de impedancia dinámica mecánica. Los cambios se pueden reflejar por información eléctrica medida simple. Cuando se aplica un cierto voltaje externo a la superficie de la lámina de cerámica piezoeléctrica, se genera una fuerza de superficie lateral en la superficie de la viga. Estas fuerzas de superficie conducirán el haz para producir diferentes vibraciones (cuando la PZT superior e inferior se someterá a la misma tensión, la viga vibrará longitudinalmente; cuando se aplica un voltaje inverso, la viga se someterá a vibraciones de flexión). A su vez, la vibración hace que la viga se deforme, y las características de deformación se pueden reflejar en forma de señales eléctricas a través de las características de detección de las hojas de cerámica piezoeléctricas. Por lo tanto, las características de admisión dinámica de las hojas de cerámica piezoeléctricas pegadas en la estructura pueden reflejar el estado de daño de la estructura. De acuerdo con el efecto de acoplamiento piezoeléctrico, y se puede obtener la interacción entre PZT y la estructura, se puede obtener la admisión dependiente de la frecuencia (el reciprocal de la impedancia). Cuando los parámetros y el rendimiento de la PZT permanecen constantes, la impedancia estructural determina de manera única el valor del segundo término. Cualquier cambio de sodio piezoeléctrico corresponde a daños estructurales y defectos, de modo que el daño estructural puede identificarse por el valor del sodio piezoeléctrico.

Debido al efecto piezoeléctrico y el efecto piezoeléctrico inverso del elemento piezoeléctrico, el elemento piezoeléctrico tiene funciones duales de conducción y detección, y esta función puede realizar el monitoreo de salud en línea en línea y en tiempo real de la estructura.

Una parte del material PZT está conectada a la fuente de alimentación que genera la señal de excitación a través de un cable, y se aplica una señal de excitación (voltaje o carga) al material PZT a través de un voltaje o una fuente de alimentación de conducción de carga, porque el material PZT tiene Un efecto piezoeléctrico inverso, es decir, una deformación se produce bajo la acción de un campo eléctrico debido al material PZT está incrustado (o adherido a) el material base, por lo que su propia deformación se transmitirá al material base y el material base. será deformado o movido juntos. En este momento, el PZT es equivalente a un conductor, y la deformación se genera al recibir la señal de excitación. O ejercicio para conducir el material base. Al mismo tiempo, se coloca un material PZT en el material de la base y no está conectado a la fuente de alimentación, y esta deformación o movimiento se transmite al material PZT cuando el material de la base se deforma o se mueve. Debido al efecto piezoeléctrico del material PZT, se genera una carga dentro de la carga, y la magnitud de la carga varía con la magnitud de la deformación o el movimiento. En este momento, el material PZT es equivalente a un sensor. Luego, la señal de salida del sensor PZT se mide y recolecta por el dispositivo de medición, y la deformación o el movimiento del material base se pueden reflejar en tiempo real y en línea, realizando así el monitoreo de salud en tiempo real y en línea.