Qual é o material e estrutura piezoelétrico?

O material piezoelétrico é um material dielétrico especial com efeito piezoelétrico e efeito piezoelétrico inverso. O efeito piezoelétrico é a característica de alguns cristais de piezo descobertos pelo francês P. Curie e J. Irmãos de Curie em 1880. Quando uma força piezoelétrica exerce uma força mecânica (ou pressão de liberação) em sua direção piezoelétrica, o corpo piezoelétrico gerará uma carga e fenômeno de descarga. Esse fenômeno é chamado de efeito piezoelétrico positivo. O campo elétrico que é o mesmo (ou oposto) para a direção da polarização causa dois efeitos: um efeito piezoelétrico inverso e um efeito eletrosstritivo. O efeito piezoelétrico inverso, isto é, o dielétrico é deformado mecanicamente por um campo elétrico externo, e a magnitude da tensão é proporcional à magnitude do campo elétrico aplicado, e a direção está relacionada à direção do campo elétrico. O efeito eletrostrictivo, isto é, o campo dielétrico doCerâmica piezoelétrica de material PZTGere a tensão devido à polarização induzida, e a magnitude da tensão é proporcional ao quadrado do campo elétrico, que é independente da direção do campo elétrico. O efeito piezoelétrico inverso e o efeito eletrostrictivo são essencialmente o resultado da polarização do cristal dielétrico sob a ação de um campo elétrico externo, e a rede é distorcida, e a macroscopia aparece como tensão mecânica.

Cerâmica piezoelétrica são cerâmicas piezoelétricas obtidas por misturar ingredientes, sinterização a uma alta temperatura, e tendo uma montagem piezoelétrica após uma reação de fase sólida entre as partículas. O material PZT pode ser usado como elemento de detecção e um elemento de condução, e pode ser incorporado com outros materiais para formar um material compósito. Portanto, tem uma ampla gama de aplicações, como manuseio de aeronaves em asas de aeronaves e em sistemas de vibração. Controle ativo de vibração e ruído para monitoramento de saúde estrutural em equipamentos.

2 estrutura PZT.

De acordo com a moderna teoria das dinâmicas estruturais, quando os danos e defeitos ocorrem em equipamentos e estruturas, como rachaduras, parafusos soltos, etc., sua rigidez e características de impedância mecânica mudarão, o que também levará a mudanças na frequência e no modo de a estrutura. Portanto, o grau de dano pode ser quantitativamente fornecido com base na mudança na impedância mecânica. No entanto, a impedância dinâmica mecânica varia com frequência e é difícil de medir usando métodos convencionais. Usando as características auto-orientadas e auto-sensíveis do elemento piezoelétrico, material PZTPiezo redondo discosPode simultaneamente agir como um elemento de condução e um elemento de detecção para excitar a estrutura para obter a resposta dinâmica da estrutura, estabelecendo assim uma ponte entre características mecânicas e informações elétricas, informações de impedância dinâmica mecânica. As alterações podem ser refletidas por informações elétricas medidas simples. Quando uma certa tensão externa é aplicada à superfície da folha cerâmica piezoelétrica, uma força superficial lateral é gerada na superfície do feixe. Essas forças de superfície dirigirão o feixe para produzir diferentes vibrações (quando o PZT superior e inferior estiver sujeito à mesma tensão, o feixe irá vibrar longitudinalmente; quando uma tensão reversa é aplicada, o feixe será submetido a vibrações de flexão). Por sua vez, a vibração faz com que o feixe deformaja e as características de deformação possam ser refletidas na forma de sinais elétricos através das características de detecção das folhas cerâmicas piezoelétricas. Portanto, as características dinâmicas de admissão das folhas cerâmicas piezoelétricas coladas na estrutura podem refletir o estado de dano da estrutura. De acordo com o efeito de acoplamento piezoelétrico, e a interação entre PZT e a estrutura, a admissão dependente de freqüência (o recíproco da impedância) pode ser obtida. Quando os parâmetros e o desempenho do PZT permanecem constantes, a impedância estrutural determina exclusivamente o valor do segundo prazo. Qualquer alteração de sódio piezoelétrico corresponde a danos estruturais e defeitos, de modo que os danos estruturais possam ser identificados pelo valor do sódio piezoelétrico.

Devido ao efeito piezoelétrico e do efeito piezoelétrico inverso do elemento piezoelétrico, o elemento piezoeléctrico tem funções duplas de condução e detecção, e esse recurso pode realizar monitoramento de saúde on-line e em tempo real da estrutura.

Uma parte do material PZT é conectada à fonte de alimentação gerando o sinal de excitação através de um fio, e um sinal de excitação (tensão ou carga) é aplicado ao material PZT através de uma tensão ou uma fonte de alimentação de carga, porque o material PZT tem Um efeito piezoelétrico inverso, isto é, uma deformação ocorre sob a ação de um campo elétrico devido ao material PZT é incorporado (ou aderido a) o material base, por isso sua própria deformação será transmitida ao material base, e o material base será deformado ou movido juntos. Neste momento, o PZT é equivalente a um motorista, e a deformação é gerada recebendo o sinal de excitação. Ou exercitar para impulsionar o material base. Ao mesmo tempo, algum material PZT é colocado no material base e não está conectado à fonte de energia, e essa deformação ou movimento é transmitida ao material PZT quando o material base é deformado ou movido. Devido ao efeito piezoelétrico do material PZT, uma carga é gerada dentro da carga, e a magnitude da carga varia com a magnitude da deformação ou movimento. Neste momento, o material PZT é equivalente a um sensor. Em seguida, o sinal de saída do sensor PZT é medido e coletado pelo dispositivo de medição, e a deformação ou movimento do material base pode ser refletido em tempo real e on-line, percebendo assim o monitoramento de saúde em tempo real e on-line da estrutura.