压电智能复合材料层板冲击压电响应仿真分析

基于1阶剪切变形理论,采用有限单元方法,建立了压电智能复合材料层板有限元模型,采用低速冲击对其压电传感器的瞬态响应进行了仿真分析.结果表明,各压电传感器响应信号特征与各传感器的布置位置、冲击荷载位置及层板的边界条件等因素有关.综合分析各传感器响应信号并进行特征提取,可建立传感器响应与冲击位置间的非线性关系,从而实现结构加载损伤位置的自诊断.     

多次压电效应对压电力传感器静态特性的影响

采用两片由压电系数d11转换的xy切型压电石英晶片构成单元晶组,研究了多次压电效应对压电传感器的影响,通过与传感器并联电容的方法使其不发生多次压电效应,得出了多次压电效应对传感器静态灵敏度的影响,实验结果表明,在0.1μF的并联电容下,传感器的灵敏度从4.00 pC/N增大到4.07 pC/N,提高了1.75%,进一步分析表明,传感器灵敏度发生变化的实质是多次压电效应影响了压电系数,同时探讨了灵敏度提高后多次压电效应对弹性系数以及传感器刚度和固有频率的影响.多次压电效应的研究为压电类传感器性能的提高提供了一种新方法.     

压电生物传感器设计与实验

压电生物传感器是一种将高灵敏压电传感器与现代生物技术相结合的新型生物传感器,适用于微量物质的精密测量.该文介绍了压电生物传感器的压电质量传感基本原理、系统结构及其应用.实验结果表明,与现有检测法相比,压电生物传感器具有准确、响应快和操作简单等优点.     

高温压电加速度传感器设计与仿真优化

高温压电加速度传感器被广泛应用于振动与冲击测试、故障诊断与监测方面。针对传统压电加速度传感器灵敏度温度漂移过大的问题,该文设计了一种高温压电加速度传感器,该加速度传感器采用正负温度系数的压电元件堆叠设计,以抵消温度变化的影响,进而降低温度漂移。5层YCOB压电元件和1层GdCOB压电元件堆叠构成压缩型压电加速度传感器。应用ANSYS对传感器的性能进行仿真优化,并对提出的降低灵敏度温度漂移的方法有效性进行了仿真验证。结果表明,在常温～800℃全温度范围内,该传感器的灵敏度温度漂移小于±3%,其具有高温稳定性好、测量精度高的优点。     

新型压电驻极体脉搏分析仪

利用多孔压电驻极体薄膜制备压电传感器,贴在手腕上采集脉搏振动的信号,并配上相应的后端电路和显示装置,制造出一种新型的压电驻极体脉搏分析仪。由于采用压电驻极体薄膜作为脉搏传感器的换能器,脉搏分析仪的灵敏度高,失真度低,重复性好。在脉搏分析仪中,采用塑化膜的形式封装压电电极,易引入干扰。采用压电麦克风的封装形式的传感器抗干扰能力强,且场效应晶体管(FET)易集成,成本低,实测的波形图近似于典型心电图波形,具有很大的医疗参考价值。     

压电智能骨料传感器设计与性能研究

载荷、温度等不利的外部环境因素将影响压电智能传感器信号的接收和发射。该文设计了一种自行封装的压电智能骨料传感器(约8~15cm3),通过被动监测技术,对SAB、SAS两组压电智能骨料传感器进行截面抗压承载力的力学性能实验,记录被动监测信号突变点(即声发射信号)并进行分析。结果表明,0.24~0.41 MPa应力区间为压电智能骨料传感器正常工作危险区域,而0.41~0.61 MPa应力区间为正常工作的极限区域。压电智能骨料传感器实际抗压承载力的80%相当于达到了外包层C30混凝土标准抗压强度的90%,充分说明了SAS类压电智能骨料传感器具有非常好的抗压工作性能,揭示了压电智能骨料传感器在抗压等实际工程条件下的良好服役性能。     

压电免疫传感器的研制

介绍了压电免疫传感器的压电质量传感原理、免疫反应及压电免疫传感过程。设计了压电液相谐振电路。测定了压电石英晶体的品质参数。实验结果表明，与现有检测方法相比，压电免疫传感器具有快速、准确、所需样品少、操作简单等特点。     

压电智能骨料传感器设计与性能研究

载荷、温度等不利的外部环境因素将影响压电智能传感器信号的接收和发射。该文设计了一种自行封装的压电智能骨料传感器（约8~15 cm3）,通过被动监测技术,对SAB、SAS两组压电智能骨料传感器进行截面抗压承载力的力学性能实验,记录被动监测信号突变点（即声发射信号）并进行分析。结果表明,0.24~0.41 MPa应力区间为压电智能骨料传感器正常工作危险区域,而0.41~0.61 MPa应力区间为正常工作的极限区域。压电智能骨料传感器实际抗压承载力的80%相当于达到了外包层C30混凝土标准抗压强度的90%,充分说明了SAS类压电智能骨料传感器具有非常好的抗压工作性能,揭示了压电智能骨料传感器在抗压等实际工程条件下的良好服役性能。     

雨量传感器用压电换能器设计仿真研究

为突破压电式雨量传感器在小雨滴粒径方面的检测精度,该文提出了一种新型的换能器设计结构。 在传统换能器结构四周增加压电双晶片的外围结构,通过 ANSYS瞬态分析法分别对中心弧形结构、外围压电双晶片、压电纤维复合材料及压电纤维复合材料双晶片等结构在不同冲击位置的电压进行仿真分析,同时对压电纤维复合材料双晶片因不同水膜厚度引起的阻抗特性进行仿真分析,最后验证了仿真结构的有效性。结果表明,该研究对于新型雨量传感器提高雨滴检测的灵敏度,实现新型雨量传感器关键技术突破起到了一定支撑作用。     

压缩式压电传感器轴向灵敏度的幅值线性度问题

简述了压电加速度传感器的结构原理。说明了该传感器灵敏度的线性度问题 ,分析了其正向反向灵敏度的差异与“饱和现象” ,以便在生产、鉴定与使用时加以注意。     

组分材料特性对压电复合材料性能的影响

影响压电复合材料性能的因素有很多,主要应用有限元法分析了基体相以及压电相材料的材料特性对压电复合材料性能的影响。选用13型压电复合材料作为研究对象,压电相为PZT5H,环氧树脂作为基体相。研究结果表明:压电相及基体相的材料特性对压电复合材料的性能有着较大的影响。     

单腔结构压电陶瓷—金属复合体研究

研制出一种单腔结构压电陶瓷－金属复合体,该复合体不仅压电常数高,而且具有压电常数的位置依赖性小、制作更为简单、便于稳定地安装使用等优点。由实验研究得出了较佳尺寸的复合体,相应的有效压电应变常数为７８９０ｐＣ／Ｎ,为其中ＰＺＴ压电陶瓷压电应变常数的２４倍。     

压电复合材料的工艺

本文介绍了压电复合材料的设计,叙述了不同类型压电复合材料的制作工艺,讨论了工艺因素对其性能的影响。     

T_C≥400°C高温PTC陶瓷的研制

利用国产原料，采用传统的陶瓷材料制备工艺，研制了居里温度ＴＣ≥４００°Ｃ的高温ＰＴＣ陶瓷，制成了居里温度ＴＣ＝４１２°Ｃ，电阻Ｒ≤１０３Ω，ｌｇ（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）＝４的高性能ＰＴＣ热敏陶瓷材料     

压电材料在飞行翼形控制方面的一些应用

阐述了压电材料在飞行机翼增升减阻方面应用的原理,分别综述了大位移压电驱动器和压电纤维复合材料的制备工艺、性能和研究进展,并指出其今后的主要研究方向为增大压电驱动器位移以产生复杂变形面,同时通过计算机模拟的方法来优化压电纤维复合材料的设计与制备。     

新型压电驱动机构

介绍了所研制的新型压电流体泵、多自由度压电马达、压电超声减摩机构等新型压电驱动机构的基本原理、试验样机的结构及研究现状。     

氯化丁基橡胶基压电阻尼复合材料的研究

根据新的压电-导电原理和焦耳定律,将压电陶瓷粉体复合到传统的氯化丁基橡胶阻尼材料中,制作出了性能更好的新型阻尼材料。实验结果表明,复合材料中的压电陶瓷能将机械能转化为电能,并通过微电路耗散出去。因此,通过压电效应-焦耳定律、氯化丁基橡胶的粘弹性阻尼及陶瓷粉体、乙炔碳黑粒子和橡胶分子之间的粒间摩擦、界面摩擦,复合材料可有效地阻尼外界的振动能。     

球面状1-3型压电复合陶瓷材料研究

该文设计并制作了球面状1-3型压电复合陶瓷材料及对其压电特性、声学特性与制作工艺进行了分析和研究,给出了相关参数的计算表达式并对其性能参数进行了测试。仿真分析了球面状1-3型压电复合材料换能器的阻抗特性和发射响应特性。结果表明,球面状1-3型压电复合陶瓷材料具有在工作频带内模态单一,高频工作时宽波束等优点,可广泛应用于水声探测与成像发射换能器及其阵列的研制。     

复合材料结构与表面压电材料动态布局优化

针对简谐激励作用下的复合材料结构,通过优化结构的铺层、纤维铺设角度和铺层材料及优化结构表面压电材料的分布,实现了最小化结构振动响应。将压电材料的压电效应等效为压电感应力作用。应用离散材料优化(DMO)法对压电复合材料结构进行建模,以结构局部位移响应为优化目标函数,给定质量约束,建立优化问题模型,并使用移动渐近线法(MMA)求解优化问题。数值算例结果表明,该优化设计的振动响应明显小于初始设计的振动响应,说明该优化方法的有效性。     

驻极体的研究现状

驻极体是电介质物理、材料科学、传感器工程及生物医学的重要交叉学科。近年来，驻极体在生物驻极体、驻极体的应用及有机驻极体的非线性光学效应等方面取得了瞩目的进展。文章就上述几个问题，从材料制备、实验方法和驻极体的应用等方面进行了综述。