Temat: piezoelectric elements

Skocz do pozycji: 1.

Tytuł:: FEM Analysis of Active Reduction of Torsional Vibrations of Clamped-Free Beam by Piezoelectric Elements for Separated Modes
Autorzy:: Augustyn, E.
Kozień, M. S.
Prącik, M.
Tematy:: piezoelectric elements
torsional vibrations; Pokaż więcej
Wydawca:: Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/176836.pdf Link otwiera się w nowym oknie
Opis:: Beams with rectangular cross-section, with large length-to-width ratio, can be excited to torsional vibrations. If the piezoelectric elements are mounted to the beam in pairs at the same cross-section with two separated elements positioned on the same side of the beam, and the voltages applied to them are in the opposite phase, they produce twisting moments which can be applied to reduce the torsional vibrations. Results of FEM simulations are presented and analysed in the paper. All analyses are performed for a steel free-clamped beam. The piezoelectric elements made of PZT material are mounted in pairs on one side of the beam. The analyses are done for separated natural modes.
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

na półce

Skocz do pozycji: 2.

Tytuł:: Stability of rotating shafts made of piezoelectric fiber composites
Stateczność wirujących wałów wykonanych z aktywnego laminatu zawierającego włókna piezoelektryczne
Autorzy:: Przybyłowicz, P. M.
Tematy:: rotating shaft
stabilisation
active composites
piezoelectric elements; Pokaż więcej
Wydawca:: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/281179.pdf Link otwiera się w nowym oknie
Opis:: In the paper, theoretical fundamentals of stabilisation of a rotating shaft by making use of piezoelectric elements are presented. The shaft is made of an active piezoelectric fiber composite - the state-of-the-art structural material which has just emerged in the field of "smart" engineering. Irrespective of the kind of material the rotating shafts are made of, they exibit flutter-type instability brought about by the presence of internal friction. At a certain critical rotation speed the system loses its stability and starts to perform self-excited vibrations. The paper discusses a method protecting the shaft from such a phenomenon or, at least, shifting it away by incorporation of piezoelectric fibers embedded in a polymer matrix and electrodes bonded to each lamina of the active composite. The constitutive equations of the laminate are derived and used in formulation of equations of motion of the rotating shaft. The analysis of stabilisation reveals that the desired effect can be achieved by application of three and more pairs of the electrodes enabling generation of a constant bending moment regadless of the rotary motion. Proportional and velocity feedbacks in the control system are examined and compared. The critical threshold is determined by investigating the eigenvalues corresponding to the governing equations linearised around nontrivial eguilibrium position. The equations themselves were earlier found via a uni-modal Galerkin's discretisation of the partial differential equations of motion. The applied method proves to be efficient as, an increase in the critical speed by two and more times is observed after activation of the proposed stabilisation method.
W pracy przedstawiono teoretyczne podstawy stabilizacji wirującego wału za pomocą elementów piezoelektrycznych. Wał jest wykonany z aktywnego laminatu zawierającego włókna piezoelektryczne - najnowszego osiągnięcia inżynierii materiałowej na polu mechatroniki. Niezależnie od rodzaju materiału, z którego wykonano wał, wykazuje on niestatetczność typu flatter wywołaną obecnością tarcia wewnętrznego. Przy pewnej krytycznej prędkości wirowania układ traci stateczność, stając się narażonym na drgania samowzbudne. W artykule przeprowadzono dyskusję nad możliwością ochrony wirujących wałów przed takim zjawiskiem lub przynajmniej odsunięciemprogu krytycznego poprzez zastosowanie włókien piezoelektrycznych zatopionych w materiale osnowy kompozytu wyposażonego w elektrody sterujące polem elektrycznym w każdej warstwie laminatu. Analiza zaprezentowanej metody stabilizacji pokazała, że wprowadzenia trzech i więcej par elektrod wystarcza do generowania stałego momentu gnącego mimo ciągłego wirowania. W układzie sterowania zastosowano pętlę ze sprzężeniem proporcjonalnym i prędkościowym. Wartość krytycznej prędkości wirowania znaleziono poprzez śledzenie trajektorii wartości własnych równań dynamiki zlinearyzowanych wokół nietrywialnego położenia równowagi. Równania te wyprowadzono wychodząc z cząstkowych różniczkowych równań ruchu wału po ich jedno-modalnej dyskretyzacji Garlekina. pokazano, że zastosowana metoda stabilizacji jest efektywna i pozwala na ponad dwukrotne zwiększenie progu krytycznego.
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

na półce

Skocz do pozycji: 3.

Tytuł:: Experiment on a cantilever beam control and theoretical approximation
Badania doświadczalne i symulacyjne sterowania drganiami belki wspornikowej
Autorzy:: Pietrzakowski, M.
Tematy:: transverse vibrations
active damping
piezoelectric elements
experiment
simulation; Pokaż więcej
Wydawca:: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/281361.pdf Link otwiera się w nowym oknie
Opis:: The aim of this research is to investigate experimentally as well as numerically active damping effects of cantilever beam transverse vibrations. The control system under consideration consists of collocated piezoceramic sensor and actuator patches, which are coupled with velocity feedback. Experimental results of free and forced vibrations confirmed the effectiveness of the control circuit with the analog derivative controller for suppresion of low-frequency beam motion. The numerical simulation is performed to verify the theoretical models of the tested mechanical system. the analysis is based on the simplified pure bending interaction between the perfectly bonded piazoactuator and the beam, which has a constant equivalent stiffness or is locally stiffened by the piezoceramic patches. The applied dynamic coupling model includes the effects of the actuator tangential inertia forces and the bonding layer with a finite shearing stiffness. The results of the simulation are in a good agreement with the experiment taking in the simplified model of the system. Considering the bonding layer and the actuator longitudinal movement decreases the active damping effectiveness even for a relatively stiff glue layer.
W pracy przedstawiono rezultaty badań doświadczalnych i symulacyjnych aktywnego tłumienia poprzecznych drgań belki wspornikowej. Zastosowany układ sterowania składa się z piezoceramicznych elementów tworzących parę pomiarowo-wykonawczą, połączonych pętlą prędkościowego sprzężenia zwrotnego. Wyniki eksperymentu, dotyczące zarówno drgań swobodnych, jak i drgań wymuszonych w zakresie niskich częstości,potwierdzają skuteczność układu sterowania z analogowym regulatorem różniczkującym. W celu weryfikacji teoretycznych modeli badanego układu przeprowadzono symulację numeryczną. W ramach analizy wprowadzono uproszczony model układu mechanicznego (podejście statyczne), w którym oddziaływanie elementu wykonawczego idealnie połączonego z belką ograniczono do czystego zginania, przyjmując belkę o stałej zastępczej sztywności lub belkę lokalnie usztywnioną przez naklejone elementy piezoelektryczne. W zastosowanym dynamicznym modelu połączenia uwzględniono bezwładność elementu wykonawczego działającego na belkę za pośrednictwem warstwy kleju o skończonej sztywności na ścinanie. Wyniki symulacji dość dobrze pokrywają sie z wynikami uzyskanymi na drodze doświadczalnej także w przypadku uproszczonego modelu układu. Uwzględnienie w obliczeniach warstwy kleju oraz wzdłużnego ruchu elementu wykonawczego powoduje obniżenie skuteczności aktywnego tłumienia nawet dla warstw o stosunkowo dużej sztywności.
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

na półce

Skocz do pozycji: 4.

Tytuł:: Modele silników piezoelektrycznych o ruchu liniowym i obrotowym
Models of Piezoelectric Motors with Rotating and Linear Motion
Autorzy:: Kulesz, B.
Sikora, A.
Tematy:: maszyny elektryczne
elementy piezoelektryczne
electrical machines
piezoelectric elements; Pokaż więcej
Wydawca:: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych Komel
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/1367497.pdf Link otwiera się w nowym oknie
Opis:: Two concepts for piezoelectric motors are presented in the paper, one with rotating and the other with linear motion. The rotating motor contains ring-shaped element, while the linear motion motor utilizes flat elements. Piezoceramic elements are used in both cases. The design of rotating transducer has been described in detail. This transducer may rotate either continuously with motion interrupted at regular intervals in a manner similar to that similar of a stepper motor. The method of generating moving force in the transducer with linear motion has been described. The operating characteristics of both transducers have been given. Some principal features of supply sources for both transducers have also been presented.
W artykule przedstawiono dwie koncepcje silników piezoelektrycznych - o ruchu obrotowym i o ruchu liniowym. Oba silniki oparte są o elementy piezoceramiczne, silnik o ruchu obrotowym o element w kształcie pierścienia, silnik o ruchu liniowym o elementy płaskie. Opisano szczegółowo budowę przetwornika o ruchu obrotowym, który działa jako silnik o ruchu ciągłym przerywanym w sposób zbliżony do silnika skokowego. Pokazano również metodę generacji siły posuwu w przetworniku o ruchu liniowym. Dla obu maszyn podano charakterystyki ruchowe. Opisano również pewne zasadnicze cechy źródeł zasilania obu przetworników.
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

na półce

Skocz do pozycji: 5.

Tytuł:: Analiza MES w sterowaniu drganiami belki za pomocą elementów piezoelektrycznych
The finite element analysis in piezoelectric control of beam vibration
Autorzy:: Freundlich, J.
Hoffman, G.
Pietrzakowski, M.
Tematy:: drgania belki
aktywne tłumienie
elementy piezoelektryczne
beam vibration
active damping
piezoelectric elements; Pokaż więcej
Wydawca:: Polskie Towarzystwo Symulacji Komputerowej
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/403971.pdf Link otwiera się w nowym oknie
Opis:: W pracy przedstawiono symulacje MES swobodnych i wymuszonych drgań belki, aktywnie tłumionych układem elementów piezoelektrycznych pracujących z prędkościowym sprzężeniem zwrotnym. Zbadano dwa modele układu – model bez i z uwzględnieniem warstwy kleju mocującej elementy piezoelektryczne do konstrukcji głównej. W celu pokazania efektywności tłumienia drgań obliczenia wykonano dla kilku wartości współczynnika wzmocnienia w pętli sprzężenia zwrotnego. Symulacje wykazały widoczną różnicę amplitud otrzymanych z obliczeń przy zastosowaniu obu modeli. Wartości amplitud drgań w przypadku modelu z uwzględnieniem warstw kleju są znacznie mniejsze niż te otrzymane przy użyciu modelu z doskonałym połączeniem czujnika i aktuatora z belką.
FE simulations of the beam free and forced vibration suppressed by piezoelectric control system with velocity feedback are accomplished. Two models of examined system are considered - the model without and with taking account of a glue layer connecting piezoelectric transducers to the main structure. Several control gain values are used in calculations to show active damping effects. The calculations demonstrate noticeable difference between calculated amplitudes using both models. Amplitude values obtained using the model with glue layers are noticeable lower than that obtained for the perfectly bonded sensor/actuator patches.
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

na półce

Skocz do pozycji: 6.

Tytuł:: Development and tests of PWM amplifier for driving the piezoelectric elements
Autorzy:: Matiulko, J.
Poźniak, T.
Przygoda, K.
Grecki, M.
Tematy:: wzmacniacz PWM (modulacja szerokości impulsu)
piezoelektryczne elementy
PWM (pulse width modulation) amplifier
piezoelectric elements; Pokaż więcej
Wydawca:: Politechnika Łódzka. Wydział Mikroelektroniki i Informatyki
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/397949.pdf Link otwiera się w nowym oknie
Opis:: The paper describes the design and research work carried out to prepare the prototype of pulse amplifier. The work was aimed to describe main operational parameters of PWM amplifiers enabling using them to control the piezoelectric actuators used for active compensation of Lorentz force detuning of superconducting cavities.
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

na półce

Skocz do pozycji: 7.

Tytuł:: Use of piezoelectric elements in composite torsional system with dynamic vibration eliminator
Wykorzystanie elementów piezoelektrycznych w złozonym systemie skrętnym z dynamicznym eliminatorem drgań
Autorzy:: Stepkowski, M.
Tematy:: elementy piezoelektryczne
system skrętny
dynamiczny eliminator drgań
piezoelectric elements
composite torsional system
dynamic vibration eliminator; Pokaż więcej
Wydawca:: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Lotnictwa
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/213835.pdf Link otwiera się w nowym oknie
Opis:: This article describes the outcome of author’s Master Thesis written in the Institute of Machine Design Fundamentals of Warsaw University of Technology. One of development directions of automotive industry is mass reduction. In many cases this is brought to change of material from conventional steel/aluminum to composite structures. This kind of change may have major influence on dynamic response of the system, resulting sometimes with higher vibration amplitude and/or moving system’s natural frequencies into machine’s operational speed range. One of most common parts uprated this way is car’s drive shaft. Following study concerns the problem of torsional vibration acting on composite shaft system and dynamic elimination of these vibrations. Starting with the physical model and its translation to mathematical model, results, system dynamics improvement, and benefits of chosen method are presented.
Poniższy artykuł opisuje wynik Pracy Magisterskiej napisanej w Instytucie Podstaw Budowy Maszyn Politechniki Warszawskiej. Jedną z celów przemysłu samochodowego jest redukcja masy. W wielu przypadkach sprowadza się ona do zmiany materiału z konwencjonalnej stali bądź aluminium na kompozyt. Tego typu zmiana może mieć bardzo duży wpływ na na odpowiedź dynamiczną układu, co w wyniku może się objawić wyższą amplitudą drgań oraz/lub przesunięciem częstości własnych układu do zakresu prędkości pracy maszyny. Jedną z najczęściej przeprojektowywanych w ten sposób części jest wał napędowy samochodu. Poniższa praca opisuje problem drgań skrętnych działających na układ z wałem kompozytowym oraz dynamicznej eliminacji tych drgań. Począwszy od modelu fizycznego i jego przełożenia na model matemetyczny, przedstawione są wyniki pracy, sposób poprawy dynamiki układu oraz zalety wybranej metody.
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

na półce

Skocz do pozycji: 8.

Tytuł:: Effectivity of piezoelectric transition elements in modelling of electro-mechanical systems
Efektywność piezoelektrycznych elementów przejściowych w modelowaniu układów elektro-mechanicznych
Autorzy:: Zielińska, Magdalena
Zboiński, Grzegorz
Tematy:: finite elements method
piezoelectric elements
transition models
numerical solution convergence
metoda elementów skończonych
elementy piezoelektryczne
modele przejściowe
zbieżność rozwiązania numerycznego; Pokaż więcej
Wydawca:: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/93550.pdf Link otwiera się w nowym oknie
Opis:: The paper presents the coupled electro-mechanical problem. In the numerical analysis of the issue, piezoelectric solid-to-shell transition elements were applied. They combine three-dimensional or hierarchical shell piezoelectric elements with piezoelectric first order elements. The mentioned first order of the element refers to the field of transversal displacements of an element. The mechanical field of the discussed piezoelectric elements may correspond to: the model of three-dimensional theory of elasticity, hierarchical shell models of higher orders or the first order shell model. The electrical field of the potential may be modelled with hierarchical dielectric first order models or higher in transverse direction or with a three-dimensional theory. Effectiveness of modification of algorithms of classical piezoelectric elements was assessed in this paper. To perform such an assessment, curves of convergence of hp method in model tasks are presented. Curves obtained with the use of classical and modified piezoelectric transition elements were set and compared.
Praca dotyczy sprzężonego problemu elektro-mechanicznego. W analizie numerycznej zagadnienia zastosowane zostały piezoelektryczne elementy przejściowe o charakterze bryłowopowłokowym. Łączą one ze sobą trójwymiarowe (lub hierarchiczne powłokowe) elementy piezoelektryczne z elementami piezoelektrycznymi pierwszego rzędu. Wspomniany pierwszy rząd elementu odnosi się do pola przemieszczeń poprzecznych elementu. Pole mechaniczne omawianych elementów piezoelektrycznych może odpowiadać modelom trójwymiarowej teorii sprężystości, hierarchicznym modelom powłokowym wyższych rzędów lub modelowi powłokowemu pierwszego rzędu. Elektryczne pole potencjału modelowane może być za pomocą hierarchicznych modeli dielektrycznych rzędu pierwszego lub wyższych w kierunku poprzecznym lub teorią trójwymiarową. W niniejszej pracy dokonana została ocena efektywności modyfikacji wprowadzonych do algorytmów klasycznych elementów piezoelektrycznych. W celu takiej oceny przedstawione są krzywe zbieżności metody hp w zadaniach modelowych. Zestawione ze sobą i porównane zostały krzywe uzyskane z wykorzystaniem klasycznych i zmodyfikowanych, piezoelektrycznych elementów przejściowych.
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

na półce

Skocz do pozycji: 9.

Tytuł:: Static and dynamic analysis of multilayer composite plate with piezoelectric elements
Statyka i dynamika wielowarstwowych płyt kompozytowych z elementami piezoelektrycznymi
Autorzy:: Mieszczak, Z.
Krawczuk, M.
Ostachowicz, W.
Tematy:: piezoelectric layer
composite plate
stress stiffness matrix
finite elements
active control; Pokaż więcej
Wydawca:: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/281365.pdf Link otwiera się w nowym oknie
Opis:: In this paper a model of a composite, multi-layer plate with piezoelectric elements (PZT) has been presented. The influence of the stress stiffness matrix ... on the results otained has been shown. The model has been built up by making use of the finite element method (FEM). The issue of numerical calculations corroborated that the forces, which are formed as a result of activation of piezoelectric elements are considerable. These forces cause changes in static and dynamic charasteristics of the element under consideration. The forces cause changes in displacements, stresses, natural frequencies and mode shapes as well. The changes in static characteristics are bigger than changes in dynamic one, moreover, the changes in the natural frequencies are bigger than those in mode shapes.
W pracy przedstawiono model kompozytowej płyty wielowarstwowej z aktywnymi elementami piezoelektrycznymi (PZT). Model zbudowano w oparciu o metodę elementów skończonych (MES). W pracy pokazano wpływ macierzy sztywności naprężeń początkowych ... na otrzymywane charakterystyki statyczne i dynamiczne analizowanej płyty. Wyniki symulacji numerycznych wykazały, że siły powstałe w efekcie aktywacji elementów piezoelektrycznych są znaczne i powodują zmiany w charakterystykach statycznych i dynamicznych całej konstrukcji; wpływają na wartości przemieszczeń, naprężeń, częstości oraz postaci drgań własnych. Badania numeryczne wykazały, że aktywne elementy piezoelektryczne powodują większe zmiany charakterystyk statycznych niż dynamicznych. Z kolei, uwzględnienie w modelu sztywności naprężeń początkowych w większym stopniu wpływa na zmianę częstości drgań własnych, niż na zmianę postaci drgań własnych.
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

na półce

Skocz do pozycji: 10.

Tytuł:: Modelling of macro fiber composite piezoelectric active elements in ABAQUS system
Modelowanie w systemie ABAQUS piezoelektrycznych elementów aktywnych typu MFC
Autorzy:: Latalski, J.
Tematy:: przetwornik piezoelektryczny
elementy aktywne
metoda elementów skończonych
Abaqus
piezoelectric transducer
active elements
FEM
ABAQUS; Pokaż więcej
Wydawca:: Polska Akademia Nauk. Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne PAN
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/1366323.pdf Link otwiera się w nowym oknie
Opis:: W pracy przedstawiono sposób efektywnego modelowania kompozytowych elementów piezoelektrycznych metodą elementów skończonych. W systemie ABAQUS przygotowano makroskopowy model elementu aktywnego typu MFC wykorzystującego efekt piezoelektryczny d33. W dalszej kolejności przeanalizowano wielowarstwową belkę kompozytową z naklejonym badanym elementem aktywnym. Numerycznie zbadano prosty i odwrotny efekt piezoelektryczny, wyznaczając odpowiednio wartości napięć na zaciskach elementu aktywnego przy wymuszonym odkształceniu układu oraz ugięcia statyczne przy różnych wartościach napięcia zasilającego. Rezultaty tych analiz porównano z wynikami rzeczywistych pomiarów przeprowadzonych na stanowisku laboratoryjnym. Opracowany model numeryczny wykorzystano do próby wykrycia symulowanego uszkodzenia materiału kompozytowego.
The paper presents an approach to effective modelling of piezoelectric transducers in finite element method based software. A macroscopic model of an active element made of macro fiber composite (MFC type) exhibiting d33 effect is developed in ABAQUS system. Next, a multilayer composite beam with the discussed piezoelectric actuator is analysed. Both a direct and a converse piezo effects are analyzed numerically, calculating respectively charge on transducer's poles subject to forced displacements and beam static deflections with respect to assumed supply voltage. The outcomes of the numerical simulations are compared to the laboratory test results. Next, the worked-out FEM model of MFC actuator/sensor is used to detect the simulated defect in composite material.
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

na półce

Informacja

Wyszukujesz frazę "piezoelectric elements" wg kryterium: Temat