Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 30

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  piezoelectric materials
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
One of the modern methods of reducing vibrations of plates and beams is using piezoelectric materials in the form of distributed elements or patches (applied in a passive or an active system). However, for the multimodal response of a structure, there is no possibility to place the actuators in exactly the areas with maximum curvature values for each mode. Additionally, in the case of passive multimodal suppression systems – in which energy is needed to be supplied to the system – there is the necessity to create a complicated electrical circuit. The particular electrical shunts of the circuit are tuned to the specific vibration forms which require damping. The main objective of this article is to show the possibility of creating a multimodal vibration suppression system with typical resonant shunts and proposed second slightly modified.
PL
Jedną z metod redukcji drgań jest wykorzystanie elementów piezoelektrycznych w postaci przyklejonych warstw elementów lub rozłożonych na powierzchni struktury plastrach (w systemie pasywnym lub aktywnym). W przypadku tłumienia wielomodalnego nie jest możliwe znalezienie najlepszego miejsca dla wszystkich form jednocześnie. Dodatkowo w przypadku tłumienia pasywnego, gdzie wymagane jest dostarczenie energii do systemu, dla tłumienia wielomodalnego istnieje konieczność stworzenia skomplikowanego obwodu elektrycznego dostrojonego do częstotliwości rezonansowej konkretnych form drgań własnych. W artykule poruszono temat pasywnego tłumienia wielomodalnego belek. Zaprezentowano typowy sposób stworzenia obwodu eklektycznego oraz porównano z przypadkiem zmodyfikowanego obwodu.
PL
W artykule omówiony został przegląd literatury w zakresie magnetoelektrycznych sensorów prądu. Przedstawiono charakterystyki przetwarzania mierzonego stałego pola magnetycznego na wyjściowy sygnał napięciowy otrzymany z sensora.
EN
The paper presents the review of the magnetoelectric current sensors . The possibility of output voltage measurement of the sensor in the function of DC magnetic field is also presented.
4
Content available remote Mechanical and electrical fields of piezoelectric curved sensors
EN
Based on the theory of elasticity, a comprehensive mathematical model is developed for a piezoelectric bimorph curved bar which is in a closed electrical circuit. First, the model is verified by considering an actuator under an initial electric potential, and the numerical results are compared with those of a related study in the literature. Then, the model is used to obtain the mechanical and electrical fields of a bimorph curved sensor subjected to a couple at its free end section. Hence, the bending that causes the generation of electric potential in the sensor is investigated. The influence of the applied couple on the mechanical and electrical fields in the curved sensor is examined, and the results are presented in graphical form.
5
Content available Piezoelectric generators: materials and structures
EN
The article presents piezoelectric generators, which can solve the problem of power supply of wireless sensors nets in the monitoring systems of the structure parameters. The operating principle of these appliances is based on the conversion of mechanical energy, e.g. vibration to electric energy in piezoelectric materials. In the first part of this article, the basic groups of piezoelectric materials: ceramics, composites, polymers and monocrystals were discussed in the field of its application in generators. It focused on material constants, which have the biggest effect on energy conversion. In the second part, structures of generators, which are the most often presented in the literature were discussed. The article focused on the structure consisting of piezoelectric actuators connected with the cantilever beam as well as other structures containing piezoelectric actuators, which have different shapes. In the last part, the efficiency of energy conversion was discussed. It focused on the range of values of the obtained electric power from generators.
PL
W artykule przedstawiono generatory piezoelektryczne, które mogą stanowić rozwiązanie problemu zasilania bezprzewodowych sieci czujników w systemach monitorowania parametrów konstrukcji. Zasada działania tych urządzeń opiera się na konwersji energii mechanicznej (np. drgań) na energię elektryczną w materiałach piezoelektrycznych. W pierwszej części artykułu omówiono podstawowe grupy materiałów piezoelektrycznych: ceramiki, kompozyty, polimery i monokryształy w zakresie ich zastosowania w generatorach. Zwrócono uwagę na stałe materiałowe, które mają największy wpływ na konwersję energii. W drugiej części artykułu przedstawiono konstrukcje generatorów, najczęściej spotkane w literaturze. Omówiono konstrukcje z piezoelektrycznymi aktywatorami połączonymi z belką wspornikową jak również inne konstrukcje z piezoelektrycznymi aktywatorami o różnych kształtach. W ostatniej części zwrócono uwagę na efektywność przetwarzania energii w zakresie uzyskiwanych wartości mocy elektrycznej.
EN
The problem of active vibration suppression in a wide class of smart structures is addressed. The dynamical model of a structure may be perturbed by uncertain time-varying parameters and external disturbances. A novel adaptive-based control algorithm is presented here to satisfy robustness properties with respect to model uncertainties and environmental disturbances. Reflecting practical situations, the upper bound of perturbations is not required for controller design. The analytical stability of a closed-loop system is presented based on the Lyapunov stability theorem. Furthermore, numerical analysis is also provided to show the effectiveness of the proposed method.
PL
Praca zawiera opis materiałów piezoelektrycznych służących do budowy urządzeń piezoelektrycznych wykorzystywanych na szeroką skalę w przemyśle. Przedstawiono dyslokację krawędziową jako jeden z głównych defektów występujących w piezoelektryku traktowanym jako ciało poprzecznie izotropowe. Model dyslokacji obliczono analitycznie, a rozwiązania przedstawiono w postaci 2D wykresów odzwierciedlających pola fizyczne omawianego defektu.
EN
The piezoelectric materials used for construction of industrial devices are described. The mechanical and electromagnetic properties of such materials can be significantly influenced by the existing defects of their crystal structure. One of the most important defects are dislocations. The edge dislocation in the piezoelectric body treated as the transversally isotropic continuum is presented. The solutions to that problem are given in the analytical form and the figures of the distributions of the physical fields are given in the 2D forms.
8
Content available remote Relacja wzajemności w zagadnieniu brzegowym nieliniowej piezoelektryczności
EN
The paper contains derivation of reciprocity theorem for boundary problem of nonlinear piezoelectricity. The results obtained in this work can become the theoretical basis to formulate the numerical solutions of different scientific and engineering problems connected with piezoelectric materials.
9
Content available remote Study of the Nanotechnology in Manufacture of Generators
EN
With the development of science and technology, the smaller sizes generator, the more attention by people. The main purpose of this article is to manufacture three-phase nanogenerator and piezoelectric nanogenerator under vibration, and their working principle are introduced and their performances are studied. The results show that, using the present nanomaterials, three-phase nanogenerator and piezoelectric nanogenerator can be prepared. In ambient vibration condition, piezoelectric materials produce larger rated current and voltage. However, copper laps cutting magnetic line of force produce less rated current and voltage. So the piezoelectric nanogenerator can be separately used to supply power. It may produce higher voltage, current and power if three-phase nanogenerator and piezoelectric nanogenerator in series-parallel connection, and there is commercial value.
PL
Przedstawiono możliwości wytwarzanie trzyfazowego i piezoelektrycznego generator w nanotechnologii. Przy typowych wibracjach materiały piezoelektryczne mogą służyć jako generatory napięcia i prądu. Przedstawiono możliwości połączenia obu generatorów w jeden system.
10
Content available remote Zagadnienie początkowo-brzegowe liniowej higrotermopiezosprężystości
EN
The paper contains balance equations, constitutive equations and initial-boundary value conditions of linear higrothermopiezoelectricity. The results obtained in this work can become the theoretical basis to formulate the numerical solutions of different scientific and engineering problems connected with piezoelectric materials.
11
PL
Artykuł dotyczy zastosowania aktuatorów piezo-elektrycznych do redukcji drgań kratownic. Kratownice z odpowiednio wbudowanymi aktuatorami piezoelektrycznymi stanowią obiecujący kierunek badań, gdyż pozwalają na uzyskanie wysokiej stateczności struktury przy stosunkowo niskiej wadze. Spełnienie takich wymagań jest szczególnie ważne w przemyśle lotniczym. Podstawowym zagadnieniem w projektowaniu takich kratownic jest rozmieszczenie aktuatorów piezoelektrycznych i czujników przyspieszeń w strukturze kratownicy. W celu wprowadzenia aktuatorów piezoelektrycznych do struktury kratownicy projektuje się specjalne aktywne pręty, których rozmieszczenie wyznacza się np. na podstawie rozkładu energii odkształcenia w poszczególnych prętach kratownicy. Sterowanie aktywnymi prętami realizowane jest przez odpowiednie zmiany napięcia Vp zasilającego aktuatory piezoelektryczne znajdujące się w tych prętach. Układ sterowania powinien zawierać podstawową pętlę regulacji, która obejmuje wszystkie aktuatory, czujniki przyspieszeń oraz komputer/sterownik. Układ sterowania może również zawierać dodatkowe pętle regulacji, obejmujące pojedynczy aktuator oraz czujnik siły.
EN
The trusses with properly incorporated piezoelectric actuators are a promising research area, because such structures enable to obtain high structure stability with low weight. Fulfillment of such requirements is particularly important in the aviation industry. However, designer of such a truss has to solve the problem of the arrangement of the piezoelectric actuators and acceleration sensors in the truss structure. Special active bars are designed in order to introduce piezoelectric actuators to the truss structure. Arrangement of such active bars is determined, for example, on the basis of the strain energy distribution in each truss bars. The control of active bars is realized through the voltage changes which supply the piezoelectric actuators. Control system contains a basic control loop, which includes all actuators, acceleration sensors and computer. The control system can also contain additional control loops, which include a single actuator and force sensor.
EN
Recently, many approaches have been proposed to estimate the effective properties of composites. The most typical are: the self-consistent method and the Mori-Tanaka method. However, they are restricted to simple geometries of phases. Also for complex constitutive laws the analytical results are complicated. On the other hand, the combination of numerical methods and these approaches gives an efficient computational scheme for estimating effective properties of composite materials. In this paper the hybrid subregion boundary element method (BEM) and Mori-Tanaka approach is implemented to solve coupled field equations of linear piezocomposites in the unit cell approach and then to determine the effective properties. To obtain the BEM fundamental solutions, the Stroh formalism is used. The numerical examples demonstrate an effectiveness of the BEM-Mori-Tanaka approach.
PL
Do wyznaczania własności zastępczych kompozytów zostało opracowanych wiele metod. Do najbardziej znanych należą metody: samospójna (estymator wewnętrznie zgodny) oraz Mori-Tanaki. Są one jednak ograniczone do prostych geometrii faz kompozytu. Również dla złożonych związków konstytutywnych zależności analityczne są skomplikowane. Z drugiej strony, kombinacja metod numerycznych i wspomnianych metod mikromechaniki daje efektywne narzędzie obliczeniowe określania własności zastępczych materiałów kompozytowych. W niniejszej pracy opisano hybrydową metodę bazującą na połączeniu sformułowania metody elementów brzegowych dla podobszarów i metody Mori-Tanaki, którą zastosowano do rozwiązania równań pól sprzężonych liniowych piezokompozytów dla komórki elementarnej, aby wyznaczyć własności zastępcze. Do otrzymania rozwiązań fundamentalnych metody elementów brzegowych zastosowano formalizm Stroha. Przykłady numeryczne pokazują efektywność opracowanej metody.
PL
W artykule przedstawiono mechanizm konwersji energii w materiałach piezoelektrycznych oraz jego zastosowanie w układach odzyskiwania energii z drgań oraz układach sterowania drganiami. Przedstawiono model matematyczny przetwarzania energii, a także wybrane układy odzyskiwania energii oraz układy sterowania, w których wykorzystano to zjawisko.
EN
The paper summarizes the energy conversion mechanism in the piezoelectric materials as well as its application in the vibration control system. The mathematical model of the energy conversion was characterized. Selected harvesting system and control system, in which this phenomenon was applied, are also presented.
EN
The paper contains derivation of reciprocity theorem for initial-boundary value problem of linear thermopiezoelectricity. The results obtained in this work can become the theoretical basis to formulate the numerical solutions of different scientific and engineering problems connected with piezoelectric materials.
PL
W artykule przedstawiono wyniki eksperymentalne zastosowania efektu magnetoelektrycznego w hybrydowym złączu magnetykpiezoelektryk jako sensorze pola magnetycznego. Przedstawiono charakterystyki przetwarzania mierzonego pola magnetycznego na sygnał wyjściowy otrzymany ze złącza.
EN
The paper presents the results of experimental investigation of the magnetoelectric effect in the application hybrid magneto-piezoelectric junction as magnetic field sensor. The possibility of output voltage measurement of the sensor in the function of DC magnetic field HDC is also considered.
16
Content available remote FEM analysis of a beam for piezolectric passive vibration control system
EN
One of the most significant problems nowadays is an issue of vibrations suppression. Vibrations can have negative effects on proper work of industrial systems as well as on operators health. In recent years many researchers have devoted a lot of attention to smart materials, which can be implemented in vibration suppression systems. This paper presents a beam structure with piezoelectric stripes glued to the surface. The model was made in Ansys application utilizing Finite Element Method (FEM). The aim of the analysis was choosing the correct model and quality of the mesh which will ensure that the model can be used for wide spectrum of analysis. It was shown that only 3D model represents the behavior of vibrating beam in all the aspects and gives results very similar to analytical ones. Presented model may be utilized for multimodal passive damping by connecting the correct electric circuit with calculated values of inductance and resistance.
PL
W dzisiejszych czasach ważnym problemem stało się zagadnienie tłumieni drgań, które mogą mieć negatywne skutki dla pracy maszyn, jak również dla zdrowia operatora. W ostatnich latach wiele uwagi poświęca się materiałom inteligentnym, które można wykorzystać do systemów tłumienia drgań. W pracy przeanalizowano strukturę belkową na powierzchni której przyklejono przetworniki piezoelektryczne. Struktura zastała zamodelowana w programie Ansys przy pomocy metody elementów skończonych. Celem analizy było dobranie odpowiedniego modelu oraz gęstości siatki, dzięki czemu w przyszłości model będzie mógł służyć do szerokiego spektrum analiz. Pokazano, iż tylko model 3D pokazuje zjawisko we wszystkich jego aspektach dając wyniki najbardziej zbliżone do rzeczywistych. Tak przygotowany model może być użyty do wielomodalnego pasywnego tłumienia drgań przez podłączenie odpowiedniego obwodu z dobraną cewką i rezystancją.
PL
Przetworniki piezoelektryczne są często wykorzystywane w pomiarach fotoakustycznych. Artykuł przedstawia wstępne wyniki i wnioski z eksperymentów i pomiarów materiału piezoelektrycznego, który był użyty zarówno jako badana próbka, jak i jako detektor wzbudzonego sygnału fotoakustycznego. Częstotliwościowe charakterystyki badanego materiału zostały zdjęte w zakresie od 1 Hz do 10 kHz. Zmierzone charakterystyki wykazują silny wpływ wejściowego stopnia wzmacniacza na amplitudę sygnału w zakresie niskich częstotliwości. Zależność ta wynika z elektrycznej stałej czasowej wzmacniacza oraz cieplnej stałej czasowej badanego materiału.
EN
Piezoelectric sensors are often used as detectors in photoacoustic measurements. The paper presents preliminary results and conclusions from the experiments and measurements of a piezoelectric material that was simultaneously used as both: investigated sample and a sensor of the induced photoacoustic signal. Photoacoustic frequency responses of the investigated piezoelectric material were measured for the frequency range of l Hz to 10 kHz. The measured responses show strong influence of the amplifier input stage on the amplitude of the signal at low frequencies, resulting from the electrical time constant of the amplifier and thermal time constant of the investigated material.
18
Content available remote Homogenization of Mechatronical Systems in Modelling Piezoelectrical Layer
EN
Many engineering applications are built by standard materials for example gold, steel etc. In recent years, the application of smart materials in mechatronical systems is significant increased. In the most cases piezoelectric materials are applied as sensors and actuators. In this article homogenization of piezoelectric plate is described by connecting few simple plates in one structure. Analysis of piezoelectricity effect is presented on the grounds of non-classical methods. In case of complex systems the application of the classical method leads to uncomfortable and long-lasting differential equations. In case of changing overall dimensions or system parameters new analysis of the changed system is necessary. For this reason the non-classical methods, which partly cancel the classical method problems are frequently used. In articles matrix of dependency of input values on output values has been determined as single four-terminal networks.
PL
W pracy zastosowano metodę elementów brzegowych (MEB) do analizy statycznych problemów liniowej piezoelektryczności. Modelowano piezoelektryczne materiały ceramiczne jako: jednorodne, dielektryczne, liniowosprężyste i transwersalnie izotropowe. Rozwiązania fundamentalne MEB uzyskano stosując formalizm Stroha. Formalizm ten umożliwił również określenie wpływu orientacji osi polaryzacji piezoelektryków na rozwiązania zadań brzegowych liniowej piezoelektryczności w układach dwuwymiarowych.
EN
In this paper the boundary element method (BEM) is implemented to solve the static problem of two – dimensional linear piezoelectricity. The piezoelectric ceramic material is modelled as: homogenous, dielectric, linear elastic and transversal isotropic. The BEM fundamental solution is obtained using the Stroh formalism. The Stroh formalism allows to analyze efficiently influence of the polarization direction in the static, two – dimensional problems of linear piezoelectricity.
20
Content available remote Piezoelectricity Phenomenon in Mechatronic Systems
EN
Lately a dynamic increase of piezoelectrical materials applications can be noticed in many fields of industry. The materials refering to the intelligent materials are widely applied as sensors and actuators. Such materials show simple piezoelectrical phenomenon that consists of changing mechanical displacement into electrical voltage input signal, as well as opposite piezoelectrical phenomenon that generates mechanical displacement when voltage is applied to system plates. Advantages such as: little dimensions, simple structure, low noise factor at operating provide wide applications generating and damping in vibration, converse of mechanical energy into electrical energy and opposite, elements of precise positioning and many others. In this article the analysis of piezoelectricity phenomenon is presented on the grounds of Mason's equations. Matrix of dependency of input values on output values has been determined. In most cases the system considering merely external parameters is sufficient. Thus the system is limited to a few single four-terminal networks. There has been established the matrix determining the system from external terminals point of view. Then by the chain joint the matrix of input-output dependences is provided (Bolkowski, 1986). Further proposed studies and research are to determine characteristics of mechatronic system and its comparison to the characteristic of mechanical system solved by Galerkin's method of approximation. The opportunity of applying graph method Buchacz, Wrobel, 2006) to non-classical determination of flexibility of piezoelectrical plates will be also analyzed (Buchacz, Swider, 2000; Buchacz, 1997).
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.