Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of the PZT actuator asymmetry on the LQR control parameters in the active reduction vibrations of beams

Kuras Romuald

Vibrations in Physical Systems

|

2022

|

Vol. 33, nr 3

art. no. 2022305

EN

The paper deals with the active reduction of beam vibrations using piezoelectric transducers (PZT). The LQR parameters of the control of an asymmetric actuator (a-PZT) depending on the length of its arms were analysed. The results were compared to those of the symmetrical PZT (s-PZT), so far used as standard. The actuator is modeled with two bending moments or two pairs of forces. The design of the LQR controller also took into account the location of the PZT on the beam. The reduction efficiency can also be increased by using asymmetrical PZT. To obtain the vibration asymmetry of the beam, simply supported at both ends, an asymmetrically point mass was added. The LQR control was applied to an asymmetric actuator on the beam. Two-parameter optimization was used to find the optimal proportions of the a-PZT arms. For such a problem, the LQR control parameters were found, which ensure the highest efficiency of vibration reduction.

2

Structural and electrical characterization of La3+ substituted PMS-PZT (Zr/Ti:60/40) ceramics

Menasra H., Necira Z., Bounabe K., Abba M., Meklid A., Boutarfaia A.

Materials Science Poland

|

2018

|

Vol. 36, No. 1

1--6

EN

Pb(1-x)La(x) [(Zr0.6Ti0.4)(1-x) (Mn1/3Sb2/3)(x)]O3 ceramics with x = 0.02, 0.03, 0.04, and 0.05 were synthesized by using a conventional solid state reaction route. The influence of La, Mn, and Sb contents on phase structure, microstructure, and electric properties were investigated. The results of X-ray diffraction (XRD) show that the phase structure of the ceramics transforms from rhombohedral phase to tetragonal phase. However, the minority pyrochlore phase appears on the micrographs of XRD and SEM if the doping concentration is greater than 2 mol%. The grain size of the ceramics gradually increases (from 1.36 μm to 1.57 μm) with increasing doping. The dielectric properties of the ceramics have been measured as a function of temperature in the range of 20 °C to 430 °C at 1 kHz. The results indicate that the transition temperature and the maximum dielectric constant decrease with increasing PL-PMS content in the system. These results clearly show the significance of PL-PMS in controlling the dielectric behavior of the PL-PMS-PZT system.

3

AC low frequency conductivity in PZT PFS ferroelectric ceramics

Osak A.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 1(114)

173--185

EN

Low frequency AC conductivity has been studied in ferroelectric ceramics PZT + PFS (Pb[(Fe1/3Sb2/3)xTiyZrz]O3 with x = 0.1 and y = 0.43, 0.44, 0.47) using Fourier transformation of charging and discharging currents. The results are interpreted in terms of fractal structure of the randomly generated clusters formed by sequentially correlated hopping paths of charge carriers.

PL

W artykule przedstawiono przewodnictwo zmiennoprądowe ceramiki ferroelektrycznej PZT + PFS (Pb[(Fe1/3Sb2/3)xTiyZrz]O3, gdzie x = 0.1 i y = 0,43, 0,44, 0,47) w zakresie ultra niskich częstotliwości obliczone na podstawie analizy Fouriera prądów polaryzacji i depolaryzacji dielektrycznej. Wyniki zostały zinterpretowane na podstawie fraktalnej struktury klasterów generowanych przez stochastyczny sekwencyjny hopping nośników ładunku.

4

Features of the structural and magnetic properties of Pb(TixZr1–xO3)-NiFe1.98Co0.02O4 in the polarized state

Baev V., Budzyński M., Laletin V., Mitsiuk V., Poddubnaya N., Surowiec Z., Yanushkevich K.

Nukleonika

|

2017

|

Vol. 62, No. 2

91--94

EN

Composites with a 90%Pb(TixZr1–xO3)-10%NiFe1.98Co0.02O4 composition have been synthesized. It has been established that the polarization of samples resulting from exposure to an electric field for 1 hour of 4 kV/mm in strength at a temperature of 400 K leads to crystal structure deformation. The compression of elementary crystal cells in some areas during polarization of the sample creates conditions suitable for the enhancement of magnetic exchange interactions. It has been found that the polarization process of such compositions leads to increases in specific magnetization and magnetic susceptibility. The analysis of Mössbauer spectra has shown that the polarization of the 90%Pb(TixZr1–xO3)-10%NiFe1.98Co0.02O4 composite leads to significant changes in the effective magnetic fields of iron subspectra in various positions.

5

Experimental and Numerical Studies on the Static Deflection of the Composite Beam with the MFC Element

Gawryluk J., Mitura A., Teter A.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 20, nr 2

97--108

EN

In this paper the FE model of multi–layers composite beam with added Macro Fiber Composite (MFC) active element is presented. At the first step of study the model of the MFC element was prepared. The experimental validation was made. Next, a static deflection of the composite beam with the actuator was calculated. The piezoelectric effects was analyzed. The results of the FEM simulations were compared with the experimental results. A very good agreement was achieved.

6

Ocena wpływu warstw piezoelektrycznych oraz warunków brzegowych na zachowanie hybrydowych płyt kompozytowych o różnych układach warstw

Teter A., Gawryluk J.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2015

|

Vol. 64, nr 1

103-125

PL

W niniejszej pracy badano sześciowarstwowe hybrydowe płyty kompozytowe wykonane z laminatu czterowarstwowego oraz z dwóch okładzin z materiału wykazującego efekt piezoelektryczny. Rozważono różne układy warstw oraz różne warunki brzegowe. Do symulacji numerycznych metodą elementów skończonych zastosowano komercyjny system Abaqus, który umożliwia modelowanie zjawiska sprzężenia elektromechanicznego w zagadnieniach statycznych oraz dynamicznych. Na wstępie metodami numerycznymi MES wyznaczono statyczne ugięcia płyt wywołane przez przyłożone napięcie zasilające do okładzin zewnętrznych. Dodatkowo porównano strzałki ugięcia dla różnych napięć. Otrzymane rezultaty obliczeń porównano z wynikami zaczerpniętymi z prac innych autorów. Wykonane symulacje potwierdziły adekwatność przygotowanego modelowania do symulacji zagadnienia sprzężenia elektromechanicznego. W drugim etapie wykonano numeryczną analizę modalną układu z uwzględnieniem (tzw. układ otwarty) i bez uwzględnienia (tzw. układ zamknięty) efektu piezoelektrycznego dla różnych układów warstw. Prezentowane modele MES umożliwią analizy innych hybrydowych elementów konstrukcyjnych wykazujących sprzężenie elektromechaniczne.

EN

In the present paper, six-layer hybrid composite panels, made of four-layered laminate and two facings of piezoelectric material were studied. Different configurations of laminate layers and different boundary conditions were considered. The Numerical simulations using Finite Element Method were performed with the commercial system Abaqus, which allowed for modelling the phenomena of electromechanical coupling, both in static and dynamic cases. Firstly, static deflection of the plates induced by the applied voltage on the external facings was determined with numerical methods (FEM). In addition, the deflections at different voltages were compared. The results of static calculations were validated with those published by other authors. The performed simulations have confirmed the adequacy of the FEM model for the simulation at electromechanical coupling. In the second stage, numerical analysis of the system with piezoelectric effect (open system) and without the piezoelectric effect (closed system) was performed. The presented FEM models are expected to contribute to analyses of other hybrid structural elements exhibiting electromechanical coupling.

7

Dielektryczne właściwości ceramiki PZT otrzymanej metodą zol–żel i domieszkowanej chromem, manganem i tantalem

Bochenek D., Niemiec P., Mirowski Ł.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 2

185--190

PL

W pracy otrzymano wieloskładnikową ceramikę PZT domieszkowaną chromem, manganem i tantalem. Ceramiczny proszek o składzie Pb(Zr0,70Ti0,30)O3 syntetyzowano metodą zol–żel, a potem domieszkowano tlenkami Cr2O3, MnO2 oraz Ta2O5. Otrzymano dwa składy proszków o stałej ilości tlenków manganu (1,0%) i chromu (0,15%), o różnej zawartości procentowej tlenku tantalu (0,03% i 0,05%). Syntetyzowanie poszczególnych materiałów przeprowadzono metodą reakcji w fazie stałej, wykorzystują prażenie proszków w formie wyprasek, natomiast spiekanie ceramiki przeprowadzono dwiema metodami zagęszczania: bezciśnieniowym spiekaniem swobodnym (FS) oraz metodą prasowania na gorąco (HP). Na otrzymanych próbkach przeprowadzono badania mikrostrukturalne, rentgenowskie, EDS, podstawowych właściwości dielektrycznych oraz badania elektrycznej pętli histerezy. Badania wykazały, że zastosowanie spiekania metodą prasowania na gorąco (HP), w porównaniu z próbkami spiekanymi swobodnie, pozwala uzyskać próbki o większej wartości maksymalnej przenikalności elektrycznej, jednakże o większych stratach dielektrycznych. Domieszkowanie podstawowego składu PZT tantalem, manganem i chromem obniża temperaturę przemiany fazowej (TC) oraz zwiększa ferroelektryczną twardość ceramiki. Właściwości wieloskładnikowej ceramiki PZT spiekanej metodą FS pozwalają na możliwość jej zastosowania do budowy piezoelektrycznych wysokoczęstotliwościowych przetworników elektroakustycznych.

EN

In this paper we obtained multicomponent PZT ceramics doped by chromium, manganese and tantalum oxides. Ceramic powder with a composition of Pb(Zr0,70Ti0,30)O3 was synthesized by the sol-gel method. In the next step, the powder was doped by an oxide: Cr2O3, MnO2 or Ta2O5. Two compositions of ceramic powders were obtained with constant amounts of manganese (1.0%) and chromium (0.15%) oxides, but with different percentages of tantalum oxide (0.03% and 0.05%). Synthesis of the materials was carried out by solid phase reaction, using calcination of powder compacts compacting method, while the sintering was performed by two methods: free sintering (FS) – with no pressure, and hot pressing (HP). For the obtained ceramic samples, microstructural, X-ray, EDS, basic dielectric property and electrical hysteresis loop investigations were carried out. The studies have shown that the use of the hot pressing method allows obtaining the materials with higher values of maximum electric permittivity, but with higher values of dielectric losses, when compared with the FS obtained ones. The doping of the basic PZT composition by tantalum, manganese and chromium oxides decreases the temperature of phase transition (Tm) and increases the ferroelectric hardness. The properties of multicomponent free sintered PZT ceramics permit its use for construction of high-frequency piezoelectric electroacoustic transducers.

8

Basic properties of lead-zirconate-titanate ceramics at morphotropic boundary

Czekaj D., Bućko M.M.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 1

50--54

EN

Investigations into lead zirconate-titanate (PZT) ceramics with the chemical composition from the morphotropic region are reviewed. It is shown that to improve the properties of the basic PZT ceramic material almost always a dopant, modifier, or other composition in the solid solution is included. In order to achieve the appropriate set of properties more than one type of additive (donor, acceptor or isovalent) is included to the given chemical composition. It is indicated that PZT ceramics exhibits high sensitivity to technological conditions, temperature and electric field applied. Quality of ceramics can be checked by means of structural analysis and thus temperature dependencies of electrophysical parameters of PZT-type ceramics and their changes caused by changes of PbTiO3 content in PZT-type solid solution can be explained.

PL

Praca przedstawia syntetyczną analizę właściwości cyrkonianu-tytanianu ołowiu (PZT) w zakresie składów chemicznych odpowiadających przemianie morfotropowej. Wykazano, że praktycznie w każdym przypadku poprawa właściwości PZT związana jest z modyfikacja strukturalną spowodowaną obecnością domieszki i utworzeniem roztworu stałego. Osiągnięcie optymalnych właściwości związane jest zazwyczaj z wprowadzeniem do roztworu stałego więcej niż jednego rodzaju domieszki: donorowej, akceptorowej lub izowalencyjnej. Stwierdzono, że na właściwości tego typu materiałów istotny wpływ mają zarówno sposób ich wytwarzania, jak i obecność pola elektrycznego. Temperaturowe zmiany właściwości PZT mają ścisły związek ze składem chemicznym roztworów stałych a w konsekwencji z ich składem fazowym w pobliżu granicy morfotropowej.

9

Numerical analysis of composite structures with embedded piezoelectric active elements

Dębski H., Latalski J.

Journal of KONES

|

2012

|

Vol. 19, No. 1

51-69

EN

The paper presents a numerical simulation of active multiple layer composite beams in bending test. Within framework of performed analysis glass-epoxy and carbon-epoxy laminates with integrated piezoelectric actuators were considered. In the research macro fiber composite (MFC) type transducers exhibiting d33 effect were used. The numerical models and further calculations were done in ABAQUS/Standard FEM software. Discrete models of the considered composite beam structures were formulated according to the Layup-Ply technique. In performed tests nonlinear geometric effects corresponding to large structural deflections were taken into account. The resulting state equations were solved by means of Newton-Raphson iterative method. Finally, the findings of numerical simulations were compared to the outcomes of laboratory experiments. A very good agreement of numerical and experimental results was achieved; this confirmed the assumptions made to the numerical model and further modelling technique. Numerical model of the piezoelement, analysis of a composite beam with piezoelectric patch, numerical tests for the separated M-8503-P1 piezoelement, electric boundary conditions for the examined actuator, strain state of a glass-epoxy laminate, laboratory test-stand, numerical and laboratory experiment results are presented.

10

Zastosowanie ceramiki HTCC w konstrukcjach mikromechanicznych z warstwami grubymi PZT

Dąbrowski A., Golonka L.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 2

26-29

PL

W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań nad zastosowaniem wysokotemperaturowej ceramiki współwypalanej HTCC [High Temperature Co-fired Ceramics) do wykonywania konstrukcji mikromechaniczych z warstwami grubymi PZT (tytanianu ołowiu-cyrkonu). W celu oceny wpływu typu ceramiki na pracę przetworników piezoelektrycznych wykonano symulacje metodą elementów skończonych, określając zależność wychylenia belki ceramicznej z warstwą grubą PZT od napięcia przyłożonego do warstwy. Przedstawiono wyniki pomiarów profilu powierzchni membran ceramicznych o grubości około 170 μm, charakteryzujących się planarnością akceptowalną dla procesów sitodruku. W celu oceny właściwości warstw grubych PZT na podłożach z ceramiki HTCC wykonano struktury testowe w postaci belek z naniesionymi warstwami PZT z pasty TF2100 (Meggitt Sensing Systems, Kvistgaard, Dania). Stała piezoelektryczna d33 osiągnęła wartość 158 pC/N, natomiast względna przenikalność elektryczna blisko 300. Otrzymane wyniki symulacji i pomiarów wskazują na możliwość wykonywania konstrukcji z ceramiki HTCC z przetwornikami elektromechanicznymi wytworzonymi w technologii grubowarstwowej.

EN

In the paper results of preliminary research on applications of HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics) in micromechanical devices with thick-film PZT (lead-zirconate-titanates) layers have been presented. FEM simulations of ceramic beams with piezoelectric layer have been performed in order to influence assessment of ceramics type on operation of piezoelectric transducers. Free end of beams deflection versus voltage applied to piezoelectric layer have been investigated. Presented results of the surface profiles measurement of the ceramic membranes with 170 μm thickness exhibit acceptable flatness for screen printing process. The test samples made of HTCC ceramics with screen-printed PZT layers (TF2100, Meggitt Sensing Systems, Kvistgaard, Denmark) have been prepared in order to assessment of the layers' properties. Piezoelectric constant d33 reached 158 pC/N and relative permittivity was about 300. Results of FEM analysis and measurements show the possibility of manufacturing of HTCC micromechanical devices with piezoelectric transducers made in thick-film technology.

11

Uzyskiwanie energii za pomocą materiałów piezoelektrycznych

Zasada K., Krawczuk M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 5

445-449

PL

W artykule przedstawiono metody uzyskiwania energii za pomocą materiałów piezoelektrycznych. Piezoelektryki są materiałami, które mogą przetwarzać energię pochodzącą z drgań otocznia na energię elektryczną, która jest magazynowana i użyta do zasilania urządzeń. W ostatnim czasie wzrosło zapotrzebowanie na urządzenia w skali mikro, dlatego też wygenerowanie energii pochodzącej z piezoelektryków może okazać się alternatywą dla tradycyjnych i konwencjonalnych urządzeń zasilających [1]. W artykule zaprezentowane zostały przykłady urządzeń do uzyskiwania energii za pomocą różnych typów materiałów piezoelektrycznych.

EN

Purpose of this article is the presentation of potential application power harvesting by piezoelectric materials. Piezoelectric are materials, which transfer ambient vibration energy into electric one. Under the influence of elastic strain piezoelectric, the electric field is created in the material (simple piezoelectric effect). However, under the influence of the electric field piezoelectric's dimensions change (inverse piezoelectric effect). Thanks to these properties piezoelectric's were the focus of much research. Many attempts have been made using this type of funding, leading to the development of technologies: from the construction of various electromechanical generators after the surgical placement of piezoelectric materials in the flesh of animals. Last time many sources in micro scale become very popular because the generation of energy from piezoelectric can be conventional alternative for traditional energy sources. With this method we can get cheap and convenient source of energy. In the paper examples of devices, which are supplied by this kind of energy as well as types of piezoelectrics (PZT, PVDF and PMN-PT), materials used in described examples are presented.

12

Comparison of passive and active methods for sound radiation reduction from the clamped plate

Kozupa M., Wiciak J.

Mechanics and Control

|

2010

|

Vol. 29, no. 3

128-131

EN

The paper is an analytical and experimental study of smart structure, which consist of steel plate with bonded PZTs and porous elastomer layer. Active control of sound radiation from a clamped at the edge square plate is examined. Simulations and numerical computation of the experiment are performed in ANSYS environment. Calculations of plate vibration and sound radiation under stepped harmonic force are performed. The experimental set-up is placed in coupled reverberation chambers and the test plate is placed in the hole. A variety o test cases were studied for three different plates: steel plate + PZT, steel plate + elastomer layer, steel plate + PZT + elastomer layer. The aim of the paper is to illustrate the possibilities of using piezoelectric materials as an active control and elastomer layers as passive methods in one structure to improve the transmission loss.

PL

Artykuł przedstawia badania analityczne i symulacje oraz pomiary eksperymentalne inteligentnej struktury składającej się z płyty stalowej z przyklejonymi elementami aktywnymi PZT i naniesioną na powierzchnię warstwą elastomerową. Zbadano aktywne sterowanie promieniowaniem akustycznym płyty utwierdzonej na brzegach. Obliczenia numeryczne symulacji wykonano w środowisku obliczeniowym ANSYS. Obliczone zostały drgania i promieniowanie akustyczne płyty pod wpływem wymuszenia harmonicznego przez jeden z elementów PZT. Stanowisko pomiarowe usytuowano w zespole komór sprzężonych. Na stanowisku przetestowano kilka rodzajów obiektów badań: płyta stalowa z elementami PZT, płyta stalowa z warstwą elastomerową, płyta stalowa z elementami PZT i warstwą elastomerową. Celem artykułu jest pokazanie możliwości wykorzystania w jednej strukturze materiałów piezoelektrycznych, jako metody aktywnej i warstwy elastomerowej, jako metody pasywnej do zwiększenia dzwiękoizolacyjności struktury.

13

Wytwarzanie i badanie ceramiki 54/46 PZT domieszkowanej barem i niobem

Bochenek D.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 1

32-36

PL

Metodą spiekania swobodnego otrzymano wieloskładnikową ceramikę typu 54/46 PZT o składzie Pb0,84Ba0,16(Zr0,54Ti0,46)0,975Nb0,025O3. Przeprowadzono badania rentgenowskie, mikrostrukturalne, temperaturowe pomiary parametrów dielektrycznych oraz pętli histerezy elektrycznej. Elektrofizyczne paramenty otrzymanej ceramiki wskazują na możliwości zastosowania tego materiału w przetwornikach bimorficznych i zapłonowych oraz do budowy piezoelektrycznych przetworników niskoczęstotliwościowych (wysokie wartości przenikalności elektrycznej).

EN

Multicomponent PZT ceramics of the 54/46 type with the Pb0,84Ba0,16(Zr0,54Ti0,46)0,975Nb0,025O3 composition was obtained by a free sintering method. Both the X-ray and microstructure examinations and the temperature measurements of dielectric parameters and an electric hysteresis loop were performed. The electrophysical parameters of the obtained ceramics show that it may be used for biomorphic and ignition transducers and for building piezoelectric low frequency transducers (high values of permittivity).

14

Wpływ mikrostruktury ceramiki PZT na właściwości dielektryczne i piezoelektryczne

Bruś B., Zarycka A.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 1

28-31

PL

Celem pracy było pokazanie wpływu mikrostruktury ceramiki na jej właściwości dielektryczne i piezoelektryczne. W pracy przedstawiono analizę mikrostruktury ceramiki PZT domieszkowanej kadmem i wolframem. Materiał badań otrzymano na drodze syntezy metodą reakcji w fazie stałej oraz zagęszczania dwoma metodami: metodą spiekania swobodnego oraz metodą prasowania na gorąco. Analizy mikrostruktury dokonano na podstawie zdjęć wykonanych za pomocą mikroskopu skaningowego Hitachi S-4700. Do obliczenia średniego rozmiaru ziaren oraz określenia jednorodności rozmiaru ziaren wykorzystano system VISILOG 4. Przedstawiono również rezultaty pomiarów parametrów dielektrycznych (przenikalności elektrycznej i tangensa kąta strat dielektrycznych) oraz piezoelektrycznych (współczynnika sprzężenia elektromechanicznego, modułu piezoelektrycznego). Parametry piezoelektryczne wyznaczono metodą rezonansu-antyrezonansu. Przeprowadzono analizę wpływu gęstości, porowatości, wielkości ziarna i jednorodności wielkości ziaren na parametry dielektryczne i piezoelektryczne.

EN

The aim of this work was to show the influence of the microstructure on dielectric and piezoelectric properties of the PZT ceramics. The analysis of the microstructure of PZT type ceramics containing cadmium and tungsten was presented. The studied material was obtained by the solid state synthesis. The pressureless sintering and hot pressing methods were used to sinter the samples. The SEM micrographs were delivered by the Hitachi S-4700 microscope. It was a base to analyze the microstructures. The VISILOG 4 system was applied to calculate average grain sizes and homogeneity of grain size distributions. The results of measurements of dielectric parameters (dielectric permittivity, loss tangent) and piezoelectric parameters (electromechanical coupling coefficient, piezoelectric modulus) are presented. The resonance-antiresonance method was used to calculate piezoelectric properties. The influence of density, porosity, grains size and homogeneity of grain size distribution on dielectric and piezoelectric parameters is shown.

15

Struktura i właściwości fizyczne ceramiki 46/54 PZT modyfikowanej strontem, chromem i neodymem

Bochenek D., Surowiak Z.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 1

37-41

PL

Opracowano technologię otrzymywania wieloskładnikowej ceramiki typu PZT o składzie Pb0,94Sr0,06(Zr0,46Ti0,54)0,99Cr0,01O3 i zbadano jej podstawowe właściwości fizyczne. Przedstawiono również wpływ domieszki neodymu, wprowadzanej do bazowego składu, na dielektryczne właściwości materiału. Wieloskładnikowa ceramika typu PZT była otrzymywana metodą spiekania mieszaniny prostych tlenków w fazie stałej, w wysokiej temperaturze, a zagęszczana metodą swobodnego spiekania. Zespół elektrofizycznych parametrów otrzymanej ceramiki wskazuje na możliwość jej zastosowania w elektronice, jako materiału przydatnego do budowy filtrów elektrycznych.

EN

A technology of producing the multicomponent PZT type ceramics with the composition of Pb0,94Sr0,06(Zr0,46Ti0,54)0,99Cr0,01O3 was developed and basic physical properties of the materials were examined. An influence of the neodymium admixture added to the base composition on dielectric properties of the material was also presented. The multicomponent ceramics of the PZT type was obtained by the solid state reaction of a mixture of simple oxides at a high temperature, enabling the powders to be synthesized, which were compacted and further consolidated by the free sintering method. A set of electrophysical parameters of the obtained ceramics shows that it may be used in electronics as a material for building electric filters.

16

Kompozytowe wielowarstwowe przetworniki elektromechaniczne MFC pobudzane wysokonapięciowo

Żyłka P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 10

28-31

PL

Macro Fiber Composite (MFC) jest ceramiczno-polimerowym wielowarstwowym materiałem kompozytowym, łączącym w swojej strukturze włókna piezoceramiki PZT z polimerową matrycą nośną i zestawem elektrod grzebieniowych. Struktury MFC użyte w konfiguracji elektroaktywnych aktuatorów, ulegają wygięciu w odpowiedzi na wysokonapięciowe pobudzenie elektryczne. Prezentowane są doświadczalnie wyznaczone podstawowe właściwości elektryczne kompozytu MFC oraz charakterystyki pobudzanego wysokonapięciowo modelowego, planarnego elektromechanicznego przetwornika MFC.

EN

Macro Fiber Composite (MFC) is a novel complex composite materiał consisting of polymer-laminated PZT piezoceramic fibers fitted with interdigitated electrodes. The MFC structures used in electroactive actuator configuration bend bilaterally In response to bipolar high-voltage excitation. The paper presents experimentally determined basie electrical properties of the MFC composite materiał as well as characteristics ofthe MFC high-voltage-driven planar actuator. (High-voltage driven composite multilayer electromechanical MFC actuators).

17

Sound insulation analysis of plates with piezoceramic elements

Kozupa M., Batko W., Pietrzko S.

Mechanics / AGH University of Science and Technology

|

2007

|

Vol. 26, no. 4

169-173

EN

This paper represents general idea research to the possibilities of increasing sound insulation of plates by active control it’s vibration through piezoceramic elements placed on the plane. In the preliminary research a rectangular plate 455x560 mm made of steal was analyzed. Sound insulation measurement was executed on a specialized enclosure in reverberation chamber. A PZT piezoceramic was proposed to control vibration of the plate.

PL

Praca przedstawia ogólną koncepcję badań dotyczących analizy możliwości zwiększenia dźwiękoizolacyjności przegród poprzez aktywne sterowanie ich drganiami za pomocą elementów piezolektrycznych rozmieszczonych na ich powierzchni. We wstępnych badaniach analizowano zachowania przegrody w postaci płyty prostokątnej o wymiarach 455 x 560 mm, wykonanej z blachy stalowej. Pomiary dźwiękoizolacyjności wykonano na specjalizowanym stanowisku w komorze pogłosowej. Do sterowania drganiami przegrody zaproponowano elementy piezoceramiczne PZT-4D.

18

The internal friction background in PZT ceramics obtained by the sol-gel method

Zarycka A., Bruś B., Ilczuk J., Czerwiec M., Dukat M.

Materials Science Poland

|

2007

|

Vol. 25, No. 3

869--874

EN

The results of internal friction background examined in fine-grained lead zirconate titanate PZT ceramics are presented. The aim of the study was to describe the influence of change in concentration of the lead titanate on the internal friction background. The internal friction examinations were performed using modern automatic frequency relaxator of the RAK-3 type at 293 K. PZT ceramics of the chemical composition PbZrO3-PbTiO3 with PbTiO3 concentration ranging from 25% to 75% were the examined material. The nanopowders were prepared by the sol-gel method. PZT ceramics were obtained by the conventional sintering method. The influence of the changes in the structure of ceramic materials on the internal friction background was reported. SEM images of the domain structure were used to describe the obtained results.

19

Phenomena responsible for energy dissipation in fine-grained PZT-type ceramics

Zarycka A., Bruś B., Rymarczyk J., Ilczuk J.

Materials Science Poland

|

2007

|

Vol. 25, No. 3

801--808

EN

Description of the mechanisms responsible for the dissipation of energy in materials is possible thanks to the internal friction (IF) method - a non-destructive method thought to be one of the most sensitive ones [1-3]. The method is based on measurements of mechanical losses at various temperatures or various frequencies. The study of the IF of ferroelectrics can provide extensive information about the physics of processes within these materials, and about their domain structures and their interactions with various structural defects. The aim of the present study was to describe the mechanisms responsible for energy dissipation in PZT ceramics obtained by the sol-gel method and sintered by conventional ceramics sintering (CCS). This work presents results of investigations of the influence of PbTiO3 concentration in PZT ceramics on these processes.

20

Modelling and control of structure-acoustic interaction problems via piezoceramic actuators

Leniowska L.

Mechanics / AGH University of Science and Technology

|

2005

|

Vol. 24, no. 2

113-119

EN

Active control of vibration suppression of a circular fluid-loaded plate is analytically studied. The purpose of this theoretical work is to present a general model of a planar vibrating structure located in a finite baffle and interacted with fluid as well as its time response on harmonic excitation when a control strategy is applied. The structure under study is a vibrating circular plate of radius a, having a constant thickness h, to which centrally placed circular shaped piezoeleetric ceramic patches of radius a1 < a are bonded. They are used to cancel the plate vibrations and related sound field when a controlling voltage is applied. It was assumed, that the plate clamped at the edge is excited on one side by a uniform periodic force with a constant amplitude F0 and it radiates the acoustic waves into a surrounded fluid of density Po. The control problem lies in using piezoceramic actuators working in a pair to reduce the plate vibrations. For the system under consideration the state-space model is constructed. The modern control theory is then applied to the system model using a linear quadratic regulator (LQR). The simulations of the active attenuation of the plate vibrations were made with a MATLAB/Simulink computer program, The results demonstrate that it is possible to achieve a significant reduction of the vibration amplitude with the use of a pair PZT actuators.

PL

Praca prezentuje analizę aktywnej metody redukcji drgań płyty kołowej oddziałującej z ośrodkiem. Celem pracy jest przedstawienie ogólnego modelu płaskiej struktury, umieszczonej w odgrodzie o skończonych wymiarach, z uwzględnieniem reakcji ośrodka oraz jej odpowiedzi czasowej na wymuszenie harmoniczne dla zastosowanej strategii sterowania. Przedmiotem analizy jest cienka płyta kołowa o promieniu a, stałej grubości h, do której przyklejono centralnie dwa kołowe elementy PZT o promieniach a1 < a. Przyłożenie do nich napięcia sterującego umożliwia redukcję drgań płyty i towarzyszącego im pola akustycznego. Założono, że płyta, utwierdzona na obwodzie, jest z jednej strony pobudzana do drgań za pomocą równomiernie rozłożonej siły harmonicznej o stałej amplitudzie i promieniuje fale akustyczne do otaczającego ośrodka o gęstości Po. Problem dotyczący sterowania polega na zastosowaniu pary elementów PZT do redukcji drgań płyty. W tym celu rozważany model systemu został sprowadzony do przestrzeni stanów, a następnie, stosując liniową teorię sterowania, zaprojektowano regulator LQR. Symulacje aktywnej redukcji drgań płyty zostały przeprowadzone za pomocą programu MATLAB/Simulink, a otrzymane wyniki wskazują, że możliwa jest znacząca redukcja amplitudy drgań z zastosowaniem jednej pary elementów PZT.