Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zmiany rozkładu efektywnej gęstości ładunku powierzchniowego w modelowej wnęce gazowej

Żyłka Paweł

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 10

144--147

PL

Wyładowania barierowe prowadzące do przebicia cienkiej przerwy gazowej w dielektryku są wykorzystywane m.in. do tworzenia struktur makrodipolowych w ferroelektretach komórkowych W artykule omówiono rezultaty doświadczalnej analizy zmian rozkładu efektywnej gęstości ładunku powierzchniowego na ścianie modelowej wnęki gazowej (odwzorowującej przerwy gazowe w jednowarstwowym ferroelektrecie) w zależności od napięcia polaryzacji. Badaniom poddano wnękę atmosferyczną o wysokości 100 μm utworzoną z 3 warstw folii poliestrowej PET, polaryzowaną napięciem stałym w zakresie 0-5 kV. Ewolucja uzyskanych rozkładów efektywnej gęstości ładunku powierzchniowego jak i średniej efektywnej gęstości ładunku powierzchniowego są jakościowo zgodne z literaturową zależnością współczynnika piezoelektrycznego jednowarstwowego ferroelektretu od napięcia polaryzacji.

EN

Barrier discharges leading to the breakdown of a thin gas gap in a dielectric are used to produce macrodipole structures in cellular ferroelectrets. The paper discusses the results of experimental analysis of the distribution of the effective density of the surface charge on the wall of the model gas cavity (mapping gas gaps in a single-layer ferroelectret) and its dependency on the polarization voltage, The tests were carried out using 100 μm high atmospheric cavity formed from 3 layers of PET polyester film, polarized using 0-5 kV DC voltage. Evolution of the obtained distribution of the effective density of the surface charge as well as the changes in the average effective density of the surface charge are qualitatively consistent with the literature-provided dependence of the piezoelectric coefficient of a single-layer ferroelectret on the polarization voltage.

2

A Comprehensive Study and Analysis of Kinetic Energy Floor

Kashem Saad bin Abul, Majid Molla E., Tabassum Mujahid, Iqbal Atif, Pandav Kiran, Abdellah Kouzou

Acta Energetica

|

2020

|

nr 2

6--13

EN

This research studies the concept of piezoelectricity, in which the energy can be captured with a small compression. Kinetic energy floor by piezoelectric is able to generate electricity under compression of human weight. A survey has been conducted to estimate the energy that can be harness from human walk. At Swinburne University of Technology Sarawak Campus, the pathway between A/B block and G block has been chosen to do the survey which has the highest population in walking. An experimental model has been designed and evaluated; results obtained after continuous experiments and troubleshooting are tabulated. Comparison between the theoretical and experimental result are made for better understanding on the functionality and credibility of the device. In this paper, recommendations are also included for future implementation.

PL

Praca ta bada zjawisko piezoelektryczności, które umożliwia pozyskiwanie energii przy niewielkich naciskach. Kinetyczna podłoga energetyczna z piezoelektryku może generować energię elektryczną pod wpływem nacisku masy człowieka. Przeprowadzono badanie w celu oszacowania energii, jaką można pozyskać i wykorzystać podczas chodzenia. W kampusie Sarawak Uniwersytetu Technicznego Swinburne do badań wybrano najbardziej uczęszczaną ścieżkę między blokiem A/B a blokiem G. Zaprojektowano i oceniono model eksperymentalny; wyniki uzyskane po ciągłych eksperymentach i rozwiązywaniu problemów zestawiono w tabeli. Aby lepiej poznać funkcjonalność i przydatność tego urządzenia, porównano wyniki teoretyczne i eksperymentalne. W artykule zawarto także zalecenia co do przyszłych wdrożeń.

3

Effect of the thickness of the piezoelectric patches on the active control of a thin plate

Latrache M., Amrane M. N.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 4

1345--1354

EN

This paper presents a numerical study pertaining to on the active vibration control (AVC) of the 3-D rectangle simply supported plate bonded of the piezoelectric sensor/actuator pairs. A LQR controller is designed based on the independent mode space control techniques to stifle the vibration of the system. The change in the thickness of the patches was a clear impact on the control results, and also in the values of the voltage in actuator. The results were established by simulating in ANSYS and MATLAB.

4

Detection of faults in the asynchronous machine by the use of smartmaterials

Regaz A., Zegnini B., Mahi D., Boukezzi L.

Diagnostyka

|

2018

|

Vol. 19, No. 3

43--54

EN

This paper aimed with diagnosis of defects in asynchronous machine. The used method is based on the exploitation of the behavioural laws of magnetostrictive and piezoelectric materials, under harmonic regime, used in the construction of the asynchronous machine. Piezoelectric sensors are used both in the stator and in the rotor. The used one in the stator serves to detect the rupture at the stator windings and the one used in the rotor helps us to detect the rupture of the rotor bars. The produced electric potential in the terminals of piezoelectric sensor is due to the deformation generated by magnetic induction under the effect of magnetostriction. A finite element method (FEM) is selected to be the resolution numerical method. This method is used for modelling the asynchronous machine under anomaly conditions and non-load.

5

Implementation of an Electronic Circuit for SSSA Control Approach of a Plate Type Element and Experimental Match with a Feed-Forward Approach

Viscardi M., Leo R. di

Archive of Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. LXIII, nr 4

665--677

EN

Successful implementation of an active vibration control system is strictly correlated to the exact knowledge of the dynamic behavior of the system, of the excitation level and spectra and of the sensor and actuator’s specification. Only the correct management of these aspects may guarantee the correct choice of the control strategy and the relative performance. Within this paper, some preliminary activities aimed at the creation of a structurally simple, cheap and easily replaceable active control systems for metal panels are discussed. The final future aim is to control and to reduce noise, produced by vibrations of metal panels of the body of a car. The paper is focused on two points. The first one is the realization of an electronic circuit for Synchronized Shunted Switch Architecture (SSSA) with the right dimensioning of the components to control the proposed test article, represented by a rectangular aluminum plate. The second one is a preliminary experimental study on the test article, in controlled laboratory conditions, to compare performances of two possible control approach: SSSA and a feed-forward control approach. This comparison would contribute to the future choice of the most suitable control architecture for the specific attenuation of structure-born noise related to an automotive floor structure under deterministic (engine and road-tyre interaction) and stochastic (road-tyre interaction and aerodynamic) forcing actions.

PL

Udana implementacja układu aktywnej kontroli drgań jest ścisle uwarunkowana dokładną znajomością dynamicznych właściwości obiektu, poziomu i zawartości widmowej wymuszeń, a także parametrów czujników i elementów wykonawczych. Jedynie właściwe uwzględnienie wszystkich tych aspektów może zagwarantować poprawny wybór strategii sterowania i wynikające z niej działanie systemu. W pracy przedstawiono i przedyskutowano wyniki badań wstępnych ukierunkowanych na stworzenie prostego strukturalnie, taniego i łatwo wymienialnego aktywnego systemu sterowania, przeznaczonego dla paneli metalowych. Ostatecznym celem ma być kontrola i ograniczenie hałasu wytwarzanego przez drgające płyty metalowe w nadwoziu samochodu. Artykuł koncentruje się na dwu zagadnieniach. Pierwszym z nich jest realizacja układu elektronicznego działającego w architekturze synchronicznie kluczowanego bocznika (SSSA), z elementami dobranymi odpowiednio do sterowania testowanym obiektem, którym jest prostokątna płyta aluminiowa. Drugim celem jest wstępne studium doświadczalne nad zachowaniem się obiektu badanego, w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, służące porównaniu dwu możliwych koncepcji sterowania: z wykorzystaniem architektury synchronicznie kluczowanego bocznika (SSSA) oraz sterowania ze sprzężeniem wyprzedzającym. W przyszłości wyniki porównania ułatwią dokonanie wyboru architektury sterowania najwłaściwszej dla tłumienia hałasu strukturalnego wytwarzanego przez podłogę nadwozia samochodu pod wpływem wymuszeń deterministycznych (pochodzących od silnika i interakcji między oponami i nawierzchnią) oraz stochastycznych (aerodynamicznych i interakcji opona-nawierzchnia).

6

Wpływ degradacji połączenia generatora piezoelektrycznego z belką na pozyskiwaną energię elektryczną

Nowak R., Pietrzakowski M.

Symulacja w Badaniach i Rozwoju

|

2013

|

Vol. 4, nr 4

185--192

PL

Efektywność odzysku energii elektrycznej z energii drgań mechanicznych zależy między innymi od jakości połączenia pomiędzy generatorem piezoelektrycznym a belką. W niniejszym artykule przeprowadzono obliczenia belki wysięgnikowej wymuszonej ruchem harmonicznym podpory. Porównano wyniki otrzymane metodą analityczną i metodą elementów skończonych. Skupiono się na wpływie degradacji połączenia na charakterystyki dynamiczne układu i odzyskiwane napięcie. Porównano charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe w przypadku uszkodzonej i nieuszkodzonej warstwy kleju. Przeprowadzono badania w zależności od położenia obszaru degradacji i stopnia zniszczenia warstwy kleju.

EN

Efficiency of energy harvesting depends on the coupling of the piezoelectric generator and the beam. Calculations of the cantilever beam excited by harmonic movement of the support has been executed in this article. Comparison of the results performed by analytical method and finite element method has been done. Influence on dynamic behavior of the system and generated voltage caused by glue layer degradation was made. Amplitude-frequency characteristics has been compared for damaged and undamaged glue layer. Placement and degree of damage of the glue layer was researched in case of effect onto generated voltage.

7

Diffraction of Longitudinal Shear Waves on a Thin Piezoelectric Inclusion of Low Rigidity

Emets V., Rogowski J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 4

266-268

EN

A thin plane piezoelectric inclusion is located in a uniform background (in two-dimensional Euclidean space) and subjected to an incident plane longitudinal shear wave. Using the representation theorem, the problem is reduced to solving of the singular integral equation. Numerical solution and high frequency asymptotic for far field are presented.

PL

Cienkie płaskie piezoelektryczne włączenie jest umieszczone w jednorodnym ośrodku (w dwuwymiarowej przestrzeni Euklidesowej) i jest poddane działaniu płaskiej fali ścinania. Odpowiednie zagadnienie brzegowe jest sprowadzone do rozwiązywania osobliwego równania całkowego. Przedstawiono numeryczne rozwiązanie zagadnienia w strefie falowej włączenia oraz zaprezentowano odpowiednie asymptotyczne rozwiązanie dla zakresu wysokich częstotliwosci.

8

LQR control of the nodal displacements in a spatial truss with active piezoelectric members

Grzybek D.

Mechanics and Control

|

2013

|

Vol. 32, no. 2

60--68

EN

The ability to damp vibrations is important in many structures, in which trusses are one of the main elements. The increase of the damping of the truss vibrations is possible by passive means or by the use of an active vibration control system integrated with the structure of the truss. The control system can affect the truss structure by specially designed actuators, which generate active forces in appropriate nodes of the truss. Piezoelectrics can be used to build such actuators. The design of the control system encompasses the structure of the actuating active truss member, the spacing of active members inside the truss structure, the design of the control algorithm and the spacing of measurement sensors generating feedback signals. In this article, the application of the LQR algorithm to the node displacement control in a spatial truss has been presented. The spacing of active members in the truss structure on the basis of the force distribution in the truss members has been suggested.

PL

Zdolność tłumienia drgań jest wymagana w wielu konstrukcjach, których jednym z elementów są kratownice. Zwiększenie tłumienia drgań kratownicy jest możliwe za pomocą metod biernych lub przez zastosowanie aktywnego układu sterowania drganiami, zintegrowanego z konstrukcją kratownicy. Układ sterowania może oddziaływać na konstrukcję kratownicy przez specjalnie zaprojektowane aktuatory, które generują siły aktywnej regulacji w odpowiednio wybranych węzłach kratownicy. Piezoelektryki są materiałami, które mogą być wykorzystane do budowy takich aktuatorów. Projekt układu sterowania obejmuje konstrukcję aktywnego pręta kratownicy, rozmieszczenie aktywnych prętów w strukturze kratownicy, opracowanie algorytmu sterowania oraz rozmieszczenie czujników pomiarowych, generujących sygnały sprzężenia zwrotnego. W artykule przedstawiono zastosowanie algorytmu LQR w sterowaniu przemieszczeniami węzłów przestrzennej kratownicy oraz zaproponowano rozmieszczenie aktywnych prętów w strukturze kratownicy na podstawie rozkładu sił w prętach kratownicy przy występowaniu zakłóceń zewnętrznych.

9

Wpływ położenia i kształtu elementu piezoelektrycznego na pozyskiwaną energię elektryczną

Nowak R., Pietrzakowski M.

Symulacja w Badaniach i Rozwoju

|

2012

|

Vol. 3, nr 3

131--140

PL

W niniejszej pracy skupiono się na zbadaniu wpływu kształtu i położenia generatora piezoelektrycznego na pozyskiwane napięcie. Rozważono układ mechaniczny w postaci belki wysięgnikowej z przyklejonym przetwornikiem piezoelektrycznym, spolaryzowanym poprzecznie. Zastosowano generator w kształcie prostokątnym i trójkątnym. Na podstawie obliczeń analitycznych dokonano wyboru możliwie efektywnego generatora. Wyznaczono charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe wytwarzanego napięcia w przypadku drgań belki w zakresie pierwszej i drugiej częstotliwości rezonansowej. Do obliczeń porównawczych, przeprowadzonych metodą elementów skończonych (MES), wybrano generator prostokątny, rozłożony na dwóch trzecich długości powierzchni belki. Wykazano zadowalającą zgodność wyników uzyskanych metodą analityczną i MES.

EN

This study focuses on examining the influence of the shape and position of the piezoelectric generator on the harvested voltage. The considered mechanical system is the cantilever beam with the glued transversely polarized piezoelectric transducer. Both rectangular and triangular generators were used. Using analytical calculations, the generator's shape was selected as efficiently as possible. Amplitude-frequency characteristics were determined in the first and second resonant frequency range. The rectangular generator covering two-thirds of the upper surface of the beam was selected for comparative calculations. The results of both methods were compared with acceptable agreement.

10

Interkalowany nanokompozyt PVDF: synteza, właściwości, zastosowania

Malinowski M.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2009

|

Z. 243

101-113

PL

Polimerowe nanokompozyty są materiałami posiadającymi atrakcyjne właściwości dzięki kilkuprocentowemu dodatkowi nanonapełniacza. Do tej grupy materiałów należy kompozyt poli(fluorku winylidenu) (PVDF), w którym mała ilość nanokrzemianu warstwowego inicjuje krystalizację piezoelektrycznej fazy β. W niniejszej pracy przedstawiono podstawowe zagadnienia dotyczące właściwości oraz metody otrzymywania piezoelektrycznego nanokompozytu PVDF uzyskanego w wyniku zjawiska interkalacji łańcuchów polimeru w warstwową strukturę nanonapełniacza.

EN

Polymer nanocomposites exhibit attractive properties as a result of several percentage additives of nanometer size fillers. Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) nanocomposite belongs to this group, too. In this material small amount of layered nanoclays leads to the crystallization of the piezoelectric β -phase. The basic issues concerning to properties and preparation of the piezoelectric PVDF nanocomposite, which has been obtained by melt intercalation, are presented in this paper.

11

Rozwiązywanie zadań brzegowych liniowej piezoelektryczności pośrednią metodą Trefftza

Dziatkiewicz G.

Modelowanie Inżynierskie

|

2008

|

T. 4, nr 35

15-22

PL

Analiza sprzężonych pól mechanicznych i elektrycznych w materiałach piezoelektrycznych wymaga rozwiązania układu sprzężonych równań różniczkowych cząstkowych mechaniki i elektrodynamiki ośrodków ciągłych. W niniejszej pracy, do rozwiązywania tego typu zadań brzegowych, wykorzystuje się pośrednią metodę Trefftza. W metodzie tej rozwiązanie problemu brzegowego jest aproksymowane za pomocą szeregu tzw. T-funkcji. Do ich wyznaczenia wykorzystano formalizm Stroha. Zaproponowano wersję kollokacyjną metody, co prowadzi do rozwiązań w sensie najmniejszych kwadratów.

EN

The coupled field analysis of piezoelectric materials requires solution of continuum mechanics and continuum electrodynamics equations. In this work, formulation of the indirect Trefftz method is introduced. In the Trefftz method, the solution of the boundary-value problem is approximated by the T-complete functions. The Stroh formalism allows to obtain the T-complete functions. The collocation method assumes that the residuals vanish at the boundary points. The resulting system of algebraic equations is usually solved by using the least square method.

12

On electrostatics of finite planar system of strips applied in surface acoustic wave interdigital transducers

Tasinkevych V., Danicki E. J.

Journal of Technical Physics

|

2005

|

Vol. 46, no 3

175-193

EN

Planar systems of strips placed on a piezoelectric body are exploited in interdigital transducers for generation, detection and reflection of surface waves. The spatial field distribution in the plane of strips exhibits square-root singularities at the strips edges. In effect, the evaluation of charge spatial spectrum by direct application of the Fourier transformation to the spatial charge distribution never yields satisfactory accuracy. This is due to the strong dependence of the spectrum on the distribution details over the entire system. A new method is proposed here for direct evaluation of the spatial spectrum; the spatial distribution is obtained from it by the inverse Fourier transformation for certain auxiliary purposes and final verification of numerical results. The solution is constructed as a linear combination of the template functions, evaluated in spectral domain and satisfying the electric boundary conditions on the strips. The same functions are applied in the solution of the complementary problem of strips embedded in a preexisting electric field, assumed to be spatially variable (harmonic). In this case the strip total charge is evaluated dependent on the preexisting ("incident") field, as well as the Bloch harmonics of the "scattered" field in a wide spectral domain. Particular attention is dedicated to the numerical problems arising in evaluation of the template functions and the final charge spectrum. The computed examples show typical computational errors and how they were corrected by improving the numerical procedures.