Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Evolution of the theory and application of ultrasonic motors

100%

Dąbrowski M.

|

2001

|

tom Z. 208

33-45

EN

The survey paper opens with an outline of the history of the ultrasonic motors. The longitudinal and transverse piezoelectric effect is presented. The Langevine vibrator which uses the longitudinal effect is described. The wedge-type and the ultrasonic-wave motors are presented. Special attention is paid to the basic operating principle of rotating ring motor . Also the simple model for treating flexural waves that propagate on a ring is presented. The theoretical aspects of the motor are discussed: The advantages and application possibilities of ultrasonic motors are presented.

PL

Praca ma charakter przeglądowy i dotyczy nowego rodzaju ultrasonicznych maszyn elektrycznych, nazywanych także piezoelektrycznymi, stosowanych głównie jako silniki w napędach wymagających dużych momentów obrotowych przy małych prędkościach. Podstawowym elementem silnika ultrasonicznego jest piezoelektryczny wzbudnik mechanicznych drgań sprężystych o częstotliwości w przedziale od ok. 20 do ok. 80 kHz. W silniku wykorzystuje się zarówno podłużne jak i poprzeczne zjawisko piezoelektryczne - rys. 1. Początkowo rozwijały się silniki działające na podstawie podłużnego efektu piezoelektrycznego, 23 których stosowano wzbudnik opracowany przez Langevina - rys. 2. Dla zwiększenia amplitudy drgań mechanicznych na końcu wzbudnika stosuje się nasadkę o zwężającej się powierzchni przekroju, spełniającej rolę w stosunku do siły i przesunięcia podobną jak transformator w stosunku do napięcia i prądu - rys. 3. Silnik działający na tej zasadzie oraz jego podstawowe charakterystyki przedstawiono na rys. 4 oraz na rys. 5. Około 1982 r. powstały pierwsze prototypy silników działających na zasadzie poprzecznego efektu piezoelektrycznego. Przymocowane do sprężystej belki wzbudniki wywołują w niej stojącą, a w szczególnych okolicznościach ruchomą falę naprężeń i odkształceń, rys. 6. Szczególnie duże znaczenie mają silniki, w których część nieruchoma, tj. stojan, ma kształt pierścienia. Umieszczając na jego powierzchni zespół wzbudników piezoelektrycznych wzbudzanych dwufazowym napięciem przemiennym, można uzyskać w pierścieniu wirujące pole naprężeń i odkształceń sprężystych - rys. 7. Częstotliwość napięcia zasilającego wzbudniki należy dobrać odpowiednio do częstotliwości drgań własnych obciążonego pierścienia. Układ powinien bowiem pracować w pobliżu rezonansu, wtedy jego sprawność jest największa. Sposób wzbudzania wirujących drgań mechanicznych jest analogiczny do wzniecania wirującego pola magnetycznego w silnikach indukcyjnych, rys. 8. Do stojana jest dociskany wirnik wykonany z odpowiednio dobranego tworzywa sprężystego, na który pod wpływem tarcia przenoszony jest moment obrotowy. Zestaw elementów silnika obrotowego przedstawiono na rys. 9. Silniki ultrasoniczne dzięki swym zaletom: bezszumnej pracy, możliwości wykonania bez wału, samohamowności, bardzo dokładnemu zatrzymywaniu się w wymaganym położeniu, bardzo małej mechanicznej stałej czasowej, a w szczególności dzięki bardzo dużemu momentowi obrotowemu na jednostkę masy znalazły szerokie zastosowanie w napędach specjalnych. W pracy przytoczono zastosowania w napędach robotów, urządzeniach przeznaczonych do pomieszczeń o wymaganym małym poziomie szumów, w aparatach i kamerach fotograficznych a także w wyposażeniu statków kosmicznych. Prace nad tymi silnikami są kontynuowane w wielu ośrodkach, zwłaszcza w Japonii, USA oraz w Niemczech.

2

Charakterystyka energetyczna czujnika piezoelektrycznego

88%

Rosińska S.

|

2010

|

tom z. 96

77-78

EN

In this article will be consider energy conservation law in the piezoelectric sensor. The finite element method scheme designed by Mathematica 5.2.

3

Model szczeliny o ograniczonej elektrycznej przepuszczalności w liniowej piezoelektryczności

75%

Rogowski B.

|

2007

|

tom Z. 4

106-107

PL

Rozpatrzono zagadnienie szczeliny w materiale piezoelektrycznym przy obciążeniu mechanicznym i elektrycznym. Dokładne rozwiązanie, otrzymane w tej pracy, zawiera nieznaną a priori normalną składową elektrycznego przemieszczenia wewnątrz szczeliny. Fizyczne założenia, odnoszące się do ograniczonej elektrycznej przepuszczalności ośrodka wypełniającego szczelinę oraz warunków na brzegu szczeliny, prowadzą do wyznaczenia tego elektrycznego przemieszczenia. Otrzymano analityczne wzory określające naprężeniowe i elektryczne współczynniki intensywności typu I. Zbadano wpływ elektrycznych warunków brzegowych na brzegu szczeliny na parametry mechaniki pękania i przedyskutowano pewne własności rozwiązań. Nieprzepuszczalny i przepuszczalny model szczeliny otrzymuje się jako przypadki graniczne. W pierwszym modelu uproszczonym przemieszczenie elektryczne w szczelinie jest zawsze równe zeru. W drugim modelu otrzymuje się różne wartości elektrycznego przemieszczenia wewnątrz szczeliny, a tym samym współczynnika intensywności elektrycznego przemieszczenia. Zależy to od warunków, jakie przyjmuje się na powierzchni szczeliny dla określenia w ośrodku szczeliny składowej wektora natężenia pola elektrycznego prostopadłej do jej brzegów.

EN

The problem of a crack in a piezoelectric material under electromechanical loading is considered. The exact solution, obtained in this work, includes the unknown a priori normal component of the electric displacement inside the crack. Several different physical assumptions associated with limited electric permeability of the crack are utilized to determine those unknown electric fluxes through the crack boundaries. The analytical formulae for the stress and electric intensity factors are derived. The effects of electric boundary conditions (limited permeability) at the crack surface on the basic parameters of fracture mechanics are analyzed and some features of the solution are discussed. Of course, if the permeability of the medium inside crack tends to zero or is very large the extreme results i.e. impermeable or permeable crack solution are obtained from presented fundamental solutions, respectively.

4

Drgania okołokrytyczne podpory łożyskowanej ślizgowo z panwią dzieloną sterowaną piezoelektrycznie

63%

Przybyłowicz P. M.

|

2002

|

tom z. 60 [197]

507-514

EN

In the paper the problem of stability of a journal bearing system with divided and movable shell controlled by piezoelectric elements is considered. The shell consists of three segments - two fixed and the middle one driven by a piezoelectric actuator. This way the actuator affects the size of the oil gap - one of the most important parameters responsible for the stability threshold of the system. The paper presents the concept and provides one with theoretical fundamentals. Considerations are based on a simplified Reynolds equation. Nonlinear behaviour and its sensitivity to the applied method of stabilisation is examined in the direct neighbourhood of the critical threshold. A bifurcating, near-critical solution is introduced and analysed for this purpose. Results of numerical simulations prove that the method is effective and brings considerable growth of the critical speed. It is found however, that this effect is associated with increase of Floquet's exponent, which physically means that the system can exhibit subcritical bifurcation (hard self-excitation). A compromise is then required in obtaining an optimal control.

5

Zastosowanie ceramiki HTCC w konstrukcjach mikromechanicznych z warstwami grubymi PZT

63%

Dąbrowski A. , Golonka L.

|

2012

|

tom 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.

6

Urządzenie do polaryzacji kabli piezoelektrycznych

63%

Tęsiorowski Ł. , Gniotek K. , Skoneczna M.

|

2010

|

tom Vol. 51, nr 8

167-171

PL

Artykuł opisuje prototypową konstrukcję urządzenia do polaryzacji kabli piezoelektrycznych metodą wyładowania koronowego. Został przedstawiony opis zjawiska piezoelektryczności, przegląd wykorzystania piezoelektryków oraz budowa i działanie zaprojektowanego i wykonanego urządzenia.

EN

Article describes prototype of device for poling of piezoelectric cables using corona discherge method. Phenomena of piezoelectricity, review of piezoelectric elements and construction and functioning of designed device was presented.