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压电传感器和压电驱动器一般用于损伤检测、结构探伤等高精密场合,随着人们对于损伤精密定位的要求越来越高,因此对压电传感器器件和压电驱动器件的动态特性也提出了更高的要求。本文正是基于这样的要求,研究了1-3压电复合材料的阻抗频率特性以及其它频率特性。这些研究对于1-3型压电传感器件和压电驱动器件的制备具有指导意义。
1-3型压电复合材料是由压电陶瓷和聚合物复合材料组成的复合材料,其在工程损伤监测方面具有广泛的用途。1-3型压电复合材料不仅具有压电陶瓷的响应速度快、激励功率小、频响范围宽、线性度好等特点,而且采用环氧树脂制成的聚合物基底增强了压电复合材料的柔韧性。压电陶瓷纤维和环氧树脂之间不仅传递应力和应变,而且环氧树脂对压电陶瓷纤维也能起到保护作用,即使压电纤维局部破裂,环氧树脂聚合物基底也能够有效阻止裂纹的进一步扩散。
本文采用ANSYS有限元软件模拟计算出了1-3型压电纤维复合材料在交流电场下的动态特性,得出1-3型压电复合材料的阻抗频率图,并在此基础上研究了不同位置的节点在谐振频率下的位移和应力,同时本文呢还研究1-3型压电复合材料的顶端表面中心点在同一交流电场不同频率下的位移、应力应变情况。此外本文还研究了侧面位移边界条件对1-3型压电复合材料压电纤维和环氧树脂基底应力和应变产生的影响。