Моделирование напряженно-деформированного состояния ультразвукового пьезопреобразователя в импедансном методе тестирования материалов | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2024. № 92. DOI: 10.17223/19988621/92/5

Моделирование напряженно-деформированного состояния ультразвукового пьезопреобразователя в импедансном методе тестирования материалов

Работа посвящена моделированию напряженно-деформированного состояния элементов ультразвукового пьезопреобразователя при тестировании материалов. Рассматривается вопрос минимального веса пригруза ультразвукового пьезопреобразователя, не повреждающего поверхность тестируемого материала, с одной стороны, и его достаточность для обеспечения полного контакта индентора с поверхностью тела при гармоническом колебательном процессе - с другой. Для численного моделирования колебательного процесса предложена одномерная конечно-элементная модель системы «ультразвуковой пьезопреобразователь-образец». Получен частотный набор резонансов в рассматриваемом диапазоне частот 15-30 кГц, который соответствует экспериментальным данным с расхождением не более 7%.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 8

Ключевые слова

резонансы, колебательная система, напряженное состояние, математическая постановка, ультразвуковой пьезопреобразователь, импедансный метод

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Азин Антон Владимирович	Томский государственный университет	кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник НИИ ПММ	antonazin@niipmm.tsu.ru
Васильев Александр Викторович	Томский государственный университет	аспирант	alphatomsk@yandex.ru
Пономарев Сергей Васильевич	Томский государственный университет	доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, заведующий отделом НИИ ПММ	psv@niipmm.tsu.ru
Рикконен Сергей Владимирович	Томский государственный университет	кандидат технических наук, инженер-исследователь НИИ ПММ	s.rikkonen@yandex.ru

Всего: 4

Ссылки

Васидзу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности. М.: Мир, 1987.

Щербаков И.В., Люкшин Б.А. Моделирование поведения отклика ортотропной пластины при воздействии динамической нагрузки // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2019. № 61. С. 111-118.

Ошмарин Д.А. Моделирование демпфирования колебаний SMART-систем с элементами из пьезоэлектрических материалов и электрическими элементами: дис.. канд. физ.-мат. наук. Пермь, 2022.

Азин А.В., Богданов Е.П., Васильев А.В., Пономарев С.А., Пономарев С.В., Рикконен С.В. Настройка резонансных режимов работы ультразвукового излучателя при одностороннем доступе к объекту // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334, № 10. С. 199-209.

Чебаненко В.А. Исследование колебаний пьезоэлектрических структур в составе устройств накопления энергии: дис.. канд. физ.-мат. наук. Ростов н/Д, 2018.

Азин А.В., Кузнецов С.А., Пономарев С.А., Пономарев С.В., Рикконен С.В. Моделирова ние контактного взаимодействия элементов пьезоэлектрического двигателя // Космические аппараты и технологии. 2019. Т. 3, № 4. С. 164-170.

Кузнецов С.А. Напряженно-деформированное состояние активных вантовых элементов с пьезоприводами системы регулирования формы отражающей поверхности космических рефлекторов: дис.. канд. физ.-мат. наук. Томск, 2020.

Наседкин А.В. Моделирование пьезоэлектрических преобразователей в ANSYS. Ростов н/Д: Изд-во Юж. фед. ун-та, 2015.

Храмцов А.М. Напряженно-деформированное состояние взаимодействующих элементов пьезоактюатора: дис.. канд. физ.-мат. наук. Томск, 2017.

Панич А.Е. Пьезокерамические актюаторы. Ростов н/Д: Изд-во Юж. фед. ун-та, 2008.

Rathod V.T. A Review of Acoustic Impedance Matching Techniques for Piezoelectric Sensors and Transducers // Sensors. 2020. Vol. 20 (14). Art. 4051.

Лавриненков А.Д. Расчет амплитудно-частотных характеристик ультразвуковых преоб разователей продольных и продольно-крутильных колебаний с помощью пакета ABAQUS // Компьютерные исследования и моделирование. 2014. Т. 6. C. 955-966.

Мурашов В.В. Применение вариантов акустического импедансного метода для контроля деталей из ПКМ и многослойных клееных конструкций // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 469-482.