赵爱荣 作品数:7 被引量:12 H指数:2 供职机构: 四川大学电子信息学院 更多>> 发文基金: 重庆市自然科学基金 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 理学 电子电信 更多>>
埋入混凝土式压电陶瓷声-压特性的路径映射分析 被引量:2 2016年 将压电陶瓷埋入混凝土结构构成压电埋入式混凝土机敏模块,它是利用压电陶瓷的逆电压效应对混凝土健康状况进行实时在线检测。为了提高接收端检测数据的可靠性,本文采用对压电陶瓷在混凝土中传输声能信号进行路径映射方法研究其传播规律。该方法是基于形函数插值运算的一种后处理技术,能将机敏模块中的位置结果信息映射到模型的任何路径上,通过提取不同路径上的声压能量信息,从而分析压电埋入式中声能的传播规律。实验表明:振源附近声场能量最大,其径向方向能量衰减迅速;能量声压值与映射半径服从乘幂函数衰减特性;对声压值进行不同角度的分析还表明,除径向方向外,声压值与映射角度呈递减特性。 李鹏 陈雨 邓洪敏 赵爱荣 姜敏关键词:压电陶瓷 声压 不同频率对埋入式压电陶瓷辐射声波的影响 2014年 不同频率激励埋入式压电陶瓷,辐射声波的声压、声强和指向性不同.为提高超声无损检测的精度,正确选用激励频率十分重要.通过ANSYS软件对埋入式压电陶瓷进行有限元分析,得到在20~100kHz频率范围内不同振动模态对应的固定频率,使用所得频率对压电陶瓷进行激励,分析不同频率激励压电陶瓷辐射超声波的影响,选定最佳固定频率.结果表明在20~100kHz频率范围内,共有14个振动模态,9个振动模态的振幅达到极值,声压随频率的增大逐渐增强,当频率达到79.666kHz时为最大值,而后逐渐衰减,且在67.301~84.895kHz频段内变化十分迅速. 周基强 陈雨 赵爱荣 刘丽关键词:信号与信息处理 压电传感 埋入式 声压 超声波 基于ANSYS的埋入混凝土中压电陶瓷谐振频率分析 被引量:6 2014年 基于ANSYS研究压电陶瓷(PZT-5H)的振动模态,结合谐响应算法得出压电陶瓷3个不同区域的应变-频率曲线,并将压电陶瓷和混凝土单元耦合,实现了压电埋入式混凝土机敏模块的电-声系统声压云图仿真,得到了不同激励频率下的最大声压和声场分布。结果表明压电陶瓷在20 kHz^100 kHz频段内有4个振幅极大值频率点,随着谐振频率的增加,振幅逐渐增加,而振动分布呈先集中后分散的变化趋势;通过谐响应分析发现压电陶瓷声辐射面不同区域最大应变频率均在80kHz附近;由电-声系统的声场分析发现压电陶瓷的激励频率为79.666 kHz时声压最大、声场分布最优、声指向性集中。 刘丽 陈雨 徐志龙 汪琴 赵爱荣关键词:压电陶瓷 混凝土 谐振频率 基于路径映射的埋入式压电陶瓷辐射声能特性研究 2016年 将压电陶瓷埋入混凝土构成压电埋入式机敏模块能够实现对混凝土结构在线健康监测。为了提高检测的准确性,本文基于路径映射技术对压电陶瓷辐射超声波在混凝土中传输时的声能特性进行研究。研究表明:随着激励频率增大,压电陶瓷辐射声波能量衰减速度减慢,且当激励频率为79 k Hz时,更为适合进行压电埋入式超声无损检测实验。随着超声波传播距离增大,扩散范围越广,声压下降速度和声能衰减速率呈非线性变化。在同一激励频率下,不同路径上的最大声压值和最小声压值分别对应不同的位置:当映射路径的半径小于0.08 m时,最大声压值在厚度方向,最小声压值对应的角度在54到58.5之间;当路径的半径大于0.08 m时,最大声压值对应的角度由于厚度方向与径向方向波的部分重叠而偏离轴向处,而最小声压值对应的角度在45°到61°之间。 姜敏 陈雨 邓洪敏 赵爱荣 李鹏关键词:压电陶瓷 激励频率 超声波 混凝土 埋入式压电陶瓷的尺寸对其电-声特性的影响 被引量:2 2015年 首次通过Ansys软件仿真的方法分析了不同厚度压电陶瓷(半径保持不变)埋入混凝土进行超声检测时压电陶瓷电-声特性的变化规律。研究表明:单层压电陶瓷在厚度h小于1mm时,最大振幅对应的谐振频率变化趋势会出现拐点,不再单调变化;厚度h大于1mm时,压电陶瓷的谐振频率随着厚度的改变呈现相应规律性,在相应谐振频率激励下压电陶瓷辐射超声波中心点的声压值变化规律与谐振频率的规律相反。 赵爱荣 陈雨 刘丽 徐志龙 茹宇关键词:压电陶瓷 尺寸 谐振频率 超声波 埋入式压电陶瓷厚度对激励声能影响的有限元分析 被引量:3 2014年 将压电陶瓷埋入混凝土构成压电埋入式混凝土机敏模块,利用压电陶瓷的逆压电效应实现对混凝土结构的实时健康检测。为保证接收信号质量,采用具有压电陶瓷谐振频率的周期脉冲作为激励。而不同厚度的压电陶瓷具有不同的谐振频率,对于不同厚度的压电陶瓷,激励频率的选择对接收端的超声波信号有较大影响。通过Ansys软件仿真研究压电陶瓷谐振频率随厚度的变化规律,模拟混凝土中压电陶瓷振动辐射的超声波,分析压电陶瓷厚度对辐射超声波的影响。研究表明:压电陶瓷的振幅随厚度的增加逐渐减小;压电陶瓷的厚度小于1 mm时,最大振幅对应的谐振频率变化趋势出现多个拐点;厚度大于1 mm时,谐振频率随着厚度的增加而减小,辐射超声波中心点声压随厚度的增加而增大。 赵爱荣 陈雨 刘丽 徐志龙 汪琴关键词:压电陶瓷 厚度 有限元 谐振频率 基于路径映射的埋入混凝土中PZT声能特性分析 被引量:2 2016年 利用ANSYS中路径映射方法将压电陶瓷辐射超声波的声压值分布映射到对应的路径上;通过改变路径和角度,并提取数据,分析在79k Hz频率下埋入混凝土中的压电陶瓷进行超声无损检测时声场声能量特性的变化规律。研究结果表明:随着压电陶瓷辐射的声场中扩散角逐渐增加,散射区域增大,声压下降,声能衰减均呈非线性变化,且半扩散角为60°时,声能衰减速度相对较慢;随着压电陶瓷辐射声波传播的距离增大,最大声压和最小声压分布也在发生非线性变化,当半径大于0.09m时,最大声压对应的位置偏离主声轴;当路径对应的半径小于0.08m时,最小声压值对应角度变化较小;当路径对应的半径大于0.08m时,角度变化幅度比较大,大体上是在45°~61°范围内变化;等长度地增加路径对应的半径时,超声波的声能并不是等量减小而是开始时衰减最快,然后逐渐减小。 姜敏 陈雨 邓洪敏 李鹏 赵爱荣关键词:压电陶瓷 混凝土 超声波