Вибір конструктивної схеми. Розробка циліндричного перетворювача, що має форму кільця. Розрахунки еквівалентних електричних і механічних параметрів. Частота перетворювача у робочому середовищі. Активна складова механічного опору. Електрична добротність.
Проте його функції розділяються, якщо до перетворювача висуваються високі вимоги щодо його роботи в якомусь одному з режимів, оскільки висока ефективність приладу в режимі прийому і в режимі випромінювання досягається різними шляхами. ГАП істотно відрізняються від перетворювачів для повітряного середовища: по-перше, ГАП працюють в середовищі з великим хвильовим опором, завдяки чому коливаються з малими зсувами і з великими зусиллями; по-друге, ГАП повинні розвивати значні потужності, унаслідок чого в їх активних (у електромеханічному відношенні) елементах виникають великі як пружні напруження, так і електричні напруги, великі теплові навантаження, що зумовлює підвищені вимоги до механічної і електричної міцності, теплового режиму роботи, ККД.; по-третє, ГАП часто працюють при великому гідростатичному тиску, отже механічна система перетворювача повинна бути захищена від дії цього тиску. Розрахунок пєзоелектричного перетворювача, як одного з видів електромеханічних перетворювачів, має на меті встановити звязок між величинами електричними (напруга на електродах U, струм через перетворювач I) і механічними (прикладена до механічної системи сила F, зсув про або коливальна швидкість v). Перетворювач має силову конструкцію і складається з трьох частин. Перш ніж виконувати розрахунки, візьмемо з літературних джерел необхідні вихідні дані щодо фізико-механічних параметрів матеріалів, з яких, виготовлені елементи конструкції перетворювача: При розрахунках була використана пєзокераміка ЦТС36 (що задовольняє вимогам по температурі), для бандажу була вибрана сталь Ст-10. r, 103 кг/м3 E, 1011 Па k33 d33, 10-12 Кл/Н e33/e0 tg(d)Розрахунок параметрів перетворювача свідчить про те, що конструкція та розміри перетворювача були обрані правильно, оскільки розраховані параметри мають досить невелику похибку відносно заданих. Так, розрахована частота резонансу у воді становить 3,172 КГЦ в той час як задана робоча частота становить 3 КГЦ, а розрахований коефіцієнт вісьової концентрації відрізняється від заданого на 0,2.
Вывод
Розрахунок параметрів перетворювача свідчить про те, що конструкція та розміри перетворювача були обрані правильно, оскільки розраховані параметри мають досить невелику похибку відносно заданих. Так, розрахована частота резонансу у воді становить 3,172 КГЦ в той час як задана робоча частота становить 3 КГЦ, а розрахований коефіцієнт вісьової концентрації відрізняється від заданого на 0,2.
Для підвищення динамічної міцності перетворювача, в його активному елементі попередньо створимо сталі стискаючі напруги, зармувавши його більш міцним, ніж пєзокераміка матеріалом - металом. Це дозволить збільшити діючі динамічні напруження на величину напружень армування. У випадку стрижньового перетворювача трикомпонентної конструкції цього можна досягти за допомогою вісьової стяжки, виготовленої з нержавіючої сталі, що проходить через центральні отвори пєзоелементів, і гайок, які стягують випромінюючу та тильну накладки. Також для укріплення конструкції помістимо її в металевий корпус.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
