Підхід до розрахунку гармонічних коливань електропружних циліндрів

Oleksander Ihorovych Bezverkhyi; Liudmyla Oleksandrivna Hryhorieva

doi:10.20535/2523-4455.2018.23.1.64279

Т. 23 · № 1 · 2018 лют 28, 2018 Акустичні прилади та системи

Підхід до розрахунку гармонічних коливань електропружних циліндрів

Oleksander Ihorovych Bezverkhyi Відповідальний Національний транспортний університет; Національний транспортний університет Україна

Liudmyla Oleksandrivna Hryhorieva Інститут механіки ім. С.П.Тимошенка НАН України Україна

Сторінки37-43 Опублікованолют 28, 2018

PDF

ТОМ 23 · № 1 · 2018 Переглянути випуск

Анотація

В роботі запропоновано новий підхід до редукції рівнянь гармонічних електропружних осесиметричних коливань в циліндричних координатах, до системи звичайних диференціальних рівнянь першого порядку на основі гамільтонового формалізму по радіальній координаті і різницевих апроксимацій по поздовжній координаті та зроблено чисельну реалізацію. Розвинуто чисельний метод інтегрування отриманої крайової задачі методом дискретної ортогоналізації. Проведено тестування отриманих результатів та порівняння з результатами, одержаними іншими авторами та іншими методами. Проведено дослідження гармонічних двовимірних коливань п’єзокерамічних поляризованих по товщині циліндрів при електричному навантаженні. Встановлено залежність характеру коливань від частоти для циліндрів різної довжини, визначено резонансні частоти. Досліджено динамічні характеристики електромеханічного стану циліндра при вимушених коливаннях з частотою, близькою до першої власної частоти. Проаналізовано зміну власних частот зі зростанням довжини циліндра, встановлено кількість та значення резонансних частот на певному частотному інтервалі. Бібл. 12, рис. 2.

Ключові слова

#п'єзокерамічний циліндр #гармонічні електричні навантаження #гамільтонова система #крайова задача електропружності #вимушені коливання #власні частоти #резонанс

Посилання

A. M. Bolkisev and N. A. Shulga, “Vyinuzhdennyie kolebaniya pezokeramicheskogo pologo tsilindra (radialnaya polyarizatsiya) [Forced Vibrations of Piezoceramic Hollow Cylinders (radial polarization)],” Pricladnaya Mech. , vol. 21, no. 5, pp. 118–121, 1985.
N. A. Shul’ga and A. M. Bolkisev, Kolebaniya pezoelektricheskikh tel [Vibrations of piezoelectric bodies] . Kyiv: Naukova dumka, 1990.
N. A. Shulga and L. V. Borisenko, “Vibrations of an Axially Polarized Cylinder during Electrical Loading,” Int. Appl. Mech. , vol. 25, no. 11, pp. 1070–1075, 1989, DOI: 10.1007/BF00888988 .
Y. N. Grigorenko, T. I. Efimova, and I. A. Loza, “Free Vibrations of Axially Polarized Piezoceramic Hollow Cylinders of finite Length,” Int. Appl. Mech. , vol. 46, no. 6, pp. 625–634, 2010, DOI: 10.1007/s10778-010-0350-0 .
R. Bansevičius, R. Rimašauskienė, D. Mažeika, and G. Kulvietis, “Analysis of cylindrical piezoelectric actuator used in flow control device,” Mechanika , vol. 17, no. 4, pp. 395–399, 2011, DOI: 10.5755/j01.mech.17.4.568 .
O. V. Korzhyk, O. M. Petrishchev, and N. V. Bogdanova, “Priem zvuka sfericheskim elektrouprugim preobrazovatelem s razreznyimi elektrodami (chast 3) [The trunsducing of sound wave by electroelastics piezo- receiver with dissected electrical electrodes (part 3)],” Electron. Commun. , vol. 20, no. 2 (85), pp. 66–70, 2015, DOI: 10.20535/2312-1807.2015.20.2.47741 .
O. H. Leiko, Z. T. Husak, I. V. Kandrachuk, and M. A. Melnichenko, “Radiation field angled horn antenna with a piezoceramic transducer with radial polarization,” Electron. Commun. , vol. 20, no. 2, pp. 71–78, 2015, DOI: 10.20535/2312-1807.2015.20.2.47742 .
R. V. N. Melnik and K. N. Melnik, “Modelling dynamics of piezoelectric solids in the two-dimensional case,” Appl. Math. Model. , vol. 24, no. 3, pp. 147–163, 2000, DOI: 10.1016/S0307-904X(99)00032-3 .
S. Vidoli and R. C. Batra, “Coupled extensional and torsional deformations of a piezoelectric cylinder,” Smart Mater. Struct. , vol. 10, no. 2, pp. 300–304, 2001, DOI: 10.1088/0964-1726/10/2/315 .
V. M. Shul’ga, “Nonaxisymmetric Electroelastic Vibrations of a Hollow Cylinder with Radial Axis of Physicomechanical Symmetry,” Int. Appl. Mech. , vol. 41, no. 7, pp. 766–769, 2005, DOI: 10.1007/s10778-005-0143-z .
N. A. Shul’ga and L. O. Grigor’eva, “Comparative analysis of the electroelastic thickness vibrations of layers with curved boundaries,” Int. Appl. Mech. , vol. 47, no. 2, pp. 177–185, 2011, DOI: 10.1007/s10778-011-0451-4 .
О. І. Bezverkhyi and L. O. Grigor’eva, “Metod issledovaniya osesimmetrichnyih kolebaniy pezokeramicheskih tel [Research method of axially symmetric oscillations of piezoceramic bodies],” Probl. Comput. Mech. strength Struct. , vol. 24, pp. 5–17, 2015, URL: https://pommk.dp.ua/index.php/journal/article/view/290 .

Наступна у випуску Фізичні поля циліндричних гідроакустичних антен з екраном і циліндричними п’єзокерамічними випромінювачами з радіальною поляризацією

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Практичний метод оцінювання безпечних звуків для осіб із ПТСР

Анастасія Володимирівна Паренюк, PhD Дмитро Володимирович Паренюк, PhD, дослідник Катерина Л. Руденька

Мета. Дослідження має на меті вивчити зручність використання та ефективність методу оцінювання безпеки акустичного середовища щодо потенційно небезпечних стимулів для…

#ПТСР #акустика навколишнього середовища #MFCC #спектральна густина потужності

с. 359648.1-359648.12

10.20535/2523-4455.mea.359648

Експериментальне дослідження частотних характеристик MEMS-мікрофонів для моніторингу залізничного шуму

Віталій Р. Прус, канд. техн. наук, доц. Олексій Вікторович Богданов

Анотація – У статті представлені результати експериментального дослідження акустичних характеристик модульних MEMS-мікрофонів INMP441 та SPH0645 з метою їх застосування…

#акустичний моніторинг #MEMS-мікрофон #амплітудно-частотна характеристика #діаграма спрямованості

с. 359669.1-359669.6

10.20535/2523-4455.mea.359669

Двостороння система попередження учасників дорожнього руху на базі мікроконтролера ESP32

Ірина Брика, Наталія Юріївна Філіпова

У цій роботі розглядається завдання підвищення безпеки дорожнього руху шляхом розробки двонаправленої системи попередження учасників дорожнього руху. Запропонована…

#безпека дорожнього руху #двостороннє оповіщення #сенсорне злиття #імітаційне моделювання

с. 354779.1-354779.10

10.20535/2523-4455.mea.354779

Схожі статті

Oleksandr Ivanovych Drozdenko, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Випромінювання максимальної акустичної потужності системами гідроакустичних циліндричних п'єзокерамічних перетворювачів з окружною поляризацією , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)
Yaroslav Ivanovych Starovoit, Serhii Viktorovych Kurdiuk, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Фізичні поля циліндричних гідроакустичних антен з екраном і циліндричними п’єзокерамічними випромінювачами з радіальною поляризацією , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Oleksandr Ihorovych Bezvеrhyi, Ludmіla Oleksandrivna Grigoryeva, Електромеханічна чутливість круглих та кільцевих п'єзоелектричних тонких пластин при механічному збуренні , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 5 (2017)
Yaroslav Ivanovych Starovoit, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Механічні поля циліндричного п’єзокерамічного випромінювача силової конструкції в присутності акустичного екрана , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 6 (2017)
Іван Андрійович Вакуленко, канд. техн. наук, доц. Дмитро Анатолійович Миколаєць, канд. техн. наук, доц. Катерина Сергіївна Клен, Імітаційне моделювання фільтро-компенсаційного перетворювача для трифазної трипровідної мережі , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)
Igor Yevheniiovych Korotyeyev, Аналіз процесу перетворювача, що встановився зі змінним навантаженням , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 2 (2019)
Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Olexander Vasylovych Borisov, Лабораторний тестер сонячних елементів з динамічною реконфігурацією вимірювальної схеми , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Myhailo Yuhymovych Artemenko, Larysa Mykolaivna Batrak, Serhii Yosyfovych Polishchuk, Повна потужність та коефіцієнт корисної дії трифазної чотирипровідної системи живлення , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 3 (2018)
Ірина Брика, Наталія Юріївна Філіпова, Двостороння система попередження учасників дорожнього руху на базі мікроконтролера ESP32 , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)
Igor Yevheniiovych Korotyeyev, Marius Klytta, Аналіз процесу в просторі двох змінних , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)

1-10 з 227 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] A. M. Bolkisev and N. A. Shulga, “Vyinuzhdennyie kolebaniya pezokeramicheskogo pologo tsilindra (radialnaya polyarizatsiya) [Forced Vibrations of Piezoceramic Hollow Cylinders (radial polarization)],” Pricladnaya Mech. , vol. 21, no. 5, pp. 118–121, 1985.

[2] N. A. Shul’ga and A. M. Bolkisev, Kolebaniya pezoelektricheskikh tel [Vibrations of piezoelectric bodies] . Kyiv: Naukova dumka, 1990.

[3] N. A. Shulga and L. V. Borisenko, “Vibrations of an Axially Polarized Cylinder during Electrical Loading,” Int. Appl. Mech. , vol. 25, no. 11, pp. 1070–1075, 1989, DOI: 10.1007/BF00888988 .

[4] Y. N. Grigorenko, T. I. Efimova, and I. A. Loza, “Free Vibrations of Axially Polarized Piezoceramic Hollow Cylinders of finite Length,” Int. Appl. Mech. , vol. 46, no. 6, pp. 625–634, 2010, DOI: 10.1007/s10778-010-0350-0 .

[5] R. Bansevičius, R. Rimašauskienė, D. Mažeika, and G. Kulvietis, “Analysis of cylindrical piezoelectric actuator used in flow control device,” Mechanika , vol. 17, no. 4, pp. 395–399, 2011, DOI: 10.5755/j01.mech.17.4.568 .

[6] O. V. Korzhyk, O. M. Petrishchev, and N. V. Bogdanova, “Priem zvuka sfericheskim elektrouprugim preobrazovatelem s razreznyimi elektrodami (chast 3) [The trunsducing of sound wave by electroelastics piezo- receiver with dissected electrical electrodes (part 3)],” Electron. Commun. , vol. 20, no. 2 (85), pp. 66–70, 2015, DOI: 10.20535/2312-1807.2015.20.2.47741 .

[7] O. H. Leiko, Z. T. Husak, I. V. Kandrachuk, and M. A. Melnichenko, “Radiation field angled horn antenna with a piezoceramic transducer with radial polarization,” Electron. Commun. , vol. 20, no. 2, pp. 71–78, 2015, DOI: 10.20535/2312-1807.2015.20.2.47742 .

[8] R. V. N. Melnik and K. N. Melnik, “Modelling dynamics of piezoelectric solids in the two-dimensional case,” Appl. Math. Model. , vol. 24, no. 3, pp. 147–163, 2000, DOI: 10.1016/S0307-904X(99)00032-3 .

[9] S. Vidoli and R. C. Batra, “Coupled extensional and torsional deformations of a piezoelectric cylinder,” Smart Mater. Struct. , vol. 10, no. 2, pp. 300–304, 2001, DOI: 10.1088/0964-1726/10/2/315 .

[10] V. M. Shul’ga, “Nonaxisymmetric Electroelastic Vibrations of a Hollow Cylinder with Radial Axis of Physicomechanical Symmetry,” Int. Appl. Mech. , vol. 41, no. 7, pp. 766–769, 2005, DOI: 10.1007/s10778-005-0143-z .

[11] N. A. Shul’ga and L. O. Grigor’eva, “Comparative analysis of the electroelastic thickness vibrations of layers with curved boundaries,” Int. Appl. Mech. , vol. 47, no. 2, pp. 177–185, 2011, DOI: 10.1007/s10778-011-0451-4 .

[12] О. І. Bezverkhyi and L. O. Grigor’eva, “Metod issledovaniya osesimmetrichnyih kolebaniy pezokeramicheskih tel [Research method of axially symmetric oscillations of piezoceramic bodies],” Probl. Comput. Mech. strength Struct. , vol. 24, pp. 5–17, 2015, URL: https://pommk.dp.ua/index.php/journal/article/view/290 .