Kompozit piezoelektrik transdüserlerin bilgisayar yardımı ile tasarımı
Design optimization of compozite piezoelectric transducers by using finite element modelling
- Tez No: 96988
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AYDIN DOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Seramik Mühendisliği, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Esnek Transdüserler, Tepkileyiciler, Sonlu Elemanlar Analizi, Flextensional Transducer, Actuators, FEA
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
ÖZET Yüksek Lisans Tezi PİEZOELEKTRİK KOMPOZİT TRANSDÜSERLERİN BİLGİSAYAR YARDIMI İLE TAŞARIMI ALİ ERMAN ÜZGÜR Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı Danışman: Yrd. Doç. Dr. Aydın Doğan 2000 Zil tipi transdüserler sağladıkları ortalama deplasman ve oluşan kuvvet ile çok katmanlı ve bimorf tepkileyiciler arasındaki boşluğu doldurmaktadır. Ayrıca kolay üretimleri, istenilen özelliklerin boyut değişimleriyle kolayca elde edilmesi, bu transdüserleri tepkileyici uygulamaları için oldukça çekici kılmaktadır. Bu tezde, malzeme ve boyut değişimlerinin zil tipi transdüserin performansı üzerindeki etkileri deneysel olarak ve bilgisayar ortamında hesaplama metodları kullanılarak araştırılmıştır. Zil tipi transdüserler, değişik metal kapak malzemeleriyle, sürücü eleman olarak kullanılan yumuşak ve sert PZT'lerin farklı kombinasyonları şeklinde üretilmişlerdir. Daha önce yapılan çalışmalarla karşılaştırmak amacıyla transdüser çapı 12.7 mm olarak alınmıştır.Transdüserlerin deplasman ve rezonans karakteristikleri LYDT Sensör ve Empedans Analizör kullanılarak bulunmuştur. Aynı zamanda, benzer deneysel koşullar ANSYS FEA (Sonlu Elemanlar Analizi) programı kullanılarak bilgisayarda simüle edilmiştir. Her iki yöntem karşılaştırıldığında ise birbirleriyle uyumlu oldukları gözlemlenmiştir. Zil tipi transdüserlerde diğer önemli geometrik parametreler ise oyuk çap ve derinliğidir. FEA ve deneysel sonuçların birbirleriyle uyumlu oldukları ispatlandıktan sonra, FEA kullanaraktan boyut etkisi çalışmaları yapılmıştır. Transdüser çapları 3.2 mm, 9.5 mm, 12.7 mm, 15.8 mm, 35 mm olan transdüserlerin, deplasman ve rezonans karakterleri değişik oyuk boyutu ve derinliklerinde araştırılmıştır. Boyut değişimleriyle birlikte, 1 fim-100 [im arasında deplasman değerleri ve 2 |isec-200 usee arasında tepki zamanları elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Master of Science Thesis DESIGN OPTIMIZATION OF COMPOZITE PIEZOELECTRIC TRANSDUCERS BY USING FINITE ELEMENT MODELLING ALİ ERMAN ÜZGÜR Anadolu University Graduate School of Natural and Apllied Sciences Ceramic Engineering Program Supervisor: Asst. Prof. Dr. Aydın Doğan 2000 Cymbal transducers fill in the blankes between multilayer and bimorph actuators due to the average displacement and generative force. Furthermore, the fact that they can be easily produced and desired properties can be easily achieved by adjusting diemensions make these transducers very attractive in actuator applications. In this thesis, the effect of material and the size of the samples on the performance of the cymbal transducer were investigated by using experimental and computational methods. Cymbal transducers were fabricated with different endcap materials with various elastic modules in combination with hard and soft piezoelectric ceramic driving elements. Displacement and resonance characteristics of these transducers were tested by using LVDT sensor and Impedance analyzer. Similar experimental conditions were simulated on computer by using ANSYS FEA program. To be consistent with the former studies, 12.7 mm sample diameter was chosen to analyze the effect of the material. It has been observed that the experimental and FEA results are in good agreement. In the cymbal transducer the cavity diameter and depth plays an important role. After being confident and obtaining consistent results with experimental and FEA analyses, size effect studies were performed on computer by using the FEA method. Displacement and resonance characteristics of 3.2 mm, 9.5 mm 12.7mm, 15.8 mm and 35 mm diameter samples with various cavity size and cavity depth were studied by using FEA method. It is possible to achieve 1 pm to 100 (im displacement values and 2 (isec -200 jisec response speeds by altering the size of the transducer.
Benzer Tezler
- Kompozit zil tipi transdüserde kapak geometrisine dayalı optimizasyon çalışmaları
Design optimization of composite cymbal type piezoelectric transducer based on cap geometry
ZİYA ÖZGÜR YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Seramik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN DOĞAN
- An investigation of piezoelectric vibration energy harvesting efficiency based on stress distribution
Gerilim dağılımı temelli piezoelektrik enerji hasadı veriminin incelenmesi
CEVAT VOLKAN KARADAĞ
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEZİH TOPALOĞLU
- Fiber takviyeli piezoelektrik kompozit malzemelerin elektro-termoelastik analizi
Electro-thermoelastic analysis of fiber reinforced piezoelectric composite materials
SELİM DEMİRTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MELEK USAL
- Piezoelektrik kompozitlerin elektromekanik özelliklerinin analizi
Analysis of electromechanical properties of piezoelectric composites
HASAN AKSÜT
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELALETDİN ERGUN
- Electroactivity of PVDF electrospun fiber mats and ZnO/PVDF composites
Elektrodokuma ile üretilen pvdf filmlerin ve ZnO/PVDF kompozitlerin elektroaktivitesi
ERDEM ÖĞÜT
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MELİH PAPİLA