Modelagem vibracional de transdutores de ultra-som piezoelétricos pelo método de elementos finitos.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Emilio Carlos Nelli
Data de Publicação: 1993
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-11072017-091843/
Resumo: Apresentam-se as bases teóricas do Método de Elementos Finitos (MEF) piezoelétrico, e a sua aplicação na modelagem de transdutores de ultra-som piezoelétricos, que consiste na determinação das características vibracionais (frequências de ressonância e anti-ressonância, modos de vibrar e coeficiente de acoplamento eletromecânico), obtenção da curva de admitancia, análise transiente da estrutura piezoelétrica sujeita a uma excitação pulsada e análise da influência da variação das constantes piezoelétricas do transdutor com o raio. Utilizando-se o MEF aplicado a acústica obteve-se o campo acústico gerado pelo transdutor operando em onda contínua, bem como iniciou-se o estudo da propagação de ondas num líquido, analisando-se as ondas geradas pela excitação pulsada de um pistão plano em contato com o fluido. Os modos de vibrar e os valores de frequências de ressonância obtidos para um transdutor, foram comparados com os resultados experimentais.
id USP_87605be453b7b352f801ba9028220e33
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-11072017-091843
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Modelagem vibracional de transdutores de ultra-som piezoelétricos pelo método de elementos finitos.Vibrational modeling of piezoelectric ultrasonic transducers by the finite element method.AcousticAcústicaFinite Element MethodFluid-structure interactionIntereção fluido-estruturaMétodo dos Elementos FinitosPiezoelectric transducersTransdutores piezoelétricosUltrasoundUltrassomApresentam-se as bases teóricas do Método de Elementos Finitos (MEF) piezoelétrico, e a sua aplicação na modelagem de transdutores de ultra-som piezoelétricos, que consiste na determinação das características vibracionais (frequências de ressonância e anti-ressonância, modos de vibrar e coeficiente de acoplamento eletromecânico), obtenção da curva de admitancia, análise transiente da estrutura piezoelétrica sujeita a uma excitação pulsada e análise da influência da variação das constantes piezoelétricas do transdutor com o raio. Utilizando-se o MEF aplicado a acústica obteve-se o campo acústico gerado pelo transdutor operando em onda contínua, bem como iniciou-se o estudo da propagação de ondas num líquido, analisando-se as ondas geradas pela excitação pulsada de um pistão plano em contato com o fluido. Os modos de vibrar e os valores de frequências de ressonância obtidos para um transdutor, foram comparados com os resultados experimentais.The theoretical basis of piezoelectric finite element method (FEM), and its application in piezoelectric ultrasonic transducer modelling is presented. Among these applications we have the calculation of resonance and antiresonance frequencies, vibration modes, piezoelectric coupling coefficient, admittance curve and transient analysis of piezoelectric structure excited by a short pulse. By means of piezoelectric FEM the influence of variation of piezoelectric constant with radius is analysed. It is discussed three kind of functions (linear, cosinoidal and Gaussian). This technique is called apodization. The acoustic filed generated by the transducer operating in continuous wave (CW) was calculated by using FEM applied to acoustic, considering the fluid-structure coupling. The study of wave propagation in liquids is started by using FEM, analyzing the waves generated by a plane piston in contact with the fluid, excited by a short pulse. For each case discussed above, all boundary conditions and hypothesis assumed in the construction of finite element models are discussed. Although the models considered are circular transducers, the concepts acquired can be expanded to other geometries. The vibrational modes were visualized by means of a laser interferometry technique (ESPI), and the admittance curves were measured by using an impedometer. These results were compared with the FEM results, and the models precision was discussed.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMiyagi, Paulo EigiSilva, Emilio Carlos Nelli1993-06-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-11072017-091843/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2018-07-17T16:38:18Zoai:teses.usp.br:tde-11072017-091843Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212018-07-17T16:38:18Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelagem vibracional de transdutores de ultra-som piezoelétricos pelo método de elementos finitos.
Vibrational modeling of piezoelectric ultrasonic transducers by the finite element method.
title Modelagem vibracional de transdutores de ultra-som piezoelétricos pelo método de elementos finitos.
spellingShingle Modelagem vibracional de transdutores de ultra-som piezoelétricos pelo método de elementos finitos.
Silva, Emilio Carlos Nelli
Acoustic
Acústica
Finite Element Method
Fluid-structure interaction
Intereção fluido-estrutura
Método dos Elementos Finitos
Piezoelectric transducers
Transdutores piezoelétricos
Ultrasound
Ultrassom
title_short Modelagem vibracional de transdutores de ultra-som piezoelétricos pelo método de elementos finitos.
title_full Modelagem vibracional de transdutores de ultra-som piezoelétricos pelo método de elementos finitos.
title_fullStr Modelagem vibracional de transdutores de ultra-som piezoelétricos pelo método de elementos finitos.
title_full_unstemmed Modelagem vibracional de transdutores de ultra-som piezoelétricos pelo método de elementos finitos.
title_sort Modelagem vibracional de transdutores de ultra-som piezoelétricos pelo método de elementos finitos.
author Silva, Emilio Carlos Nelli
author_facet Silva, Emilio Carlos Nelli
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Miyagi, Paulo Eigi
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Emilio Carlos Nelli
dc.subject.por.fl_str_mv Acoustic
Acústica
Finite Element Method
Fluid-structure interaction
Intereção fluido-estrutura
Método dos Elementos Finitos
Piezoelectric transducers
Transdutores piezoelétricos
Ultrasound
Ultrassom
topic Acoustic
Acústica
Finite Element Method
Fluid-structure interaction
Intereção fluido-estrutura
Método dos Elementos Finitos
Piezoelectric transducers
Transdutores piezoelétricos
Ultrasound
Ultrassom
description Apresentam-se as bases teóricas do Método de Elementos Finitos (MEF) piezoelétrico, e a sua aplicação na modelagem de transdutores de ultra-som piezoelétricos, que consiste na determinação das características vibracionais (frequências de ressonância e anti-ressonância, modos de vibrar e coeficiente de acoplamento eletromecânico), obtenção da curva de admitancia, análise transiente da estrutura piezoelétrica sujeita a uma excitação pulsada e análise da influência da variação das constantes piezoelétricas do transdutor com o raio. Utilizando-se o MEF aplicado a acústica obteve-se o campo acústico gerado pelo transdutor operando em onda contínua, bem como iniciou-se o estudo da propagação de ondas num líquido, analisando-se as ondas geradas pela excitação pulsada de um pistão plano em contato com o fluido. Os modos de vibrar e os valores de frequências de ressonância obtidos para um transdutor, foram comparados com os resultados experimentais.
publishDate 1993
dc.date.none.fl_str_mv 1993-06-24
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-11072017-091843/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-11072017-091843/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815256868007706624

Registros relacionados