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研究生:金志元
研究生(外文):JIN,ZHI-YUAN
論文名稱:應用電材料分析偵檢圓形軸之扭轉振動
指導教授:葉孟考葉孟考引用關係
指導教授(外文):YE,MENG-KAO
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1991
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:壓電材料扭轉動態貞檢振動固體力學
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壓電材料為近來相當熱門之非傳統性材料,由於其特殊的機械能-電能互換性質,使
它廣泛地被應用在聲波、壓力轉換、振動產生及溫度偵檢等種種用途上,使其成為用
途極廣的非傳統性材料。在本文中將運用壓電材料偵檢系統之扭轉動態性質, 因而機
器傳動主軸在高速運轉下,一旦有所差錯,會造成嚴重之災害如果壓電材質能檢測系
統動態,當系統發生異況或雜訊時能提前告知,如此便可避免重大損害。
本文分為理論分析及實驗印證兩方面,探討如何運用壓電材料來偵檢分析承受扭矩圓
軸系統的動態行為。在理論方面,運用系統的機械特性與壓電材料的機電相互性(El-
ectro-Mechanical Interaction) ,建立一系統方程式,再利用軸對稱有限單元法,
將其簡化成矩陣型態的運動方程式,來模擬整個系統的受力狀態與動態反應,並推導
壓電材料的感測方程式。最後利用數值方法求取理論上的自然頻率及振動模態。
在實驗方面,首先運用衝擊錐激發系統,觀測由系統所得到之動態響應,來印證理論
上的數值結果,並比較加速規信號與壓電材料電場信號之差異。而後,可使用振動器
(Vibrator)模擬實際外界的刺激,觀察根據壓電材料電場信號所偵檢的系統動態行為
,綜合以上理論與實驗,建立一套應用通則。由於在扭轉動態實驗中會受到些許彎曲
振動的影響,所以在文中同時針對扭轉、彎曲及整體之動態特性,探討它們之間的相
互關係。
經由理論分析與實驗所得之結果,可獲致以下結論。
一、實驗方面
壓電材偵檢方程式建立後,經由理論分析,可事先確認合適的偵檢位置,使偵檢工作
能事半功倍
二、實驗方面
(1) PVDF 薄膜對所偵檢系統的動態性質影響極微。且偵檢到的動態信號可直接輸
入動態分析儀。
(2)比較PVDF薄膜偵檢角度 45° 與0° 時之信號即可確認扭轉動態信號。
(3)感測器置於振幅越大之位置,所偵檢到的振動信號也越強。
(4)當系統的共振頻率接近60hZ時,由於雜訊之干擾,系統動態特性不易觀測。

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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