金属背衬参数对埋入式压电陶瓷声压特性的影响  被引量:1

Influence of metal backing parameters on acoustic-pressure characteristics of the piezoelectric ceramic embedded in concretes

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作  者:李鹏[1] 陈雨[1] 姜敏[1] 

机构地区:[1]四川大学电子信息学院,成都610065

出  处:《应用力学学报》2017年第3期438-444,共7页Chinese Journal of Applied Mechanics

基  金:国家自然科学基金(61174025);国家自然科学青年基金(50808186);重庆市自然科学基金(CSTC2008BB0155)

摘  要:为提高超声无损检测中埋入混凝土式压电陶瓷的声激励效率,设计开发一种在压电陶瓷一侧背衬薄铜箔的系统。在研究背衬参数(杨氏模量、泊松比、厚度)对其声压特性影响的基础之上,通过改进路径映射方法分析了不同背衬参数激励声能在混凝土中衰减的情况。实验表明:背衬铜箔参数对埋入式压电陶瓷声激励及能量传播规律有直接影响;不同背衬参数的实验数据验证了背衬参数的相互作用关系;能量声压值随映射半径的增加服从乘幂函数衰减特性,且在最佳参数设置下,激励声能至少提高27.94%。本研究为提高背衬式压电陶瓷在超声无损监测中信号分析提供了依据。Targeting at improving the acoustic incentive efficiency of piezoelectric ceramic embedded in concretes in ultrasonic nondestructive monitoring,a system is designed where one side of the piezoelectric ceramic is backed thin copper foil.An improved path mapping method is applied to analyze energy attenuation in the concrete under different backing parameters based on the influence of backing parameters(Young’s modulus,Poisson’s ratio,thickness)on the acoustic-pressure characteristics.The results of experiment indicate that backing copper foil parameters have a direct impact on the acoustic excitation and energy propagation,the experimental results under different combinations of backing parameters verify the interaction of backing parameters,and the energy supersonic pressure values with the increase of mapping radius obey the power attenuation characteristic.Moreover,under the optimal parameter settings,excitation acoustic energy improves 27.94%at least.In engineering practice,it provides a reliable basis for the use of backing piezoelectric ceramics in ultrasonic nondestructive monitoring.

关 键 词:压电陶瓷 薄铜箔 声激励 背衬 路径映射 

分 类 号:O482.41[理学—固体物理]

 

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