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给压电陶瓷片加载预紧力的设计原理
更新时间:09-02 10:05
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     在我们的产品参数表中,如封装压电陶瓷片和压电纳米定位表,通常会列出拉力的参数值,该拉力的大小取决于预加载预紧力的大小,即预压力。众所周知,压电陶瓷片是通过堆叠和共烧单层陶瓷片或堆叠和粘合制成的,对张力非常敏感. 过大的张力将导致陶瓷堆叠连接层的断裂和损坏. 因此,在设计外部机械结构时,应尽可能避免张力的存在. 然而,当压电系统动态运行时,压电陶瓷片的快速伸长相当于压电陶瓷片的张力,并可能导致压电陶瓷片的损坏。然而,适当的预紧力可以有效降低张力造成损坏的风险。

   压电陶瓷片主要用作螺旋桨,机械预载力用于保持陶瓷始终处于压缩状态。预张紧系统主要由动力原理存储,如机械压力、液压或气动弹簧。

   预紧系统设计的基本原理:预紧力不应损失压电陶瓷片的位移,预紧刚度应该非常低,相当于陶瓷刚度的几个百分点。预紧力应该足够高,以加速负载的快速回弹,从而防止陶瓷被拉动。动态操作期间要控制的动态力小于预紧力,动态力可通过以下公式计算。

   注意:机械预紧不仅要考虑正常操作时的力平衡,还要考虑外部振动。

   加载了多少预紧力? 压电陶瓷片的拉伸强度很低,约为5 MPa,因此建议在安装和使用过程中增加一定的预载力. 根据经验,8 - 10 MPa可以补偿高动态张力。在恒力的情况下,不要超过20 MPa。预载通常是致动器载荷的十分之一。预紧力应该足够大,但不要太大. 当压电陶瓷片承受大于几十兆帕的压力时,去极化将开始发生,并且可以通过大电压信号重新极化,但是有效能量将会损失,这将对部件的使用寿命产生不利影响。对于较小高度的压电陶瓷片,侧向力会产生剪切力,而较高高度的压电陶瓷片会产生弯曲力,因此在使用过程中必须尽可能避免这两种力对压电陶瓷片的损坏。


   


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