Nanometrinės skyros cilindrinio pjezokeitiklio dinamikos tyrimas

Abstract

Pjezoelektriniai keitikliai naudojami įvairiuose įrenginiuose, kur reikalingas itin didelis tikslumas, greitaveika ir nanometrų eilės matmenys. Šiame darbe pristatomas nanometrinės skyros cilindrinio pjezokeitiklio, naudojamo palydovo kameros pozicionavimui, tyrimas. Pirmame skyriuje aptartos fizikinės pjezokeraminių medžiagų savybės, pjezokeitiklių konstrukcijos, tvirtinimo sąlygos bei baigtinių elementų metodas. Antrame skyriuje pateikta išsami publikacijų, susijusių su cilindriniais pjezokeitikliais apžvalga. Trečiame skyriuje sprendžiamas cilindrinio pjezokeitiklio matmenų ir elektrodų schemos parinkimo uždavinys. Baigtinių elementų metodas naudojamas sprendžiant cilindrinio pjezokeitiklio savųjų reikšmių ir harmoninės analizės uždavinius. Cilindrinio pjezokeitiklio skaitinis modeliavimas atliktas naudojant ANSYS programinę įrangą.

Piezoelectric actuators are used in various devices where great precision, speed and nanometric scaling are needed. In this paper a nanometric scale piezoelectric actuator used for satellite camera's positioning is presented. In the first chapter physical properties of piezoeletric materials, piezoelectric constructions, support conditions and finite element method are presented. In the second chapter a wide review of literature related to cylindrical piezoelectric actuators is given. In the third chapter a problem of geometrical parameters and electrode schemes selection of cylindrical piezoelectric actuator is investigated. Finite element method is used for determining eigenfrequencies and performing harmonic analysis. Numerical modeling of piezoelectric actuator is carried out using ANSYS software.