Analysis of cylindrical piezoelectric actuator used in flow control device

Abstract

A design of cylindrical type piezoelectric actuator used in the flow control systems is proposed and analyzed in the paper. Traveling wave is generated on the top area of the actuator applying harmonic oscillations with different phases. Electrodes of piezoceramic elements are excited by harmonic voltage with phase difference of π/3. Numerical modeling based on finite element method was performed to find resonant frequencies and modal shapes of the actuator and to calculate the trajectories of the upper points movements under different excitation schemes. Results of numerical and experimental studies are discussed.

Šiame straipsnyje pateikiamas ir analizuojamas cilindro formos pjezoelektrinis vykdiklis, kuris naudojamas srautų valdymo įrenginių konstrukcijoje. Nesimetriniai bėgančiosios bangos tipo virpesiai sukuriami vykdiklio viršutinėje dalyje, kai jis žadinamas skirtingų fazių harmoniniais virpesiais. Pjezokeraminio elemento elektrodai žadinami sinusine įtampa, kurios fazių skirtumas π/3. Skaitmeninis modeliavimas, paremtas baigtinių elementų metodu, buvo naudojamas modaliniams dažniams bei harmonikoms analizuoti ir žiedo judėjimo trajektorijai apskaičiuoti. Skaitmeninio modeliavimo ir eksperimentinių tyrimų rezultatai pateikti publikacijoje.