作者：陈飞, 傅波

作者单位：四川大学制造科学与工程学院, 四川成都 610065

关键词：压电换能器; 发热; 热仿真; 有限元; 温度场

摘要：

压电换能器在工作过程中的发热,不仅会引起换能器的性能下降,而且还可能导致换能器失效。基于传热学的基本理论,应用ANSYS有限元分析软件,建立了压电换能器的热分析模型。采用有限差分的数值求解方法,对换能器的整体温度场进行了求解,分析了前后质量块采用不同材料的Langevin换能器的温度场分布规律,为大功率压电换能器的散热和性能优化方法的研究提供了基础。

Thermal simulation analysis of piezoelectric transducer

CHEN Fei, FU Bo

College of Manufacturing Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China

Abstract: The heating of piezoelectric transducer not only lowers the efficiency of these devices, but may also lead to their failure.Based on the heat transfer equation, the FEM thermal analysis model of piezoelectric transducer was established by means of ANSYS.The temperature field distribution of Langevin transducers with various material types was analyzed.The work provides a foundation for the thermal analysis and optimization of large power piezoelectric transducers.

Keywords: Piezoelectric transducer; Heat; Thermal simulation; Finite element; Temperature field

2009, 35(4): 104-106,110  收稿日期: 2008-12-26;收到修改稿日期: 2009-3-11

基金项目: 

作者简介: 陈飞(1983-),男,四川成都市人,硕士研究生,专业方向为超声振动技术及应用。

参考文献

[1] Fu B,Hemsel T,Wallaschek J. Piezoelectric transducer design via multiobjective optimization[J]. Ultrasonics,2006,44(1):747-752.
[2] 黄振伟,傅 波,穆 飞.夹心式压电超声换能器串并联传输矩阵设计法[J].应用声学,2008,27(5):395-400.
[3] 林书玉.夹心式功率超声压电陶瓷换能器的工程设计[J]. 声学技术,2006,25(2):160-164.
[4] 原丰霞,张慧君,朱国良.基于ANSYS的超声变幅杆的优化设计[J].机械工程师,2004,30(11):90-94.
[5] 林书玉.夹心式压电陶瓷功率超声换能器的优化设计[J]. 压电与声光,2003,25(3):112-116.
[6] 张国智,胡仁喜,陈继刚.ANSYS10.0热力学有限元分析[M].北京:机械工业出版社,2007:199-202.
[7] 刘国庆.传热学[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1997(2):95-156.
[8] 张云电.夹心式压电换能器及其应用[M].北京:科学出版社,2006:155-225.