主題：壓電材料三維動(dòng)態(tài)特性之實(shí)驗(yàn)量測與理論分析之研究
時(shí)間：2016年4月1日(星期五)下午 16:00-17:00
地點(diǎn)：玉泉校區(qū)教12-118
報(bào)告人：黃育熙教授
報(bào)告人簡介
黃育熙，2001、2003、2009于臺灣大學(xué)分別獲得機(jī)械工程學(xué)士、碩士、博士學(xué)位，并于2009年前往美國密歇根大學(xué)機(jī)械系擔(dān)任訪問學(xué)者，2011年至今在臺灣科技大學(xué)機(jī)械工程系擔(dān)任科研助理教授，曾獲得臺灣科技部2015優(yōu)秀年輕研究學(xué)者獎(jiǎng)助、2013臺灣科技大學(xué)年輕研究學(xué)者獎(jiǎng)助、2012航天研討會(huì)最佳論文、2010中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)博士論文獎(jiǎng)第2名。黃博士的研究方向?yàn)椋簤弘娏W(xué)與壓電振動(dòng)，傳感器與致動(dòng)器，積層制造材料之力學(xué)特性探討，實(shí)驗(yàn)力學(xué)，固體力學(xué)等。科研項(xiàng)目主要涵蓋壓電能量擷取系統(tǒng)之開發(fā)、新型壓電微幫浦于固液耦合的振動(dòng)特性研究、電磁鋼片于軋延制程之破壞與板形控制問題，壓電霧化器之振動(dòng)特性量測與分析。
報(bào)告摘要
壓電陶瓷平板是最基本的壓電陶瓷組件，許多應(yīng)用壓電特性設(shè)計(jì)的換能器皆直接貼附或夾持壓電陶瓷平板于組件當(dāng)中，例如：超音波探頭、壓電式麥克風(fēng)、倒車?yán)走_(dá)、超聲波霧化器等等。本研究詳細(xì)探討壓電陶瓷矩形平板的面內(nèi)與面外振動(dòng)特性，利用迭加法以級數(shù)展開的方式進(jìn)行完全自由邊界的面內(nèi)振動(dòng)理論解析，獲得共振頻率及其對應(yīng)之模態(tài)振形與應(yīng)力于二維平板的分布，并利用應(yīng)力和等效于電通量的特性于電極分布形式，獲得提升或抑制振動(dòng)模態(tài)的機(jī)電耦合效率；為驗(yàn)證壓電陶瓷平板于面內(nèi)振動(dòng)理論解析的正確性，亦采用有限元素法進(jìn)行參數(shù)的計(jì)算比較；并使用實(shí)驗(yàn)量測四種電極連接方法對應(yīng)四種不同對稱條件的迭加法所做的理論解析，彌補(bǔ)有限元素法無法區(qū)別電極激振的模態(tài)形式的缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)方法采用可同時(shí)量測共振頻率與振動(dòng)模態(tài)的電子斑點(diǎn)干涉術(shù)，以及可快速取得共振與反共振頻率的阻抗分析。比較理論分析中應(yīng)力和參數(shù)積分特性、有限元素法計(jì)算的電通量總和特性、與阻抗分析實(shí)驗(yàn)得到的機(jī)電耦合系數(shù)，作為判斷不同模態(tài)機(jī)電轉(zhuǎn)換效率與強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。而壓電材料在面內(nèi)共振的高頻振動(dòng)會(huì)急遽累積熱能產(chǎn)生高溫，造成壓電陶瓷平板于振動(dòng)的過程中因脫膠失效或者破裂損壞使系統(tǒng)異常甚至發(fā)生危險(xiǎn)，本研究亦利用紅外線熱像儀研究壓電陶瓷平板于面內(nèi)共振頻率下的全局溫度分布，探討溫度與電通量分布的相關(guān)性。
