Estudio del comportamiento de una cerámica piezoeléctrica mediante elementos finitos

Abstract

El objetivo de este trabajo es analizar el comportamiento de una cerámica piezoeléctrica mediante su simulación con el método de elementos finitos. En primer lugar, se realizará una medida experimental de una cerámica cuadrada donde se extraerán diferentes parámetros: admitancia eléctrica, impedancia eléctrica y capacitancia. A partir de ahí, se realizarán diferentes comparativas con las distintas simulaciones generadas mediante elementos finitos. Primero, se simulará la cerámica cuadrada para validar el modelo de simulación y a partir de ahí, se introducirán las siguientes modificaciones: Cambio de geometría (simulación cerámica circular y cerámica en forma de anillo circular), cambio de espesor de la cerámica y cambio en el medio de propagación. Por último se modelará un transductor tipo Langevin al completo, mediante la adición de materiales, para observar las diferencias en su comportamiento con respecto al comportamiento individual de la cerámica. The aim of this paper is to analyze the behavior of a piezoelectric ceramic by the simulation with the finite element method. First, there will be an experimental measurement of a square ceramic will be extracted parameters: electrical admittance, electrical impedance and capacitance. From there, there will be different with different comparative generated by finite element simulations. First, square ceramic is simulated to validate the simulation model and from there, with the following modifications: Changing geometry (ceramic circular simulation and ring-shaped circular ceramic), change the thickness of the ceramic and change propagation medium. Finally, we modeled a Langevin type transducer, by adding material to observe differences in behavior with respect to the individual behavior of the ceramic.