三维微机电系统声发射传感器设计及性能分析

作     者：张礼华 夏称阳 郭颖 ZHANG Lihua;XIA Chengyang;GUO Ying

作者机构：江苏科技大学机械学院镇江212003 

出 版 物：《应用声学》 (Journal of Applied Acoustics)

年 卷 期：2020年第39卷第2期

页      面：306-315页

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：3-D传感 微机电系统 声发射 z方向响应传感 x、y方向响应传感 

摘      要：声发射技术作为一种动态无损检测手段,主要实现对材料产生的缺陷进行动态监测及损伤位置的预测。微机电系统声发射传感器在检测材料疲劳裂纹位置和扩展方向上应用广泛,实现其对材料裂纹的3-D动态位移检测,对于无损检测技术的发展具有重要意义。该文提出了一种新型3-D微机电系统声发射传感器,首先对3-D微机电系统声发射传感器进行了结构设计和性能分析,结构方面主要包括z方向响应传感单元和x、y方向响应传感单元设计;其次通过传感器的阻尼、谐振点处灵敏度计算,证明传感器的性能良好;最后采用有限元软件ANSYS对z方向响应传感单元做了模态和谐响应分析,x、y方向响应传感单元做了模态分析和谐响应分析,仿真结果与理论值吻合较好,验证了结构设计的合理性,对实现材料裂纹的三维动态检测具有一定的参考意义。