Pizoceramic Sensor for Monitoring of Structural Vibration

The pellet of lead zirconate titanate (PZT) ceramics have been synthesised by ceramic powder processing. Sintering was accomplished at normal pressure and thermal annealing at a temperature of 1100-1250 o C for 3 hours in a traditional furnace. The crystallographic structure and grains size of the formed materials was examined by X-ray diffraction technique (XRD). The nature of grained structure of PZT materials was examined by the means of Scanning Electron Microscopy (SEM). Metal electrodes were deposited on both substrate sides by thermal evaporation for dielectric and piezoelectric sensor characterisations. Resistivity (), electrical voltage generation and different dielectric constants such as relative dielectric constant ( T r) , dielectric loss tangent (tan) and piezoelectric coefficient such as piezoelectric longitudinal charge coefficient (d33), voltage coefficient (g33) and piezoelectric coupling coefficient (Kt) was investigated. Finally, the main factors which affect the quality of sensor were discussed.

Http Www Theses Fr, 2000

Amamère, qui malheureusement n'a pu partager ça avec moi A ma femme, qui est sans doute la raison de mes succès Résumé Cette thèse présente une analyse numérique de l'amortissement des vibrations structurales obtenu par des traitements passifs, actifs et hybrides actifs-passifs. Pour cela, un modèleéléments finis de poutre sandwich dont les couches peuventêtreélastiques, piézoélectriques ou viscoélastiques est présenté. Il est validéà travers des comparaisons avec les résultats analytiques, expérimentaux et numériques trouvés dans la littérature, puis,étendu au cas de peaux stratifiées. Ensuite, la représentation de la dépendance en fréquence des propriétés des matériaux viscoélastiques estétudiée en utilisant les modèles Anelastic Displacement Fields (ADF), Golla-Hughes-McTavish (GHM) et Modal Strain Energy (MSE) itératif. Une réduction modaleà base complexe est proposée et validéeà travers des comparaisons avec les résultats trouvés dans la littérature. Un algorithme itératif est proposé pour trouver le contrôle optimal du type Linear Quadratic Regulator (LQR) respectant le champélectrique maximum applicable aux pastilles piézoélectriques. La comparaison entre les performances d'amortissement des mécanismes d'action piézoélectrique par extension et par cisaillement montre que les derniers sont plus efficaces pour de petites amplitudes et fréquencesélevées et pour des structures sandwichà peaux rigides et coeur souple. Trois traitements amortissants hybrides, obtenus en modifiant l'emplacement relatif des couches viscoélastique et piézoélectrique, ontétéa n a l y ś es et comparés. Il est montré que les traitements par revêtement contraint actif (RCA), consistantà remplacer la couche externeélastique par un actionneur piézoélectrique, ne sont efficaces que pour des couches viscoélastiques très minces. Tandis que les traitements par revêtement contraint passif (RCP) associéà un actionneur piézoélectrique collé sur la surface opposée de la structure (RCP/CA) ou entre la couche viscoélastique et la structure (RCPA/CA) sont, généralement, plus efficaces. Cependant, les trois traitements fournissent des systèmes de contrôle efficaces et robustes. L'étude du contrôle de vibrations d'une poutre sandwichàcoeurviscoélastique,à l'aide de deux pastilles collées symétriquement sur ses surfaces supérieure et inférieure, en utilisant trois contrôleurs de types LQR, dérivatif et Linear Quadratic Gaussian (LQG) est réalisée. Il est montré que les contrôleurs optimaux LQR et LQG sont plus efficaces que le dérivatif, puisqu'ils sont moins dépendants de la co-localisation des actionneurs et capteurs. Finalement, l'influence de la température d'opération sur la performance de l'amortissement par traitement du type RCA est analysée ; les résultats montrent qu'il est possible d'aboutirà des performances uniformes dans un intervalle de températures.

DSpace (Centre National De La Recherche Scientifique), 2009

paramètres modaux est examiné à partir d'une modélisation éléments finis d'un treillis comportant une fissure. Le contrôle actif de la structure fissurée est ensuite réalisé par l'application d'un algorithme de contrôle Linéaire Quadratique et de composants de contrôles positionnés de façon optimale sur les modes les plus sensibles à la fissure à l'aide du critère de Hac et Liu.

2010

Dans le domaine industriel, on est souvent amene a mesurer la vibration des objets. Pour cela, on utilise un capteur. Celui-ci doit pouvoir fournir des donnees objectives quelles que soient les eventuelles perturbations exterieures. Le capteur doit donc posseder un certain nombre de proprietes : la fidelite, la stabilite, la dynamique de mesure ou encore une faible diaphonie. Des methodes de fabrication aux pratiques de montage en passant par les descriptions des types de capteurs et leurs caracteristiques, cet article propose un tour d'horizon complet de ces technologies. Un eclairage particulier sera egalement fourni concernant les principes generaux des capteurs de vibration.

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2019

L'analyse vibratoire, en vue d'une maintenance préventive, s'avère un outil pertinent, utilisé depuis quelques décennies pour connaître ‘’l’état de santé’’ d’une structure ou d’un équipement industriel. Son emploi vise à servir trois niveaux d'analyse, à savoir :la surveillance, le diagnostic et le suivi de l'état d'endommagement.Nous présentons dans cet article les outils et méthodes basés sur des données vibratoires,pour la détection et la localisation des défauts dans des structures poutres, à l’exemple des méthodes MAC, le COMAC et le LCRF. L’élément finia été utilisé à des fins de diagnostic des poutres. Les différentes structures considérées peuvent encourir des endommagements qui seront modélisés par une perte de rigidité de l’élément censé représenterun défaut de la structure. L’étude de la position de l’endommagement par rapport aux conditions aux limites a également été entreprise. Enfin, une étude comparative des trois méthodes par rapport à la pré...

Matériaux et techniques, 2011

-L'article porte sur l'analyse du comportement en vibration transversale des plaques composites stratifiées à plis unidirectionnels. Une méthode numérique par éléments finis, basée sur la théorie des stratifiés avec cisaillement transverse, est développée et mise en oeuvre pour les simulations des fréquences propres de ces structures. L'élément fini utilisé est de forme quadrilatérale à 4 noeuds et 5 ddl/noeud. Le modèle numérique est d'abord comparé avec des modèles plus classiques (approchés), la théorie classique des stratifiés et une théorie du premier ordre (FSDT). À travers un certain nombre de simulations numériques, une étude paramétrique est effectuée dans le but de montrer l'effet de l'orientation des fibres, du nombre de couches, du rapport d'orthotropie, du cisaillement transverse sur les valeurs des fréquences propres.

2020

La constitution des autorités numériques dans la production et la circulation de l'information

2015

La réduction du bruit rayonné par une paroi est une préoccupation pour toutes les applications où un fort bruit peut être transmis par le biais d'une cloison. Dans de tels cas, on peut faire appel à des méthodes de contrôle actif vibro-acoustique pour injecter (ou "absorber") de l'énergie vibratoire dans la paroi dans le but d'en réduire le rayonnement acoustique. L'originalité du sensori-actuateur piézoélectrique présenté ici tient du fait que la compensation complète du signal est toute numérique et appliquée en temps réel. Mots-clés : sensori-actuateur, piézoélectrique, contrôle actif harmonique, vibrations i REMERCIEMENTS Au cours des quelques années qu'a duré cette maitrise, j'ai eu le privilège de côtoyer des personnes compétentes, intéressantes et, disons-le, très sympathiques ! Toutes ont contribué d'une façon ou d'une autre à mon parcours, mais certaines ont été plus importantes pour ma démarche et mon travail de recherche. J'aimerais prendre l'opportunité qui m'est donnée ici pour les remercier. J'aimerais d'abord remercier M. Patrice Masson, directeur du GAUS, pour son accueil et sa gentillesse lors de notre première rencontre qui fut décisive dans mon choix de poursuivre des études de maitrise en recherche à l'université de Sherbrooke. J'aimerais remercier M. Alain Berry, directeur de recherche, pour m'avoir proposé le projet, avoir accepté ma candidature et m'avoir supervisée tout au long de ce travail. Merci aussi à M. Philippe Micheau, co-directeur, de m'avoir dirigée, et de m'avoir ramenée vers l'objectif et fait sortir de ma zone de confort lorsque c'était nécessaire. Merci à tous les deux pour le partage de leurs connaissances. Merci à tous ceux qui m'ont aidée techniquement dans des domaines où j'étais moins familière, notamment M. Brian Driscoll, pour tout ce qui touche l'informatique, M. Denis Imbeault, pour la fabrication des circuits électroniques, M. Nicolas Quaegebeur pour son expertise sur les piézoélectriques et M. Raymond Robert sans l'aide de qui je n'aurais pas pu opérer avec autant de facilité la machine temps réel. Finalement merci à Marc Michau pour avoir partagé avec moi ses connaissances de mécanique et de contrôle actif. Un grand merci à Romain Boulandet pour toutes les discussions sur les capteurs, sensori-actuateurs, transducteurs... (et pour toutes les autres discussions aussi !) qui ont été vraiment précieuses pour mon cheminement. Notre collaboration lors de son séjour m'a été très profitable. Merci à Olivier Robin, pour toutes les fois où il m'a dépannée, donné un conseil ou une information ou simplement permis de garder le moral malgré les pépins. Sur une note plus personnelle, j'aimerais remercier mes parents, Jean-Louis et Nicole, qui m'ont toujours soutenue dans mes entreprises, même les plus folles ! Merci aussi à une personne sans qui cette maitrise n'aurait pas pu être possible, Pierre-Jean L'Heureux, qui a relevé avec brio, tous les défis supplémentaires que posait mon retour aux études. Finalement, je tiens à remercier le Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et en Génie, les Fonds de Recherche du Québec-Nature et Technologies et Bombardier Aéronautique, partenaire de la chaire de recherche industrielle du CRSNG en acoustique appliquée à l'aviation, pour le support financier accordé à ce projet. 4.1 Positionnement sur la plaque d'aluminium simplement supportée du PZT utilisé dans les simulations .