Рис
. 2.
Нагружение электромеханической модели
:
а
—
механическое
;
б
—
электрическое
Сравнивая это равенство с равенством
(3)
при
V
= 0
,
получим
,
что
пьезомодуль связан с параметрами электромеханической модели сле
-
дующим образом
:
d
=
2
q
0
Kl
.
(4)
Далее рассмотрим случай электрического нагружения
,
когда
F
= 0
,
V
6
= 0
(
рис
. 2,
б
).
Под действием силы
q
0
E
(
где
E
=
U/l
)
диполь пово
-
рачивается на угол
α
.
На основании принципа возможных перемеще
-
ний условие равновесия для системы
,
состоящей из диполя
3
и стержня
5
,
можно записать как
2
q
0
Eδu
=
Kuδu.
Отсюда следует зависимость
u
=
2
q
0
Kl
V.
Сопоставляя данное соотношение с равенством
(2)
при
F
= 0
,
для
пьезомодуля опять получаем выражение
(4).
Для рассматриваемого
случая
(
когда
u/l
1
)
при одновременном действии механических и
электрических нагрузок суммарные перемещение и заряд определяют
-
ся по формулам
(2)
и
(3).
Описанная модель удобна при качественном анализе эффектов де
-
формирования пьезоэлектриков
.
Следует отметить
,
что в ней присут
-
ствуют как механическая
,
так и электрическая составляющие
.
Первая
характеризуется жесткостью
К
,
а вторая
—
зарядом
q
0
.
Связь между
ними описывается с помощью зависимости
(4).
В этом заключается
отличие предлагаемой модели от электромеханической модели пьезо
-
электрика
,
приведенной в работах
[8, 9].
В указанных работах пьезо
-
электрический эффект моделируется электрическим эквивалентным
ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. "
Машиностроение
". 2003.
№
3 15
