主題：壓電材料三維動態特性之實驗量測與理論分析之研究
時間：2016年4月1日(星期五)下午 16:00-17:00
地點：玉泉校區教12-118
報告人：黃育熙教授
報告人簡介
黃育熙，2001、2003、2009于臺灣大學分別獲得機械工程學士、碩士、博士學位，并于2009年前往美國密歇根大學機械系擔任訪問學者，2011年至今在臺灣科技大學機械工程系擔任科研助理教授，曾獲得臺灣科技部2015優秀年輕研究學者獎助、2013臺灣科技大學年輕研究學者獎助、2012航天研討會最佳論文、2010中國機械工程學會博士論文獎第2名。黃博士的研究方向為：壓電力學與壓電振動，傳感器與致動器，積層制造材料之力學特性探討，實驗力學，固體力學等。科研項目主要涵蓋壓電能量擷取系統之開發、新型壓電微幫浦于固液耦合的振動特性研究、電磁鋼片于軋延制程之破壞與板形控制問題，壓電霧化器之振動特性量測與分析。
報告摘要
壓電陶瓷平板是最基本的壓電陶瓷組件，許多應用壓電特性設計的換能器皆直接貼附或夾持壓電陶瓷平板于組件當中，例如：超音波探頭、壓電式麥克風、倒車雷達、超聲波霧化器等等。本研究詳細探討壓電陶瓷矩形平板的面內與面外振動特性，利用迭加法以級數展開的方式進行完全自由邊界的面內振動理論解析，獲得共振頻率及其對應之模態振形與應力于二維平板的分布，并利用應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模態的機電耦合效率；為驗證壓電陶瓷平板于面內振動理論解析的正確性，亦采用有限元素法進行參數的計算比較；并使用實驗量測四種電極連接方法對應四種不同對稱條件的迭加法所做的理論解析，彌補有限元素法無法區別電極激振的模態形式的缺點。實驗方法采用可同時量測共振頻率與振動模態的電子斑點干涉術，以及可快速取得共振與反共振頻率的阻抗分析。比較理論分析中應力和參數積分特性、有限元素法計算的電通量總和特性、與阻抗分析實驗得到的機電耦合系數，作為判斷不同模態機電轉換效率與強度的標準。而壓電材料在面內共振的高頻振動會急遽累積熱能產生高溫，造成壓電陶瓷平板于振動的過程中因脫膠失效或者破裂損壞使系統異常甚至發生危險，本研究亦利用紅外線熱像儀研究壓電陶瓷平板于面內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性。
