|
|
Sběr energie pomocí MEMS
Klempa, Jaroslav ; Prášek, Jan (oponent) ; Gablech, Imrich (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje metodám sběru volné energie z prostředí kolem nás. V první části jsou popsány základní principy přeměny volné energie na energii elektrickou. Navazující část pojednává o piezoelektřině a piezoelektrických materiálech. Převážná většina popisovaných materiálů nachází uplatnění ve výrobě mikrolektromechanických struktur. Další oddíl je věnován literárnímu průzkumu již navržených a vyrobených piezoelektrických energetických harvesterů. Navazující část práce se věnuje simulacím navržených struktur v programu ANSYS® Workbench. Následuje část s popisem výroby struktur a finální část se zabývá jejich charakterizací z hlediska generovaného výkonu.
|
|
|
Evaluation of Fracture Mechanical Parameters for Bi-Piezo-Material Notch
Hrstka, Miroslav ; Materna, Aleš (oponent) ; Náhlík, Luboš (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
The presented dissertation thesis deals with evaluation of the leading terms of the Williams asymptotic expansion describing an in-plane electro-elastic field at the tip of piezoelectric bi-material notches and interface cracks using the expanded Lekhnitskii-Eshelby-Stroh formalism in connection to the pure anisotropic elasticity. It is demonstrated that the expanded Lekhnitskii-Eshelby-Stroh formalism with modern Python programming concepts represents an effective theoretical as well as a practical tool for the fracture analysis of piezoelectric bi-materials. The theoretical part of the thesis outlines aspects of anisotropic elasticity and their connection with piezoelectric materials. The governing equations focused on special types of monoclinic piezoelectric materials, which enable decoupling to the in-plane and anti-plane problem, are introduced via the complex potentials. In the practical part of the thesis, the eigenvalue problem of a bi-material notch is proposed in order to determine the singularity exponents as well as the generalized stress intensity factors by application of the two-state -integral. All relations and numerical procedures are applied to the pure anisotropic and subsequently expanded to the piezoelectric fracture problem of bi-material notches and deeply investigated in the numerical examples. A special attention is paid to the change of the asymptotic solution connected with the transition of a very closed notch into an interface crack. Also the influence of arbitrary oriented poling directions upon asymptotic solution is investigated. The accuracy of calculations of the generalised stress intensity factors is tested by comparing the asymptotic solutions with results obtained by the finite element method using a very fine mesh. Finally, the formalism is modified for non-piezoelectric media such as conductors and insulators.
|
|
|
Piezoelektrické rezonátory MEMS pro senzorické aplikace
Klempa, Jaroslav ; Svatoš, Vojtěch (oponent) ; Gablech, Imrich (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje základním postupům a procesům při výrobě mikroelektromechanických systémů. Pozornost je věnována materiálovým vlastnostem, depozičním, litografickým a obráběcím procesům. Dále jsou v práci popsány základní principy a aplikace piezoelektrických rezonančních struktur. Praktická část se věnuje simulaci rezonátorů pomocí metody konečných prvků v simulačním prostředí ANSYS® Workbench, jejich výrobě a ověření funkčnosti a přesnosti simulací.
|
|
|
Odhad parametrů prvků v náhradním elektrickém obvodě piezoelektrického rezonátoru
Ryšavý, Lukáš ; Majzner, Jiří (oponent) ; Sedlák, Petr (vedoucí práce)
V rámci této práce je vytvořeno jednoduché měřící pracoviště včetně řídícího softwaru pro odhad parametrů jednotlivých prvků v Masonově náhradním elektrickém obvodě piezoelektrického rezonátoru. Na základě přímého měření vzorků jsou stanoveny hodnoty faktoru kvality rezonátoru, sériové a paralelní rezonance a hodnota odporu v sériové větvi, zbývající hodnoty jsou vypočteny. Software je implementován v prostředí C++ Builder. Experimentální stanovení parametrů náhradního obvodu a jejich ověření bylo provedeno na několika vzorcích krystalových a keramických rezonátorů. Experimentálně naměřené křivky jsou v dobré shodě se simulovanými křivkami s nízkou hodnotou relativní chyby. Toto měřící pracoviště bude sloužit pro vědecké účely ústavu fyziky VUT FEKT.
|
|
| |
|
|
Využití piezo-materiálu pro získávání elektrické energie z vibrací
Hanus, Jiří ; Dušek, Daniel (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá získáváním elektrické energie z vibrací okolního pro-středí pomocí piezoelektrického vibračního generátoru. K modelování piezokeramiky a návrhu mechanické části generátoru byl využit simulační program ANSYS 10.0. Nejdříve byly numericky vypočteny parametry navrhovaného piezoelektrického generá-toru, poté byly tyto hodnoty porovnány se skutečným vzorkem. V práci je také uveden popis materiálových vlastností piezoelektrických materiálů.
|
|
|
Měření náhradního obvodu piezoelektrického rezonátoru
Vomočil, Vojtěch ; Frk, Martin (oponent) ; Kazelle, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce pojednává o obecném přehledu teorie piezoelektřiny zaměřeném jak na matematický popis, tak na popis vlastností piezoelektrických látek. Dále se zaměřuje na popis piezoelektrických rezonátorů s podrobnějším vysvětlením jejich náhradního schématu a metod měření jeho jednotlivých prvků. Praktická část práce spočívá v návrhu měřícího zařízení, které bude sloužit k měření prvků náhradního obvodu piezoelektrických rezonátorů. Popsána je realizace zařízení a odzkoušení jeho funkce. V experimentální části práce jsou zpracovány naměřené hodnoty a stanoveny hodnoty prvků elektrického náhradního obvodu použitého piezoelektrického rezonátoru pro základní a následující dva nejbližší vyšší rezonanční kmitočty. Naměřené výsledky jsou zpracovány formou standardního protokolu o měření. Práce by měla položit základy ke vznikajícímu laboratornímu pracovišti, jemuž by měla být zdrojem nezbytných teoretických i praktických informací.
|
|
|
Koncepce tlačítkového piezo-generátoru
Kučera, David ; Houška, Pavel (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá koncepcí tlačítkového piezo-generátoru. V práci jsou popsány typy piezo-generátorů, vysvětlen piezoelektrický jev, typy piezoelektrických materiálů se zaměřením na piezokeramiku. Dále jsou popsány materiálové vlastnosti piezoelektrických keramik. Na konci práce je popsán návrh samotného tlačítkového piezo-generátoru.
|
|
| |
|
|
Preparation of nanoforms of layered piezoelectric of systems BI2O3-TA(2)O(5)-AO (A=CA,SR,BA)
Štarman, S. ; Matz, V. ; Kváča, Z. ; Mohyla, M. ; Olšák, V. ; Plocek, Jiří ; Vaněk, Přemysl ; Tylš, B.
Based on the known Aurivillius phases types ABi2Ta2O9 and A2BiTaO6 ( A=Ca, Sr, Ba) were supplemented with new compositions of layered tantalates, which resulted the possibility of the existence of a new phase Sr2BiTaO6. Ternary compounds with piezoelectric structure were prepared as nanoforms by solgel reactions of homogeneous acetate Bi, Ta, A and subsequent annealing in a controlled atmosphere. Annealing temperature was determined from DSC curves based on the weight loss and phase transitions. Composition and structure of nanocrystals has been analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning nanomorphology (SEM) and acoustic measurements.
|
host ::
RSS.