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使用壓電元件作為致動(dòng)器（圖2（a））需要尺寸相對(duì)較大的元件，例如10 mm×4毫米×0.1毫米。必須在預(yù)浸料材料中制備特殊切口，以便集成此類(lèi)驅(qū)動(dòng)裝置。在選擇合適的粘接技術(shù)時(shí)需要相當(dāng)小心，以避免對(duì)復(fù)合材料產(chǎn)生任何不利影響。在壓電元件上施加壓縮預(yù)應(yīng)力有助于提高壓電元件的性能。當(dāng)集成壓電元件時(shí)，還需要小心，以限制這些致動(dòng)器在更高頻率下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量的影響，可能作為致動(dòng)器組。用于傳熱的特殊導(dǎo)電層有助于緩解這一問(wèn)題。
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圖2(a） 壓電晶片層壓成復(fù)合材料（由H。扎格勞爾，美國(guó)。Herold Schmidt，F(xiàn)。D級(jí)ürr，戴姆勒克萊斯勒R&；T） 是的(b） 集成到復(fù)合材料中的壓電纖維概念（由H。附件önecker等人，弗勞恩霍夫研究所，德國(guó)德累斯頓IKTS）。
壓電纖維（圖2（b））可以像傳統(tǒng)的纖維一樣集成，并且可以避免預(yù)浸料中的任何切口。然而，在產(chǎn)生所需的電場(chǎng)時(shí)存在一個(gè)問(wèn)題；通過(guò)在壓電纖維層的頂部和底部開(kāi)發(fā)一種交指電極圖案，解決了這一問(wèn)題。在復(fù)合材料生產(chǎn)過(guò)程中，這種新型的預(yù)浸料可以被包括在堆疊順序中。
用作致動(dòng)器的其他類(lèi)型的壓電元件是1-3壓電致動(dòng)器復(fù)合材料。這種復(fù)合材料由一系列壓電棒組成，壓電棒周?chē)幸粋�(gè)軟基體。桿是通過(guò)注塑工藝制造的，垂直于復(fù)合材料的平面，這也是極化的方向。這使得人們能夠充分利用壓電元件的傳感和驅(qū)動(dòng)能力，只要在板的厚度方向上需要變形。
為了克服壓電陶瓷的高脆性問(wèn)題，壓電橡膠和壓電涂料的發(fā)展基于這樣的原理：將壓電材料研磨成極細(xì)的顆粒大小的粉末，與橡膠或環(huán)氧樹(shù)脂混合，然后極化以再次獲得壓電效應(yīng)。這使得人們可以很容易地塑造這些類(lèi)型的傳感器和驅(qū)動(dòng)器。然而，與原始?jí)弘姴牧舷啾�，傳感和�?qū)動(dòng)效果有所降低。
基于Lamb波的復(fù)合材料層合板分層定量識(shí)別
Z。蘇，L。葉，復(fù)合材料分層行為，2008
7.10.2傳感器網(wǎng)絡(luò)
在壓電傳感器網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個(gè)元件組成一個(gè)執(zhí)行器-傳感器對(duì)，在感興趣的區(qū)域產(chǎn)生并收集蘭姆波信號(hào)。在圖7.13（a）所示的示例中，12個(gè)直徑為6.9 mm、厚度為0.5 mm的PZT圓盤(pán)通過(guò)印刷電路（在聚酰亞胺薄膜上）進(jìn)行電路連接，以封閉330 mm的正方形區(qū)域× 330毫米。薄而靈活，電路隨主機(jī)結(jié)構(gòu)變形而不斷裂。作為一個(gè)單獨(dú)的功能單元，這種傳感器網(wǎng)絡(luò)可以被預(yù)制、存儲(chǔ)、傳輸并最終集成到一個(gè)大型結(jié)構(gòu)中�？捎糜趶�(fù)合材料層合板分層識(shí)別的商業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括智能層® (斯坦福多執(zhí)行器-接收器轉(zhuǎn)換層（林和昌，2002）和幫助層® (混合電磁執(zhí)行層）（Lemistre等人，2003），分別如圖7.13（b）（由Acellent Technologies公司提供）和（c）所示。
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7.13. 分層識(shí)別的典型傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：（a）嵌入式傳感器網(wǎng)絡(luò)(b） 智能層® 復(fù)合板（左）和壓力容器（右）的各種形狀的補(bǔ)片（Acellent Technologies，Inc.）；以及（c）幫助® 層（Lemistre等人，2003）。
電活性和磁活性材料
Victor Giurgiutiu，壓電晶片主動(dòng)傳感器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（第二版），2014年
2.2.4關(guān)于極化的致動(dòng)器方程
在實(shí)際的壓電傳感器和致動(dòng)器設(shè)計(jì)中，電場(chǎng)和電位移的使用更為方便，因?yàn)檫@些變量直接關(guān)系到可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的電壓和電流。然而，當(dāng)用極化代替電位移時(shí)，用固體物理對(duì)觀測(cè)現(xiàn)象的理論解釋更為直接。極化、電位移和電場(chǎng)的關(guān)系式如下：
(9)
其中是真空的介電常數(shù)。另一方面，電場(chǎng)與位移之間存在著密切的關(guān)系
(10)
這里是材料的有效介電常數(shù)。因此，極化可以 |
