Modélisation de céramiques électrostrictives pour transducteurs électroacoustiques

par Jocelyne Dubois-Coutte

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Jean-Claude Debus.

Soutenue en 1998

à Lille 1 .


  • Résumé

    Depuis 1960, ce sont principalement les ceramiques piezoelectriques au titanozirconate de plomb (pzt) qui equipent la plupart des transducteurs electroacoustiques. Les besoins actuels de fortes puissances conduisent a l'emergence de nouveaux materiaux de transduction reposant sur la magnetostriction ou l'electrostriction. Les ceramiques electrostrictives de type perovskite au plomb (pb(mg#1#/#3nb#2#/#3)o#3) (pmn) produisent une deformation proportionnelle au carre de la polarisation. Ces ceramiques engendrent de grandes deformations (1/1 = 0. 1%) a des niveaux de champs electriques moderes et de faibles hysteresis. Elles sont susceptibles de delivrer une densite de puissance mecanique tres elevee et donc d'augmenter substantiellement les performances des transducteurs actuels. Cependant, elles sont encore peu industrialisees et leur mise en oeuvre est plus delicate que pour les ceramiques pzt. Pour pouvoir concevoir un transducteur electroacoustique a base de ceramiques electrostrictives, il est indispensable de connaitre le materiau de transduction et de disposer d'un outil de simulation efficace. L'objet de cette these est d'atteindre ces objectifs en apportant une contribution a l'analyse et a la modelisation non lineaire du phenomene d'electrostriction.

  • Titre traduit

    Modeling of electrostrictive ceramics for electroacoustic transducers


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Dans un premier temps, ce travail incorpore de nouveaux outils de calcul dans le code atila. Des elements finis specifiques permettant la modelisation numerique de materiaux electrostrictifs sont valides experimentalement et/ou analytiquement en statique et en dynamique sur un barreau et/ou sur une sphere. Dans un second temps, ces developpements numeriques sont utilises pour concevoir, realiser et tester un transducteur prototype a 20 khz a base de ceramiques electrostrictives. Plusieurs resultats ont ete obtenus : l'obtention d'un coefficient du couplage equivalent a celui d'un transducteur piezoelectrique pour un meme volume de materiau actif et un meme encombrement ; une amplitude vibratoire normalisee en tension plus importante pour le transducteur electrostrictif a l'antiresonance.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (167 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 143-149

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-1998-271
  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure de céramique industrielle. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 85 DUB
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