Evaluación del predominio de variables geométricas en la frecuencia natural del sensor piezoeléctrico CTN-10- 3/92. // Geometric variables evaluation with influence in the natural frecuency of the piezoelectric sensor CTN-10-3/92.

Abstract

La modelación teórica, numérica o experimental del sistema de rigidez de sensores piezoeléctricos se desarrolla
esencialmente para satisfacer requerimientos de usuarios, consistente en precisar la zona de trabajo en la característica de
frecuencias del sensor. En ausencia del equipamiento convencional adecuado y en presencia de una geometría estructural
compleja, los métodos numéricos resultan ser las herramientas principales para la modelación de problemas dinámicos.
El trabajo describe la configuración geométrica del sistema elástico de elevada rigidez del acelerómetro piezoeléctrico
CTN-10-3/92 fabricado en Cuba. La obtención de la frecuencia natural de las 16 variantes del elemento de carga con
cambios geométricos se realizó a través de la modelación, análisis y pos - procesamiento con el software COSMOS/M de
elementos finitos. En el trabajo se incorporan detalles de la modelación CAD de las piezas, las entidades poliedros y partes
generados, así como el tipo de malla y elemento empleado.
Se muestra la concordancia de los resultados de la presente evaluación numérica con los resultados del modelo analítico,
obtenido en años anteriores para la geometría elemental. Se presenta la influencia de todos los factores geométricos
variables concebidos y el beneficio que aporta para el diseño del transductor piezoeléctrico.

Palabras claves: Elementos Finitos, modelación numérica, sensor piezoeléctrico.

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Abstract:
Theoretical, numeric or experimental modelation of piezoelectric sensor rigidity system is developed essentially for the
users' requirements, consistent in specifying the worquingarea in the sensor frecuencies characteristic. In absence of
appropriate conventional equipment and in presence of complex structural geometry, the numeric methods results the main
tools for the modelation of dynamic problems. The paper describes the geometric configuration of high rigidity elastic
system of the CTN-10-3/92 piezoelectric accelerometer manufactured in Cuba. The obtaining of 16 natural frequencies
variants of the load element with geometric changes was carried out through the modelation, analysis and post-processing
with the use of COSMOS/M. Details of CAD modelation of pieces, polyhedrons and generated parts, as well as the mesh
type and used element are incorporated in the work.
Agreement between the present numeric evaluation results with the results of the analytic pattern obtained in previous years
for the elementary geometry are shown. The influence of all geometric variables factors conceived and the benefit that
contributes for the piezoelectric transducer design are exposed.

Key words: Finite elements, numeric modelation, piezoelectric sensor.