Prediktering av tändpuls med hjälp av finita elementmetoden

3 Praktisk provning
Ett relativt enkelt sätt att undersöka vilken spänning en piezoelektrisk keram genererar
när den belastas är med ett så kallat ”kultest”. Metoden går till så att en kula släpps från
en bestämd höjd ner på en anslagskropp, som är inspänd med en piezoelektrisk keram.
Impulsen från anslaget belastar den piezoelektriska keramen, som i sin tur genererar den
elektriska spänningen som uppstår då symmetrin för de laddade partiklarna förskjuts.
Denna spänning kan sedan mätas med hjälp av ett oscilloskop tillsammans med en
mätprobe.
Vanligtvis används en testmetod där den piezoelektriska keramen blir inspänd genom
att fjädrar klämmer fast keramen mellan en anslagskropp och ett undre stöd, se figur
3.1. Detta test, som i fortsättningen kallas ”Testfall 1”, innehåller flera delar som är
ganska svåra att bestämma vid datorsimuleringar av det praktiska provet.
Under arbetets gång har en ny testutrustning provats fram. Den nya testutrustningen har
tagits fram för att minska antalet felkällor som påverkar testresultatet. I och med detta är
det enklare att skapa en simuleringsmodell i Ansys. Detta test, ”Testfall 2”, består
endast av två stålcylindrar mellan vilken keramen placeras. I detta fall används ingen
fjäderbelastning utan det är endast cylinderns egenvikt som ser till att keramen ligger i
kontakt med anslagskroppen och det undre stödet.
En viktig del av de praktiska proven är att få en så liten variation som möjligt på hur
kulan släpps, så att varje försök får samma förutsättningar. Det har visat sig svårt att
uppnå detta och ett par olika metoder att släppa kulan har provats fram för den enklare
modellen och redovisas i kapitel 3.2 ”Testfall 2”.
Även testutrustningens inverkan på resultatet har undersökts. Detta gjordes i samband
med det praktiska testet med den nya testutrustningen, ”Testfall 2” se kapitel 3.2.2.
Kontrollen genomfördes genom att mäta spänningen både med en mätprobe samt direkt
med oscilloskopet. Resultatet har sedan grafiskt jämförts med varandra för att undersöka
om någon skillnad finns.
17