Design and simulation of a new prototype of piezoelectric cantilever sensor/actuator for analysis of the soft tissues properties

This paper is devoted to a new prototype of piezoelectric cantilever transducer dedicated for the characterization of the mechanical properties of soft tissues. General description of the actuator’s structure is presented including the basic principles of the measurement. The chosen geometry of the prototype is discussed and compared with the existing one. Constitutive equations are presented for the active and passive layer of the cantilever transducer. The prototype is verified by means of finite element method analysis. Results of static and modal analysis are presented and discussed.

---

Artykuł jest poświęcony opisowi nowego prototypu przetwornika piezoelektrycznego przeznaczonego do pomiaru właściwości mechanicznych tkanek miękkich. Przedstawiono ogólny opis struktury aktuatora wraz z wyjaśnieniem podstawowej zasady pomiaru. Opisano cechy geometryczne projektowanego prototypu a następnie porównano je do już istniejącego. Sformułowano równania konstytutywne dla warstwy aktywnej oraz pasywnej przetwornika. Prototyp zweryfikowano metodą elementów skończonych. Zaprezentowano oraz skomentowano wyniki symulacji statycznej oraz modalnej.