امروزه ترانسدیوسرهای فراصوتی پیزوالکتریکی کاربردهای متفاوتی در صنایع مختلف دارند، جهت طراحی و مدل سازی این ترانسدیوسرهای فراصوتی روش های مختلفی شامل سعی و خطا، تحلیل یک بعدی و سه بعدی، روش مدارمعادل الکتریکی و روش عددی وجود دارد. در این مقاله نحوه مدل سازی و طراحی ترانسدیوسر فراصوتی نوع پیزوالکتریکی با در نظر گرفتن پیش تنش ناشی از سفت کردن پیچ مرکزی ترانسدیوسر به کمک روش عددی المان محدود بررسی شده است. هدف از این مدل سازی تعیین فرکانس رزونانس دقیق ترانسدیوسر فراصوتی، شکل مود ارتعاشی طولی و محل گره ارتعاش طولی ترانسدیوسر پیزوالکتریکی ساندویچی با در نظر گرفتن پیش تنش است. ترانسدیوسر طراحی شده از دو عدد دیسک پیزوالکتریک (PZT8)، یک قطعه پشت بند استوانه ای از جنس فولاد(St304) ، سه قطعه الکترود از جنس برنج و قطعه تطبیق مخروطی از جنس (Al7075-T6)، یک پیچ مرکزی فولادی تشکیل شده است و با در نظر گرفتن پیش تنش ناشی از بستن پیچ مرکزی به صورت سه بعدی کامل و 4/1 سه بعدی توسط نرم افزار المان محدود آباکوس تحلیل شده است سپس مقدار واقعی فرکانس رزونانس ترانسدیوسر مدل سازی و ساخته شده توسط دستگاه Network analyzer تعیین گردیده است. نتایج بدست آمده از آزمون ها نشان دهنده تطابق بسیار خوب بین مقادیر اندازه گیری شده واقعی فرکانس و مقادیر بدست آمده از مدل سازی عددی با اعمال پیش تنش در ترانسدیوسر فراصوتی نوع پیزوالکتریکی می باشد.
