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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 62 毫秒
1.
扭转压电复合材料及其应用   总被引:4,自引:1,他引:3       下载免费PDF全文
本文描述了轴向-切向连通的圆柱2-2型压电复合材料。用PZT/环氧树脂制作的普通2-2型压电复合材料可拼接成一种具有扭转振动的压电复合材料。这种压电复合材料和为圆柱2-2型压电复合材料的近似。本文还给出两组这种拼接型压电材料晶片的参数,用这种压电材料制作了产生扭转振动的换能器,测试了换能器的波形,频谱特性和偏振特性,指出了使用适当的高通滤波器可以抑制横波中的径向模,分析了接收波列中纵波抑制较强的原  相似文献   

2.
大尺寸夹心式压电超声换能器的设计   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
现有的夹心式压电超声换能器的设计方法多从一维理论出发,它对横向尺寸较大的换能器并不适用.本文研究了大尺寸夹心换能错的铝合振动,通过引人振动体的等效弹性系数,推出了换能器的耦合振动频率方程,并给出了换能器纵向共振频率的设计准则.与数值法相比,本方法计算非常简单.与一维理论的计算结果相比,利用本文理论得出的换能器的纵向共报频率与实测值更加符合.  相似文献   

3.
1-3型压电复合材料   总被引:9,自引:2,他引:7       下载免费PDF全文
1-3型压电复合材料是目前研究和应用得比较广泛的一种压电材料.本文简述了这种压电复合材料的理论模型、制作方法和实验结果;指出除了圆形PZT压电材料所具有的径向模和厚度模以外,1-3型压电复合材料还具有横向结构模.本文介绍了这种压电复合材料的特点,如低声阻抗、低介电常数、高静水压压电常数以及PZT相分布的可控制性等.这些特点有利于改善压电复合材料换能器的时间响应和空间响应.  相似文献   

4.
夹心式压电换能器频率方程的矩阵表示   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
本文从夹心式压电换能器的等效线路出发,得出了整体频率方程的矩阵表示式,为夹心式压电换能器的优化设计提供了一定的理论基础及研究途径。  相似文献   

5.
惠辉  王宏伟  荣畋 《应用声学》2022,41(6):998-1003
研制了一种嵌套式高频宽带复合材料换能器,利用1-3型压电复合材料Q值较低、频带较宽的特点,采用组合式的结构拓展换能器的工作带宽。通过切割框型压电陶瓷、灌注环氧树脂得到压电复合材料框型敏感元件,再将不同厚度的框型敏感元件沿轴向嵌套从而制成多层嵌套的压电复合材料敏感元件。建立1-3型压电复合材料中压电小柱的等效电路,根据等效电路计算出压电小柱的谐振频率,并与1-3型压电复合材料的谐振频率理论计算结果进行对比。通过ANSYS软件对敏感元件结构进行仿真,并根据仿真结果确定了敏感元件的最佳设计方案。最终制作出的换能器进行水下测试,该换能器的谐振频率为310kHz,最大发送电压响应为188.5dB,-3dB带宽可达130kHz,接收灵敏度最大可达-186.8dB,-3dB带宽可达90kHz,谐振频率处-3dB的指向性开角约为2.4°。该嵌套式敏感元件可实现换能器宽带发射与接收声波的目标。  相似文献   

6.
压电圆管换能器振动特性的薄壳理论分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文运用弹性力学中的薄壳理论,分析了径向极化压电陶瓷圆管换能器的振动特性,并在此基础上推导出换能器等效电路的特性阻抗,为换能器的设计提供了依据。分析及计算结果表明,本文的理论与以往常用的薄膜理论相比,不仅在物理模型的描述上更为完整准确,在计算精度上也更接近实际。  相似文献   

7.
面切变压电复合材料及其换能器   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
本文通过控制压电相在压复合材料中的分布工,把四块完全相同的等腰直角三角形2-2型压电复合拼材料拼接起来,四个直角顶点位于晶片的中心,  相似文献   

8.
许龙  范秀梅 《应用声学》2021,40(6):878-888
提出了一种阶梯圆环径向振动压电超声换能器,根据力电类比原理建立了阶梯圆环及阶梯圆环换能器的径向振动等效电路,推导了阶梯圆环的径向共振频率方程和位移放大系数,在此基础上进一步推导了换能器的径向共振和反共振频率方程。通过理论推导和有限元仿真模拟分析了阶梯圆环压电超声换能器的径向振动性能。结果表明,增大阶梯圆环中内外环的径向厚度之比K1或减小轴向厚度之比K2,阶梯圆环的一阶径向共振频率减小,二阶径向共振频率增大;在二阶径向共振模式下,K1、K2值在一定范围内阶梯圆环可实现由内向外的径向位移振幅放大;随着压电陶瓷圆环的内半径增大,阶梯圆环压电超声换能器的一阶、二阶径向共振和反共振频率减小,二阶径向共振下的有效机电转换系数趋于零;增大阶梯圆环内环的外半径,换能器的一阶径向共振和反共振频率减小,二阶径向共振和反共振频率先增大后减小,理论推导与仿真模拟结果符合良好。本文研究结果为阶梯圆环压电超声换能器的工程应用提供理论参考。  相似文献   

9.
为丰富换能器固有频率的研究理论,以及提供一种新的计算方法供工程人员选择,提出了计算其固有频率的有限差分法。以由径向极化的压电陶瓷圆管与金属预应力管沿径向复合而成的二元压电陶瓷复合换能器为例,建立并推导了其向振动的数学模型及其有限差分形式,给出了换能器径向振动的特征方程。利用MTALAB对计算实例的径向振动的固有频率进行编程计算,理论计算结果与已有实验结果符合很好,验证了有限差分法计算压电陶瓷复合换能器固有频率的可行性及准确性。通过仿真计算,给出了换能器径向振动固有频率与其结构尺寸的影响关系:换能器径向振动的固有频率随压电陶瓷圆管内径的增大而降低,随换能器壁厚比的增大而降低。该文所建立的换能器径向振动固有频率的有限差分法同样适用于结构形式相近的换能器及其他元器件。  相似文献   

10.
本文利用1-3压电复合材料作为换能元件,通过特殊工艺制备成一面是平面,一面是球面的非均匀厚度压电振子,这种压电晶片加上激励电压后,不同厚度处以不同的共振频率振动,从而使压电晶片的振动频带加宽,本文介绍了这种压电晶片的机电特性,以及用这种压电晶片制成的宽带聚焦超声换能器的脉冲回波特性,此外,文中还对这种换能器与均匀厚度压电晶片换能器的脉冲回波特性进行了比较。  相似文献   

11.
A review is presented of the data on the design of polymer-containing piezoelectric materials: electrets exhibiting a piezoelectric effect, ferroelectric polymers, piezoelectric composites (piezoelectric ceramic + polymer), and new piezoelectric polymer materials, such as piezoelectrics based on porous polymers and elastic active dielectrics, whose piezoelectric properties considerably surpass the characteristics of conventional piezoelectric materials, as well as the characteristics of electromechanical and mechanoelectrical transducers operating in receiving, generating, and deformation-inducing modes.  相似文献   

12.
武峥  周嘉仪  曹艺  马柯  贾艳敏  张以河 《物理学报》2014,63(2):27701-027701
1-3压电复合材料的压电、介电及铁电性能要远远优于0-3压电复合材料.在制备传统的0-3复合材料过程中引入电泳技术,使得压电颗粒在聚合物基体中取向排列,制备得到伪1-3复合材料.实验结果表明:在制备PZT/环氧树脂0-3复合压电材料固化过程中,采用500 V/mm,4 kHz的电场对其进行电泳辅助取向,可使得颗粒呈现珍珠串状排列,得到伪1-3复合材料;其压电、介电、铁电性能均比原来的0-3复合材料有显著的提高.电泳辅助制备技术用于制备伪1-3复合压电材料具有操作简单、成本低廉、压电、介电、铁电性能显著提高等优点,在智能传感领域具有很好的实际应用前景.  相似文献   

13.
Based on the energy method,the underwater resonance frequency equation and electrical admittance curve of the slotted piezoelectric ring are derived.By establishing the equivalent circuit of slotted piezoelectric ring in low-frequency receiving condition,the lowfrequency open circuit voltage sensitivity of slotted piezoelectric ring is deduced.Compared the low-frequency receiving sensitivity of the slotted piezoelectric ring and the complete ring,the thought to design the deep ocean hydrophone is presented,which combines the slotted piezoelectric ring and the free flooded structure.By establishing finite element simulation model of free flooded slotted piezoelectric ring,the relationship between ring structure parameters and low-frequency open circuit voltage sensitivity are discussed.Through the simulation and optimization,the deep-sea slotted piezoelectric ring hydrophone with the resonance frequency of 600 Hz is fabricated.The acoustic and pressure tests results indicated that the low-frequency open circuit voltage sensitivity of free flooded slotted piezoelectric ring hydrophone in work bandwidth 100-300 Hz is-193.2 dB and the least value is-197.9 dB with the-4.7 dB fluctuation.Hydrostatic pressure resistance of 30 Mpa is obtained.Compared with the same structure size free flooded piezoelectric ring hydrophone,the low-frequency open circuit voltage sensitivity of slotted piezoelectric ring hydrophone raised 20 dB.The results verify the practicability of deep ocean hydrophone presented here with free flooded slotted piezoelectric ring structure.  相似文献   

14.
由于具有优异的压电性能,弛豫铁电单晶自上世纪90年代问世以来即成为了铁电压电领域研究的热点材料,并被认为是研发下一代高性能换能器、传感器等器件的重要压电材料。弛豫铁电单晶不但压电常数可达2500 pC/N,约为软性Pb(Zr,Ti)O3(PZT)陶瓷的5倍,而且其电致应变滞后也远小于软性PZT陶瓷。因此,弛豫铁电单晶高压电性能的产生机理一直是铁电压电领域的研究热点。本文主要介绍了弛豫铁电单晶材料在近些年的发展,从本征压电效应(晶格压电畸变)的角度归纳总结了弛豫铁电单晶高压电效应的产生机理,着重探讨了弛豫铁电单晶的重要特点—剪切压电效应。在本征效应的基础上,本文对弛豫铁电单晶压电效应与晶体组分、切向以及温度的关系进行了分析。需要指出的是,目前基于本征角度对弛豫铁电单晶高压电效应的分析仍处于定性的阶段,因而还不能完全排除一些可能导致弛豫铁电单晶高压电效应的非本征物理机制。  相似文献   

15.
0-3型压电复合材料覆盖层水下 吸声性能的理论研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
于利刚  李朝晖  马黎黎 《物理学报》2012,61(2):24301-024301
目前压电分流阻尼技术在振动和噪声领域的应用得到了广泛的关注. 本文尝试将压电分流阻尼技术应用于水下吸声领域, 以提高覆盖层的吸声性能. 将压电覆盖层厚度模态的机电方程和声波传播的传递矩阵相结合, 建立一维电声模型. 该模型可以用于分析多层压电和非压电水下吸声覆盖层的吸声性能. 采用该模型分析了0-3型压电复合材料覆盖层的水下吸声性能. 压电复合材料的参数是采用Furukawa的模型计算的. 研究结果表明, 采用合适的分流电阻, 负电容分流电路可以在较宽的频率范围显著提高覆盖层的吸声性能. 其原理可以从阻抗匹配的角度解释, 负电容分流电路可以调整压电覆盖层的表面声阻抗, 使之与水的特性声阻抗相匹配.  相似文献   

16.
This paper presents a theoretical analysis of vibration control technology of wind turbine blades made of piezoelectric intelligent structures. The design of the blade structure, which is made from piezoelectric material, is approximately equivalent to a flat shell structure. The differential equations of piezoelectric shallow shells for vibration control are derived based on piezoelectric laminated shell theory. On this basis, wind turbine blades are simplified as elastic piezoelectric laminated shells. We establish the electromechanical coupling system dynamic model of intelligent structures and the dynamic equation of composite piezoelectric flat shell structures by analyzing simulations of active vibration control. Simulation results show that, under wind load, blade vibration is reduced upon applying the control voltage.  相似文献   

17.
A piezoelectric strip with finite width and thickness is placed on top of an isotropic elastic half-space. Acoustical field can be excited when a voltage is across the piezoelectric strip. An analytical method is presented to calculate the acoustical field by the dynamics characteristics of the piezoelectric strip. Considering the piezoelectric strip as an anisotropic material of the 6 mm-type crystal system, we study the two-dimensional P-SV acoustical fields inside the piezoelectric strip and the isotropic half-space. The displacement and stress distributions are analysed thoroughly. The effects of the width and thickness of the piezoelectric strip and other parameters on the acoustical field are also analysed.  相似文献   

18.
A relationship is proposed between the piezoelectric coefficient and the dielectric constant (or refractive index) based on classical dispersion theory. Piezoelectric lattice vibrations are associated with ionic polarizations at optical frequencies. This relation is applied to study the piezoelectric lattice vibrations in α-quartz, and agreement is found between the calculated and the measured value of the piezoelectric coefficient. No direct experimental method for measurement of piezoelectric coefficients at optical frequencies exists; however, in terms of the proposed relation, piezoelectric coefficients at optical frequencies can be evaluated from infrared reflection measurements.  相似文献   

19.
针对压电陶瓷驱动器的非线性应变,以压电陶瓷微位移驱动原理为基础,分析了扫频激光器腔长控制原理;在硬件时钟的定时下,分析了压电陶瓷的驱动特性,并通过调整驱动信号的步长电压来调节压电陶瓷的非线性。设计了基于虚拟仪器的控制系统,并对线性化方法进行了原理分析和实验。实验结果表明,该测量系统可以使压电陶瓷在其伸长范围内线性地伸长。  相似文献   

20.
压电条SH声辐射场研究   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
张碧星  汪承灏 《物理学报》2005,54(5):2111-2117
具有一定宽度和厚度的无穷长压电条置于均匀各向同性半空间上, 压电条在电激励下产生机械振动从而在整个空间产生声场. 将压电条取为6mm晶系, 其对称主轴沿长度方向. 针对这 种压电换能器结构, 深入研究了SH波的激发和辐射特性. 首先将压电条中的声场展开为傅里 叶级数, 而将压电条下的无界半空间中的声场展开为傅里叶积分, 然后根据边界条件得到了 整个空间中声场的求解方案, 通过数值模拟计算了声场的分布特性, 并和传统方法进行了定 量的对比和分析. 最后采用最陡下降法(鞍点法)研究并得到了压电条声辐射场的远场近似表 达式, 分析了声场的指向性规律. 结果表明只有当频率f和压电条宽度a的乘积 fa<1 kHz·m 时, 传统方法得到的结果是可靠的,当频率升高时,压电条内应力和位移呈振荡式分布,频率愈高振荡愈激烈,且与传统方法的差异愈大.本文对声学微系统与声传感器件的研究具有 重要意义. 关键词: 压电条 6mm晶系 表面位移 指向性因子  相似文献   

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