壓電材料以其特有的力電耦合效應(yīng)已廣泛應(yīng)用于各類工程中,例如壓電傳感器,壓電變壓器,高精度壓電微動(dòng)平臺以及壓電機(jī)器人等。壓電換能器是壓電材料的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。壓電換能器是一種利用壓電材料的正逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能互換的能量轉(zhuǎn)換器件。它可以用于超聲波檢測、超聲波測距、水下聲學(xué)。壓電換能器通常的工作頻率是其諧振頻率或反諧振頻率,所以研究各因素對壓電換能器工作頻率的影響可以有效指導(dǎo)高性能壓電換能器的設(shè)計(jì)及優(yōu)化。功能梯度(FGM)材料是一種在梯度方向上材料屬性按某種連續(xù)函數(shù)形式分布的新型材料。由于材料屬性連續(xù)變化,所以功能梯度材料擁有一般復(fù)合材料所不具備的優(yōu)勢。將壓電材料與功能梯度材料概念相結(jié)合可以得到功能梯度壓電材料,為壓電換能器的設(shè)計(jì)提供了新的思路。本文研究了的一類徑向極化功能梯度壓電圓環(huán)形換能器徑向振動(dòng)特性。這類功能梯度壓電圓環(huán)形換能器中,除了泊松比以外,其它的材料常數(shù)都設(shè)為徑向位置的冪函數(shù)形式,但材料密度的功能梯度指數(shù)與其它材料參數(shù)的功能梯度指數(shù)可不相同。運(yùn)用壓電線性彈性理論,給出了這類功能梯度壓電換能器在徑向振動(dòng)情形的通解,通過引入邊界條件,給出諧振和反諧振頻率方程。推導(dǎo)出了內(nèi)外... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究方法及主要工作
第二章 一類功能梯度壓電圓環(huán)徑向振動(dòng)的理論分析
    2.1 一類功能梯度壓電圓環(huán)徑向振動(dòng)的解析解
        2.1.1 柱坐標(biāo)下的基本方程
        2.1.2 徑向振動(dòng)的通解
    2.2 內(nèi)外表面均自由情形的功能梯度壓電圓環(huán)徑向振動(dòng)分析
        2.2.1 諧振和反諧振頻率方程
        2.2.2 數(shù)值計(jì)算及結(jié)果分析
    2.3 內(nèi)表面受彈性支撐外表面自由情形的功能梯度壓電圓環(huán)徑向振動(dòng)分析
        2.3.1 諧振和反諧振頻率方程
        2.3.2 數(shù)值計(jì)算及結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 功能梯度壓電圓環(huán)徑向振動(dòng)的ANSYS有限元分析
    3.1 ANSYS有限元軟件簡介
        3.1.1 ANSYS介紹
        3.1.2 ANSYS耦合場分析功能
        3.1.3 ANSYS模態(tài)分析的功能
    3.2 基于ANSYS的均勻壓電圓環(huán)振動(dòng)特性分析
        3.2.1 均勻壓電圓環(huán)的前處理設(shè)置
        3.2.2 均勻壓電圓環(huán)的頻率和模態(tài)分析
        3.2.3 有限元仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果比較
    3.3 基于ANSYS的功能梯度壓電圓環(huán)模態(tài)分析
        3.3.1 功能梯度壓電圓環(huán)的前處理設(shè)置
        3.3.2 有限元仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果比較
    3.4 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 總結(jié)
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2928475