壓電換能器通常采用固定機(jī)電共振頻率的設(shè)計(jì)方法,但是在換能器長(zhǎng)期使用過程中,由于受到溫度等環(huán)境因素的影響,換能器機(jī)電共振頻率往往會(huì)發(fā)生改變,使換能器的機(jī)電共振頻率遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)的工作頻率,從而影響換能器的輸出效率。并且,當(dāng)要求不同的工作頻率時(shí),須重新設(shè)計(jì)新的換能器。本文提出一種利用磁場(chǎng)調(diào)控壓電振子機(jī)電共振頻率的方法,該方法基于磁電復(fù)合材料的磁-力-電耦合效應(yīng),將壓電振子與磁致伸縮材料構(gòu)成磁電復(fù)合材料,在單一直流磁場(chǎng)作用下,由于磁電耦合作用,使壓電體的機(jī)電共振頻率發(fā)生變化,實(shí)現(xiàn)壓電振子諧振頻率的磁場(chǎng)調(diào)控,為可控頻率的壓電換能器提供新的研究思路。本文基于磁致伸縮材料的△E效應(yīng),利用磁電復(fù)合材料的有效彈性模量隨磁場(chǎng)變化,使其機(jī)電共振頻率發(fā)生偏移的思想。采用彈性力學(xué)的方法,利用磁致伸縮和壓電體的本構(gòu)方程,數(shù)值計(jì)算壓電體電容(介電常數(shù))與磁場(chǎng)、頻率的函數(shù)關(guān)系,并以此模擬機(jī)電共振頻率隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系。磁電復(fù)合材料是將壓電材料和磁致伸縮材料以某種方式復(fù)合,在磁致伸縮和壓電效應(yīng)共同作用下,利用界面將磁致伸縮產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞給壓電體,實(shí)現(xiàn)磁電性能的乘積耦合。目前磁電耦合的結(jié)構(gòu)研究中,以層狀的磁電復(fù)合材料居多,層狀...

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１多鐵性材料中的磁電稱合ｗ??ｐ－４一

．－；??圖１．１多鐵性材料中的磁電稱合ｗ??圖１．１給出了多鐵性材料ｐ－４］兩種鐵性體的共存和一些序參量與外場(chǎng)的變化??關(guān)系，從圖中可Ｗ看到多鐵性材料在外磁場(chǎng)或外電場(chǎng)中會(huì)出現(xiàn)極化或磁化的現(xiàn)??象，并且在外電場(chǎng)的極化作用下會(huì)有應(yīng)力和應(yīng)變的產(chǎn)生。由于多鐵性材料存在這??種性質(zhì)，所Ｗ....

圖１．２?ＬＬ模式??

（２）?Ｔ－Ｌ模式：磁化方向與磁電復(fù)合材料厚度方向（橫向）平行，極化方向??與磁電復(fù)合材料長(zhǎng)度方向（縱向）平行；??圖１．３?Ｔ－Ｌ模式??（３）?Ｔ－Ｔ模式：磁化方向與磁電復(fù)合材料的厚度方向（橫向）平行，極化方??向與磁電材料厚度方向（橫向）平行；??３??

圖１．３?Ｔ－Ｌ模式??

ａ）?ＬＬ模式；磁化方向與磁電復(fù)合材料長(zhǎng)度方向（縱向）平行，極化方向??與磁電復(fù)合材料長(zhǎng)度方向（縱向）平行；??圖１．２?ＬＬ模式??（２）?Ｔ－Ｌ模式：磁化方向與磁電復(fù)合材料厚度方向（橫向）平行，極化方向??與磁電復(fù)合材料長(zhǎng)度方向（縱向）平行；??圖１．３?Ｔ－Ｌ模式??（３）....

圖１．４?Ｔ－Ｔ模式??

向與磁電復(fù)合材料的厚度方向（橫向）平行；??ｉｉ—ｇａｆｅＣＴ．?Ｍ。厶＾＾＾＊＊＾＊＊＾??圖１．５?ＬＴ模式??１９７２年Ｖａｎ?Ｓｕｃｈｅｔｅｌｅｎｅ為了區(qū)別單相材料和復(fù)合材料的磁電感應(yīng)，在復(fù)合材??料的磁電效應(yīng)中引入了乘積效應(yīng)【１４］。乘積效應(yīng)可Ｗ用公式如下表示：??磁電....

本文編號(hào)：3972187