壓電材料由于力電耦合的特性使其廣泛的應(yīng)用于智能器件和結(jié)構(gòu)中,除了經(jīng)典的壓電理論,還有考慮撓曲電效應(yīng)的壓電理論,壓電半導(dǎo)體理論和多孔壓電理論。智能器件和結(jié)構(gòu)中的一些力學(xué)行為用這些復(fù)雜的壓電理論來描述更為合適。本文主要考慮了壓電壓磁材料中磁電彈功能梯度界面層和壓電材料中撓曲電效應(yīng)、半導(dǎo)體效應(yīng)和多孔效應(yīng)對(duì)彈性波反射透射特性的影響。具體的內(nèi)容及創(chuàng)新性結(jié)論如下:（1）.研究了壓電壓磁界面處磁電彈功能梯度層對(duì)彈性波反射透射特性的影響,通過降階的方法建立了功能梯度層的狀態(tài)轉(zhuǎn)移微分方程,利用Magnus級(jí)數(shù)展開求解變系數(shù)矩陣微分方程,獲得功能梯度層的傳遞矩陣。最后,使用完好的界面條件得到各個(gè)散射波的反射和透射系數(shù),并應(yīng)用能量守恒定律驗(yàn)證數(shù)值結(jié)果。研究表明功能梯度層不同的梯度剖面對(duì)彈性波的反射和透射有明顯的影響,表面波比體波對(duì)不同的梯度剖面更敏感。（2）.考慮撓曲電效應(yīng),研究了彈性波在考慮了撓曲電效應(yīng)的無限大壓電空間的色散、在無限大壓電半空間的反射以及在三明治壓電板中的反射和透射。通過數(shù)值模擬,分析了撓曲電效應(yīng)對(duì)彈性波傳播的影響,并應(yīng)用能量守恒定律驗(yàn)證了數(shù)值結(jié)果。研究表明撓曲電效應(yīng)對(duì)壓電材料中彈性波的傳... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

通過磁電彈功能梯度三明治板的彈性波的反射和透射

?壓電和壓電半導(dǎo)體層狀結(jié)構(gòu)中彈性波傳播研究???五種梯度剖面如圖２－２所示，可以看出對(duì)于所有的梯度剖面都有??Ｆ（ｚ?＝?０）?＝?ｌ和Ｆ（ｚ?＝?；〇?＝?０，因此有尸（２?＝?０）?＝?／＾和尸（２?＝?／〇?＝?／＾。這意味著無??論哪種梯度剖面，磁電彈功能梯度板都可以實(shí)現(xiàn)從左側(cè)壓電材料到右側(cè)壓磁??材料材料參數(shù)逐漸的過度。??對(duì)于壓電和壓磁材料，磁電耦合系數(shù)％等于零，但是對(duì)于磁電彈功能梯??度板，它不為零。假設(shè)梯度板的磁電耦合系數(shù)《，為??？，（ｚ）?＝?４ａ，Ｆ（ｚ）（ｌ－Ｆ（ｚ））?（２－５１）??其中，七是常數(shù)，在數(shù)值算例中我們?nèi)。?＝０．００５ｅ－９?Ｎｓ／ＶＣ，??巧３?＝?０．００３ｅ－９Ｎｓ／ＶＣ［３６］。很明顯％（ｚ）取到最大值％?當(dāng)?Ｆ（ｚ）?＝?０．５?（對(duì)于?ｃａｓｅ２，??ｃａｓｅ４?和?ｃａｓｅ５，?ｚ?＝?０．５Ａ，對(duì)于?ｃａｓｅ】，ｚ＞０．５／ｚ，對(duì)于?ｃａｓｅ３，ｚ＜０．５／ｚ），在板??的兩側(cè)％?（ｚ）?＝?０。??Ｘ??

反射和透射系數(shù)不僅依賴于梯度剖面，還依賴于梯度板的厚度，圖２－５??和２－６給出了在五種不同的梯度剖面情況下，磁電彈功能梯度板的厚度對(duì)反??射和透射的影響。可以看出，當(dāng)板的厚度比較小時(shí)，五種不同的梯度剖面對(duì)??反射和透射的影響不明顯，隨著厚度的增加，影響開始變得明顯。無論是哪??種梯度剖面或者哪種波，隨著厚度的增加，反射和透射系數(shù)都呈現(xiàn)出起伏的??特征，而且在一些特定的厚度時(shí)，反射和透射系數(shù)會(huì)同時(shí)呈現(xiàn)出激烈的變化。??然而，對(duì)于不同的梯度剖面形式，會(huì)有不同的起伏變化規(guī)律，但是這些起伏??的現(xiàn)象只會(huì)在一定的厚度范圍內(nèi)出現(xiàn)。超過這個(gè)范圍，起伏變化規(guī)律開始逐??－２０?－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]層狀磁電復(fù)合材料中彈性波傳播若干問題的理論研究[D]. 龐玉.北京交通大學(xué) 2009
[3]彈性波在電磁彈性多層結(jié)構(gòu)中的傳播特性研究[D]. 陳江義.西安交通大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3325471