石英晶體板高頻振動(dòng)模態(tài)的有限元分析
本文選題:諧振器 + 石英晶體; 參考:《力學(xué)季刊》2017年02期
【摘要】:厚度剪切振動(dòng)是石英晶體諧振器的工作模態(tài),精確了解厚度剪切振動(dòng)模態(tài)的分布對(duì)于諧振器的設(shè)計(jì)有著十分重要的意義.目前,由直行波假設(shè)計(jì)算得到的頻率和模態(tài)并不完全符合石英晶體板實(shí)際的精確振動(dòng)模式,也不能精確滿足工程設(shè)計(jì)的需要.本文基于Mindlin高階板理論,采用有限元法來(lái)分析石英晶體板的高頻振動(dòng)模態(tài),并在Linux并行集群上進(jìn)行計(jì)算來(lái)解決大規(guī)模的線性方程組的特征值計(jì)算問(wèn)題.通過(guò)計(jì)算得到了振動(dòng)頻率隨長(zhǎng)厚比變化的頻譜圖,其結(jié)果與已知文獻(xiàn)中的結(jié)果比較,符合得較好,驗(yàn)證了有限元結(jié)果的可靠性.同時(shí)給出了厚度剪切振動(dòng)在板中線處的位移分布,分析了金屬電極的不同質(zhì)量比對(duì)于厚度剪切振動(dòng)模態(tài)的影響,解釋了石英晶體板內(nèi)的復(fù)雜的振動(dòng)模式.本文的分析結(jié)果對(duì)石英晶體諧振器的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義.
[Abstract]:Thickness shear vibration is the working mode of quartz crystal resonator. It is very important to accurately understand the distribution of thickness shear vibration mode for the design of resonator. At present, the frequencies and modes calculated by the assumption of straight traveling waves do not fully accord with the actual exact vibration modes of quartz crystal plates, nor can they meet the needs of engineering design. Based on Mindlin's high-order plate theory, the finite element method is used to analyze the high-frequency vibration modes of quartz crystal plate, and the calculation is carried out on Linux parallel cluster to solve the problem of eigenvalue calculation for large-scale linear equations. The frequency spectrum of the vibration frequency varying with the ratio of length to thickness is obtained. The results are in good agreement with the results in the known literature and verify the reliability of the finite element method. At the same time, the displacement distribution of thickness shear vibration at the line of plate is given, the influence of different mass ratio of metal electrode on thickness shear vibration mode is analyzed, and the complex vibration mode in quartz crystal plate is explained. The results obtained in this paper are helpful to the design of quartz crystal resonator.
【作者單位】: 寧波大學(xué)機(jī)械工程與力學(xué)學(xué)院;寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金(11372145)
【分類號(hào)】:TN752.2
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
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【相似文獻(xiàn)】
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8 李t,
本文編號(hào):2087093
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