本文關(guān)鍵詞：部分電極AT切石英圓板厚度剪切振動分析及有限元仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石英晶體諧振器是一種提供頻率標(biāo)準(zhǔn)的頻率控制電子元件。隨著電子設(shè)備向小型化、高頻和低功率消耗方向發(fā)展,聲波諧振器受到越來越多的關(guān)注。石英晶體諧振器是目前應(yīng)用最為廣泛的聲波諧振器,因此如何進一步提高石英晶體諧振器頻率穩(wěn)定性已成為聲波器件行業(yè)研究的一個重要課題。要提高石英諧振器的頻率穩(wěn)定性,就需要對諧振器的工作模態(tài)以及寄生模態(tài)進行理論分析和仿真,了解石英晶體諧振器振動特性。因此本文旨在研究AT切圓板石英晶體諧振器的高頻厚度剪切振動問題。對于AT切圓板石英晶體諧振器的高頻厚度剪切振動問題,本文主要從兩個方面入手,一是通過相關(guān)石英晶體板理論對中心帶部分電極石英板模型進行求解;二是通過有限元的方法對石英晶體諧振器振動進行仿真。基于上述思路,本文的重點工作在中心帶部分電極石英晶體圓板的厚度剪切振動分析上。首先,文章介紹了壓電彈性體的基本理論,根據(jù)Tiersten的二維理論,推導(dǎo)了無限大和有限大AT切石英晶體板厚度剪切的頻率求解表達式。文章通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法,將二維標(biāo)量微分方程放在橢圓坐標(biāo)系中進行分離變量,得到Mathieu方程和修正Mathieu方程,最后結(jié)合邊界條件和連續(xù)性條件得到了圓板模型厚度剪切振動的諧振頻率。文章還通過二維和三維有限元的方法對中心帶部分電極石英晶體圓板模型進行了建模求解和模態(tài)分析,并將有限元計算得到的振動模態(tài)與理論方法的結(jié)果進行了對比分析。最后文章還從電極尺寸和質(zhì)量比兩個方面,考慮了電極層對石英板厚度剪切振動諧振頻率和模態(tài)分布的影響。
【關(guān)鍵詞】：石英晶體諧振器 厚度剪切振動 二維標(biāo)量微分方程 有限元分析 Mathieu方程
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN629.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題背景及研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 石英板理論研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 有限元方法的研究14-16
• 1.3 本文主要研究工作16-18
• 1.3.1 論文主要內(nèi)容及創(chuàng)新點16-17
• 1.3.2 本文結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第二章 石英諧振器基本理論18-36
• 2.1 引言18
• 2.2 石英諧振器概述18-24
• 2.2.1 石英晶體機理18-20
• 2.2.2 石英晶體諧振器振動模態(tài)20-23
• 2.2.3 石英晶體諧振器基本構(gòu)造23-24
• 2.3 石英晶體諧振器振動分析基本理論24-35
• 2.3.1 線性壓電理論24-25
• 2.3.2 無限大石英晶體板厚度剪切振動25-28
• 2.3.3 有限大石英晶體板厚度剪切振動28-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 石英晶體圓板諧振器振動分析36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 理論推導(dǎo)36-45
• 3.2.1 問題描述36-37
• 3.2.2 橢圓坐標(biāo)系和Mathieu方程37-43
• 3.2.3 振動模態(tài)43-45
• 3.3 數(shù)值算例分析45-49
• 3.3.1 算例模型45
• 3.3.2 基本模態(tài)和寄生模態(tài)45-46
• 3.3.3 電極對振動影響46-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 基于二維標(biāo)量微分方程的二維有限元分析50-58
• 4.1 引言50
• 4.2 COMSOL Multiphysics自定義PDE模式50-53
• 4.2.1 自定義偏微分方程應(yīng)用模式51-52
• 4.2.2 偏微分方程定解條件52-53
• 4.3 二維有限元分析53-55
• 4.3.1 建立模型53-54
• 4.3.2 設(shè)置PDE方程54
• 4.3.3 設(shè)置定解條件54
• 4.3.4 劃分網(wǎng)格54-55
• 4.3.5 求解55
• 4.4 數(shù)值算例及對比55-57
• 4.4.1 模型算例55-57
• 4.4.2 對比分析57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 石英晶體諧振器三維有限元分析58-70
• 5.1 引言58
• 5.2 等效密度法58-59
• 5.3 ANSYS有限元分析流程59-60
• 5.4 中心帶電極石英晶體諧振器建模分析60-63
• 5.4.1 單元類型選擇60
• 5.4.2 材料參數(shù)屬性設(shè)定60-61
• 5.4.3 建立幾何模型和網(wǎng)格劃分61-63
• 5.4.4 模態(tài)計算63
• 5.5 算例分析63-68
• 5.5.1 模態(tài)分析63-65
• 5.5.2 考慮電極對厚度剪切振動的影響65-67
• 5.5.3 對比分析67-68
• 5.6 本章小結(jié)68-70
• 第六章 總結(jié)和展望70-74
• 6.1 論文總結(jié)70-71
• 6.1.1 石英晶體諧振器厚度剪切振動模態(tài)分析70
• 6.1.2 電極對于石英諧振器振動的影響70-71
• 6.1.3 方法對比71
• 6.2 研究展望71-74
• 參考文獻74-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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3 楊小明,馮芒;利用函數(shù)級數(shù)展開法求解馬丟方程[J];太原理工大學(xué)學(xué)報;1999年06期

  本文關(guān)鍵詞：部分電極AT切石英圓板厚度剪切振動分析及有限元仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：278068