【摘要】：本文首先從壓電效應(yīng)的實(shí)現(xiàn)出發(fā),利用Abaqus實(shí)現(xiàn)了壓電耦合效應(yīng),模擬了一款徑向振動(dòng)式圓柱形壓電換能器,得到了其本征頻率,并分析了幾何尺寸對(duì)本征頻率具體影響。之后,討論了該款換能器表面實(shí)際振動(dòng)情況,分析了其表面參量的振動(dòng)量級(jí)。其次,本文探索性的利用Abaqus中的聲學(xué)接觸單元將徑向振動(dòng)式圓柱形壓電換能器(固體介質(zhì))與水(流體介質(zhì))耦合在一起,完成了換能器外層流固耦合,自身壓電耦合的雙雙耦合模式,這是理論方法與有限差分法無法實(shí)現(xiàn)的。并分別計(jì)算了瞬態(tài)電壓和不同中心頻率電壓條件下?lián)Q能器表面實(shí)際激發(fā)的聲壓信號(hào)的具體時(shí)域波形,分析了不同中心頻率(電壓值大小相同)電壓輸入信號(hào)作用下,該款換能器表面所激發(fā)的實(shí)際聲壓量級(jí)。初步得出:以2k Hz到14k Hz中心頻率的余弦包絡(luò)曲線作為電壓輸入波形且加載電壓大小為500V時(shí),該款換能器距其表面1mm處實(shí)際激發(fā)聲壓量級(jí)介于2?102Pa至4?104Pa間。再次,本文嘗試性的利用無限元,初步解決了由于對(duì)無限大實(shí)際邊界進(jìn)行人工截?cái)嗨鶐淼姆祷夭▎栴}。并探索性的利用Abaqus計(jì)算了點(diǎn)聲源作用下的井孔和地層波場情況,通過與理論解法對(duì)比,驗(yàn)證有限元計(jì)算的正確性。說明Abaqus在井孔和地層波場計(jì)算問題上具有一定的適用性。最后,本文利用有限元,計(jì)算了將測井用換能器添加到基本井孔和地層模型中的波場,完整的模擬了實(shí)際測井過程。即從換能器加壓振動(dòng)到向流體內(nèi)輻射聲波,繼而傳入地層并產(chǎn)生反射波,最后在井內(nèi)接收聲波信號(hào)的一系列過程。并分別計(jì)算了500V瞬態(tài)電壓和500V中心頻率4khz余弦包絡(luò)曲線波形電壓作用下的實(shí)際測井過程的波場,并接收到了清晰的地層縱波、地層橫波及斯通利波�；掘�(yàn)證了對(duì)實(shí)際測井過程模擬的正確性。
【圖文】：

2-1 聲學(xué)接口單元的聲學(xué)-固體界面的法線方向下表所示。表 2-5 為 Abaqus 中可用接口單元單元名稱 可用ASI2D2 ASI2D3 ASI3D3 ASI3D4 ASI3D6 ASI3D8 ASIAX2 ASIAX3 us/CAE 中直接實(shí)現(xiàn)接口單元的定義，所以設(shè)置。的形成、發(fā)展及本質(zhì)特點(diǎn)作了簡要介紹界處理、流固耦合實(shí)現(xiàn)等模塊的理論及

第 3 章 徑向振動(dòng)式圓柱狀壓電換能器的前，，在水聲工程、超聲檢測、石油探測等諸多領(lǐng)域中，夾心式縱的使用最為廣泛。夾心式縱向振動(dòng)壓電換能器，因其縱向的機(jī)換效率高、功率容量大且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多樣、應(yīng)用方式靈活等諸多作者的喜愛。然而，夾心式縱向振動(dòng)壓電換能器本身也存在一于橫向幾何尺寸的要求和材料疲勞極限的影響使得換能器的輸限制。由于自身一維振動(dòng)方式，輻射范圍較窄，一般需以陣列形幾何體積、工藝等都有較大影響。著換能器研究的不斷深入， 柱狀 換能器以其輻射域廣等諸多優(yōu)，其中徑向振動(dòng)式圓管形換能器在石油領(lǐng)域應(yīng)用甚廣。管狀壓產(chǎn)生方式有兩種：其一基于材料的泊松效應(yīng)的縱-徑向轉(zhuǎn)換式，。徑向復(fù)合式壓電換能器是由徑向極化的壓電主體（管狀壓電陶（管狀金屬結(jié)構(gòu)）復(fù)合而成，如圖 3-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P631.83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2543957