磁電彈基底表面制作有周期性排列的溝槽或條帶等結(jié)構(gòu)覆層,是磁電彈聲表面波器件的基本構(gòu)型。本文采用理論分析和有限元計(jì)算兩種方法,分別研究了磁電彈基底表面周期性溝槽/條帶結(jié)構(gòu)覆層中SH表面波的傳播特性。具體的研究?jī)?nèi)容如下:理論推導(dǎo)了磁電彈基底表面任意輪廓單胞的周期性溝槽（基底與溝槽為相同的磁電彈材料）以及條帶（磁電彈基底表面覆蓋金屬電極）結(jié)構(gòu)覆層中SH表面波的頻散方程。數(shù)值計(jì)算了SH表面波的頻散曲線和模態(tài)分布,考慮了溝槽/條帶的高度與寬度,以及一個(gè)單胞內(nèi)溝槽/條帶的位置對(duì)頻散曲線和模態(tài)分布的影響。采用COMSOL Multiphysics有限元軟件,對(duì)上述問題進(jìn)行了有限元模擬,有限元結(jié)果與解析解基本吻合。論文的主要結(jié)論如下:對(duì)于溝槽和條帶結(jié)構(gòu)覆層,第一帶隙均發(fā)生在共振條件0?（28）?（43）處,此時(shí)SH表面波的頻率和傳播速度均達(dá)到最小值。單胞內(nèi)凸起/電極的高度越大,帶隙越寬。當(dāng)溝槽寬度與周期比為0.5時(shí),其帶隙最大。相同單胞結(jié)構(gòu)尺寸下,溝槽結(jié)構(gòu)的帶隙比條帶結(jié)構(gòu)的帶隙寬很多。SH表面波主要被約束在基底表面單胞內(nèi)凸起或金屬電極的結(jié)構(gòu)覆層中傳播;單胞內(nèi)凸起/電極的高度或?qū)挾仍酱?則被約束的表面波... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

聲表面波器件基本結(jié)構(gòu)

通過設(shè)計(jì)這些周期結(jié)構(gòu)覆層的形狀、幾何尺寸(高度和寬度)、數(shù)量以及相鄰單胞之間的距離，還可以人為地調(diào)整聲表面波的傳播，實(shí)現(xiàn)聲表面波器件的特殊性能，如較少地反射聲波、改變波的傳播方向(聲表面波波導(dǎo))、散射波、以及把表面波轉(zhuǎn)換成體波等。如果設(shè)計(jì)以磁電彈復(fù)合材料為基底，表面為周期性排列的溝槽(groove)和條帶(strip)結(jié)構(gòu)覆層，研究 SH 波在其中的傳播特性，可以為制作磁電彈表面橫波（surface transverse wave，STW）器件提供必要的理論依據(jù)。因此，本論文將在半無限大彈性/壓電基底表面周期性排列的溝槽(groove）和條帶(strip)結(jié)構(gòu)覆層中SH 波傳播特性研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)展基底材料為磁電彈復(fù)合材料，用解析法和有限元兩種方法共同研究 l條件下磁電彈基底周期性排列的溝槽和條帶結(jié)構(gòu)覆層中 STW 波的傳播特性，此研究將為磁電彈表面橫波(STW)諧振器、濾波器和高頻延遲線[5,6]的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供必要的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。1.2 彈性/壓電基底周期性溝槽/條帶覆層結(jié)構(gòu)中聲表面波研究現(xiàn)狀

第二章 磁電彈基底周期性溝槽覆層結(jié)構(gòu)中 SH 波的傳播第二章 磁電彈基底周期性溝槽覆層結(jié)構(gòu)中 SH 波的傳播2.1 問題的描述半無限大磁電彈復(fù)合材料隆起一個(gè)任意輪廓的單胞，由圖 2-1 所示，沿x方向周期性排列形成磁電彈基底表面周期性溝槽覆層結(jié)構(gòu)。單胞的周期為 ，任意位置隆起的高度 y 是隨坐標(biāo)x變化的函數(shù)，用 y hf x 表示，其中h為隆起的最大高度。假設(shè)此單胞結(jié)構(gòu)的自由表面與真空相連�？紤]一頻率為 的 SH 波沿方向入射，并在以此單胞為周期的結(jié)構(gòu)中的傳播特性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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