發(fā)布時間：2021-03-11 14:22

　　面內磁場測量在電法勘探、航磁探測、周界安全等領域具有廣闊的應用前景。磁電傳感器因具有響應頻率范圍寬、靈敏度高等優(yōu)點,在磁探測領域表現(xiàn)突出。傳統(tǒng)的面內磁場幅值測量方法是使兩個相互垂直的單軸磁電傳感器同時工作,并在后期進行計算得出最終結果。這不僅需要額外的電路支持,還會因安裝精度不足而引入非正交誤差。針對現(xiàn)有問題,本文設計了一種具有高各向同性的磁電傳感器,旨在實現(xiàn)對面內磁場幅值的直接測量。首先,本文設計與制備了基于環(huán)形嵌套結構的磁電復合材料。考慮磁電性能、工藝難度和制作成本,選用具有優(yōu)異性能的PZT-5H和Terfenol-D作為壓電相和磁致伸縮相的材料。利用環(huán)氧樹脂與固化劑混合后的粘合作用,使兩種環(huán)形材料嵌套在一起,經(jīng)過抽真空、按壓、靜置、固化、焊接等流程,實現(xiàn)了實驗樣品的制備。然后,對環(huán)形嵌套結構的Terfenol-D/PZT磁電復合材料進行模擬研究。本文通過有限元仿真軟件,研究了材料體積比、偏置磁場大小、交流磁場大小及其頻率對磁電各向同性的影響。根據(jù)有限元計算結果,本文建立了基于彈性力學原理的理論模型,推導出了環(huán)形結構磁電復合材料各向同性比的計算公式,解釋了其對磁場方向的依賴特性,為... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)磁致伸縮曲線；(b)各磁化階段磁疇分布規(guī)律示意圖

影響材料的耦合性能。因此，需要將粘合后的材料放入真空包裝袋，并用真空機進行初步吸除氣泡處理（圖2-4(c)）。上述全部過程需在 3~6 分鐘內結束，隨后膠體開始固化。該過程中用到的真空包裝機能夠數(shù)字化設置封口強度，一鍵式全自動封口，抽真空到額定標準-0.07MPa 即自動停止，操作簡便、封口迅速，有效減少材料膠層氣泡。圖 2-4 材料制備流程為了防止膠體固化過程中 PZT 與 Terfenol-D 錯位，將粘合好的材料置于水平無磁的純銅基板上（圖 2-4(d)），用相同的銅塊蓋于材料上方，使材料均勻受力

論與分析各向同性的仿真結果及材料對外加磁場應力時，其會產(chǎn)生額外的電荷，這些電的固體，應力也會引起成比例的應變[42與其體積應變 θ 也有相似的比例關系。 可寫成：= 。對于壓力和張力來說，它們的符號相應變?yōu)樨撝�。但在本文研究的模型當中體積應變取絕對值。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺談壓電材料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 段利利,邢健.  山東工業(yè)技術. 2015(22)
[2]應用COMSOL有限元軟件分析電磁響應特性[J]. 許亮.  無線互聯(lián)科技. 2012(11)
[3]基于磁場傳感器的層狀磁電復合材料動態(tài)特性的有限元模型研究[J]. 張納,王博文,李淑英,王志華,黃文美,翁玲.  儀器儀表學報. 2010(07)
[4]磁致/壓電/磁致層合材料磁電響應分析[J]. 楊帆,文玉梅,鄭敏,李平.  傳感技術學報. 2006(06)

博士論文
[1]異形磁電復合材料增強磁電效應的理論和實驗研究[D]. 張茹.南京師范大學 2018
[2]環(huán)形層狀磁電復合材料的制備及其性能研究[D]. 徐麗蓉.北京科技大學 2018
[3]磁致伸縮/壓電層合磁電換能器非線性模型及其分形特征研究[D]. 栗建中.重慶大學 2017

碩士論文
[1]疊層磁電復合材料PZT/Terfenol-D相位特征的研究[D]. 馬遠君.陜西師范大學 2016
[2]采用彈性基底的壓磁壓電層合結構的磁電響應研究[D]. 楊偉偉.重慶大學 2008



本文編號：3076604