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AT切割石英晶体板面剪切振动模态特性研究

AT切割石英晶体板面剪切振动模态特性研究

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：潘俏俏王骥阳丽君赵岷江 315800 浙江省宁波市北仑区黄山西路189号台晶(宁波)电子有限公司 315211 浙江省宁波市江北区风华路818号宁波大学机械工程与力学学院压电器件技术实验室

基于Mindlin板的理论,得到AT切割石英晶体板面剪切振动的频谱图,以及面剪切振动的频率温度特性结果,并且与实际样品的量测值进行比对.本文分别以三维精确理论和一阶板的理论对AT切割石英晶体板Z轴方向面剪切振动进行理论推导,计算出的... 详细信息

基于Mindlin板的理论,得到AT切割石英晶体板面剪切振动的频谱图,以及面剪切振动的频率温度特性结果,并且与实际样品的量测值进行比对.本文分别以三维精确理论和一阶板的理论对AT切割石英晶体板Z轴方向面剪切振动进行理论推导,计算出的频谱图可帮助晶片设计人员选择合适的晶片尺寸来避开厚度剪切振荡和面剪切振荡的偶合.温度特性对石英晶体谐振器来说至关重要,本文通过理论推导得出了Z轴方向的面剪切振荡的频率温度特性结果,这部份的结果结合频谱图可以帮助晶片设计人员找到在一定的温度范围内都无偶合情况出现的晶片尺寸.实际的样品量测的结果也被附加于论文中,用于和理论计算结果的比较.

关键词： AT切割石英晶体板面剪切振动模态特性三维精确理论一阶板理论

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新型压电叠堆泵的设计与实验研究

新型压电叠堆泵的设计与实验研究

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：袁欣裘进浩季宏丽孙佳邱涛 210016 南京航空航天大学航空宇航学院飞行器结构力学与控制教育部重点实验室 110035 沈阳飞机设计研究所综合强度部

提出了一种由压电叠堆做驱动元件的新型压电液压泵,阐述了其工作原理和结构设计.根据电、机械、流体之间的相互耦合作用建立了压电液压泵的动力学模型,为压电叠堆泵的设计提供了理论基础.以(O)10mmx60mm的叠堆作为驱动件,加工了压电叠... 详细信息

提出了一种由压电叠堆做驱动元件的新型压电液压泵,阐述了其工作原理和结构设计.根据电、机械、流体之间的相互耦合作用建立了压电液压泵的动力学模型,为压电叠堆泵的设计提供了理论基础.以(O)10mmx60mm的叠堆作为驱动件,加工了压电叠堆泵样机,搭建了实验平台进行试验研究.给叠堆施加以正弦驱动电压,在0到100Hz的工作频率范围内完成测试,最大输出流量288.5ml/min,最大输出压力为68kPa.对不同阀孔和阀片尺寸下的输出特性进行了对比,实验结果显示,在保证较好的截止性能前提下,增大阀孔孔径,增大阀片长度和减小阀片厚度可提高输出流量和输出压力.

关键词：压电液压泵压电叠堆结构设计动力学模型

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基于有限差分的双曲率压电层合薄壳的分布式传感信号分析

基于有限差分的双曲率压电层合薄壳的分布式传感信号分析

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：王雷任秉银邹鸿生岳洪浩 150001 黑龙江省哈尔滨市西大直街92号哈尔滨工业大学机电工程学院 310058 浙江省杭州市余杭塘路388号浙江大学航空航天学院

针对层合于双曲率弹性薄壳的成型式压电传感器的信号分析问题,提出一种求解等效压电振动传感信号的简化通用计算方法.利用有限差分理论将传感器离散划分为多个子区域,位于压电传感器内部和边界的差分节点对应的子区域具有不同的有效区... 详细信息

针对层合于双曲率弹性薄壳的成型式压电传感器的信号分析问题,提出一种求解等效压电振动传感信号的简化通用计算方法.利用有限差分理论将传感器离散划分为多个子区域,位于压电传感器内部和边界的差分节点对应的子区域具有不同的有效区域面积.传感信号受这些有效区域面积、节点位移和壳的几何参数(拉梅系数和弯曲半径)影响,将传感信号偏微分方程转化为广义的有限差分方程.以欧拉伯努利悬臂梁及四边简支板上布置压电传感器为算例,分析其有限差分传感信号的简化解析式.该方法对通用双曲率薄壳具有几何兼容性,适用于任意形状的压电传感器输出信号分析.

关键词：成型式压电传感器双曲率弹性薄壳传感信号分析有限差分法

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压电层合板屈曲分析的HRBF无网格法

压电层合板屈曲分析的HRBF无网格法

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：姚林泉陈富军刘昕 215006 苏州大学城市轨道交通学院 215006 苏州大学数学科学学院

径向基函数具有形式简单、各向同性等优点,近年来取得了很大的进展.由于板的弯曲和屈曲问题属于高阶边值问题,因此边界上的位移及转角作为本质条件强制.为保证解的精确性,本文引入Hermite径向基函数(Hermtie Radial Basis Functions,HR... 详细信息

径向基函数具有形式简单、各向同性等优点,近年来取得了很大的进展.由于板的弯曲和屈曲问题属于高阶边值问题,因此边界上的位移及转角作为本质条件强制.为保证解的精确性,本文引入Hermite径向基函数(Hermtie Radial Basis Functions,HRBF)插值方法.利用HRBF方法插值使得形函数及其导数都具有Kronecker delta性质.虽然配点法计算时间短,但稳定性不好.而Galerkin方法具有高简单,稳定性好等优点.故本文在无网格法离散方案上采用Galerkin法.基于薄板稳定性理论、压电层合理论和HRBF无网格方法,导出了压电层合板稳定性的离散化特征方程.通过对矩形板稳定性的数值计算验证本方法的有效性和精度,进一步计算了矩形压电层合板在面内载荷及电场作用下的稳定性区域.

关键词：压电层合板屈曲分析 Hermite径向基函数 Galerkin无网格法

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基于Mindlin板理论的用于谐振器设计的石英晶体板振动分析程序

基于Mindlin板理论的用于谐振器设计的石英晶体板振动分析程序

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：王骥陈玉梅阳丽君潘俏俏赵岷江 315211 浙江省宁波市江北区风华路818号宁波大学机械工程与力学学院压电器件技术实验室 315800 浙江省宁波市北仑区黄山西路189号台晶(宁波)电子有限公司

关于石英晶体谐振器设计的理论和方法已经得到了广泛的研究,其中应用最广的是Mindllin板理论.大量的研究都是针对具体问题进行的,但是目前还没有一个专门针对石英晶体谐振器设计的完整程序.本文介绍了基于Mindllin板理论的AT切石英晶体... 详细信息

关于石英晶体谐振器设计的理论和方法已经得到了广泛的研究,其中应用最广的是Mindllin板理论.大量的研究都是针对具体问题进行的,但是目前还没有一个专门针对石英晶体谐振器设计的完整程序.本文介绍了基于Mindllin板理论的AT切石英晶体谐振器设计的一个程序,因为AT切是实际生产中使用最多的一种晶体切型.该程序包括根据已知的频率、电极厚度等参数来推算出石英晶体板的厚度、最佳的电极长度、最优的石英晶体板尺寸等,并将考虑把计算电路参数的程序也加进去.利用这一程序,还可以计算出色散关系图、频率谱图、温频曲线等,为石英晶体谐振器的设计提供参考和建议.这些分析计算可以给出主要的器件指标如模态、频率、温频关系等的影响,从而有利于设计参数的初步估计和最佳选择,减少设计中的盲目性和试验时间,为基于计算分析的设计流程奠定基础.

关键词：谐振器结构设计石英晶体板振动分析程序明德林板理论

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基于压电阻抗技术的结构损伤模型实验研究

基于压电阻抗技术的结构损伤模型实验研究

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：蔡金标吴涛陈勇 310058 浙江省杭州市余杭塘路388号浙江大学土木工程学系 200032 上海市宛平南路75号上海市建筑科学研究院(集团)有限公司工程结构及机械技术事业部

利用压电阻抗(EMI)的结构健康监测技术,对工程结构中常见的梁杆构件进行了损伤模型实验研究.利用Agilent4294A精密阻抗分析仪,提取损伤前和损伤后不同频域范围内的电导纳信号进行分析.构件的损伤采用一定位置和深度的裂缝进行模拟,损伤... 详细信息

利用压电阻抗(EMI)的结构健康监测技术,对工程结构中常见的梁杆构件进行了损伤模型实验研究.利用Agilent4294A精密阻抗分析仪,提取损伤前和损伤后不同频域范围内的电导纳信号进行分析.构件的损伤采用一定位置和深度的裂缝进行模拟,损伤的程度采用裂缝数量的多少来模拟.实验结果表明:模型损伤发生后电导纳的模态峰值发生向左的偏移,不同频域内电导纳信号对于结构损伤的反应不同,一个合适的频域可以使电导纳信号能更好地判断结构是否发生了损伤.通过引入三种不同的损伤指标来研究如何定量地识别结构的损伤程度,经比较分析后认为,MAPD指标能较精确地识别结构的损伤程度.进一步通过多个压电片的合理分布及对其电导谱模态频率的偏移量的研究,能够较好地识别结构损伤的位置.本文的模型实验工作,为今后基于压电阻抗技术的结构损伤检测工程实践打好了良好的基础.

关键词：建筑结构损伤识别模型实验压电阻抗技术

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利用相位物体Z-扫描技术研究非线性光学物质溶液的温度动力学过程

利用相位物体Z-扫描技术研究非线性光学物质溶液的温度动力学过程

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：董曙光杨俊义税敏易传祥李中国宋瑛林 215006 苏州大学物理科学与技术学院 150001 哈尔滨工业大学理学院物理系 215006 苏州大学物理科学与技术学院 150001 哈尔滨工业大学理学院物理系

利用相位物体Z-扫描技术在纳秒激光脉冲作用下研究了一种新型聚合物的随时间和空间分布的温度变化.相位物体Z-扫描技术是一种具有高灵敏度的测量物质非线性光学特性的新型方法.根据开孔相位物体Z-扫描实验数据,可以得到非线性吸收系数.... 详细信息

利用相位物体Z-扫描技术在纳秒激光脉冲作用下研究了一种新型聚合物的随时间和空间分布的温度变化.相位物体Z-扫描技术是一种具有高灵敏度的测量物质非线性光学特性的新型方法.根据开孔相位物体Z-扫描实验数据,可以得到非线性吸收系数.通过解由非线性光学吸收引起的热传导方程,可以得到随时间和空间分布的温度变化.这种温度变化导致了声波在样品中的传播,声波在样品中的传播改变了样品的密度分布,温度和密度的改变共同导致了样品的折射率变化.根据数值模拟,最优化非线性折射理论曲线与闭孔Z-扫描实验曲线取得很好的一致性,验证了在溶液中的温度变化的存在与我们温度理论的正确性,也说明相位物体Z-扫描技术是一种测量温度变化的好方法.

关键词：非线性光学聚合物溶液温度动力学过程相位物体Z-扫描技术

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压电层合结构的子域配点法

压电层合结构的子域配点法

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：袁学帅陈富军姚林泉 215006 苏州大学数学科学学院 215006 苏州大学城市轨道交通学院

基于径向基函数近似的配点法是无网格方法中常用的主要方法之一,它具有实现简单和指数收敛性等优点,在解决偏微分方程边值问题中已得到了广泛应用.在一般情况下,认为在需要解决的问题域内是具有同一种材料(均匀性),对于多种材料组合问题... 详细信息

基于径向基函数近似的配点法是无网格方法中常用的主要方法之一,它具有实现简单和指数收敛性等优点,在解决偏微分方程边值问题中已得到了广泛应用.在一般情况下,认为在需要解决的问题域内是具有同一种材料(均匀性),对于多种材料组合问题,材料的非连续性需要特殊处理.由于压电结构通常由压电材料与基体材料层合而成,在处理力-电耦合的层合压电结构时,各层之间的材料属性不同而破坏了问题域内材料的连续性.从而,在利用光滑和全局的径向基函数解决这类问题时常常会遇到困难.本文采用完全耦合算法,将问题区域根据材料属性划分成子区域,导出压电层合结构的子区域配点法.在子域的交界面上分别施加力电连续性条件和相容性条件,增强了数值解的精确性和稳定性.通过对压电双晶和单晶梁的数值算例验证了该方法的有效性和精度.

关键词：层合压电结构径向基函数近似子域配点法无网格法

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新型微/纳米压电纤维复合材料的制备与性能研究

新型微/纳米压电纤维复合材料的制备与性能研究

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：陈彩凤韩霄丽刘军骆英 212013 江苏省镇江市学府路301号江苏大学材料科学与工程学院

压电复合材料由于具有高压电常数、高机电耦合系数和高介电常数等良好的压电性能,因此在超声换能器组件、高分辨率医疗成像系统、结构健康监测系统等领域有着广泛的应用前景.本文提出了一种新型的微/纳米PZT/环氧树脂1-3复合材料的制备... 详细信息

压电复合材料由于具有高压电常数、高机电耦合系数和高介电常数等良好的压电性能,因此在超声换能器组件、高分辨率医疗成像系统、结构健康监测系统等领域有着广泛的应用前景.本文提出了一种新型的微/纳米PZT/环氧树脂1-3复合材料的制备方法.本方法在采用化学活化制备具有规则有序多孔结构的碳模板的基础上,以溶胶凝胶的方法生成微/纳米PZT纤维,然后将环氧树脂浇入有序排列的PZT纤维获得微/纳米PZT/环氧树脂1-3复合材料.并用XRD和SEM观察了纤维试样的形貌,用HP阻抗分析仪测试了PZT/环氧树脂1-3复合材料的阻抗频谱图,按IEEE技术标准对其机电耦合系数进行了测量.结果表明PZT纤维排列有序,直径约为十个微米左右,长度可达几厘米,表面整洁光滑,结构为典型的钙钛矿型;该种复合纤维频带较宽,纵向机电耦合系数为45.8％,可望用于具优异正交异性的传感或驱动元件中.

关键词：压电复合材料纳米纤维环氧树脂制备工艺性能分析

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有限元法与阻抗法分析压电激励下的弹性薄板

有限元法与阻抗法分析压电激励下的弹性薄板

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：徐巍李国清尹潇然缪幸圆 430074 华中科技大学土木工程与力学学院力学系 430074 华中科技大学土木工程与力学学院力学系 430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

压电材料的阻抗作为一种便于测量且反映系统动力特性的物理量,对它的研究有重要的意义.本文从压电薄膜的动力学问题研究入手,尝试以理论解和有限元法结合,建立压电膜单元边界上输入作用与输出效应之间的联系.首先,根据压电板理论分析压... 详细信息

压电材料的阻抗作为一种便于测量且反映系统动力特性的物理量,对它的研究有重要的意义.本文从压电薄膜的动力学问题研究入手,尝试以理论解和有限元法结合,建立压电膜单元边界上输入作用与输出效应之间的联系.首先,根据压电板理论分析压电薄膜在简谐电压激励下的振动,得到一个5x5的阻抗矩阵,以它代表压电薄板的动力特性.然后,通过上述阻抗矩阵计算出压电薄膜产生的激励力和等效阻抗,并把此等效力施加到弹性板,进而建立包括压电阻抗的有限元模型,计算出压电激励下弹性板的动力学响应.以三种不同粘贴位置PVDF薄膜激励下弹性薄板作为数值算例,分别获得了系统动力学响应的有限元解和理论解.研究结果表明:本文给出的有限元结果和理论结果与其它方法的结果都相互吻合,从而说明所提出的模型和方法对分析压电激励薄板振动问题是十分有效的.文中还讨论了有限元法与阻抗法相结合的优点,此法尤其适用于多种不同结构形式和材料类型组成的智能板壳结构.

关键词：弹性薄板压电激励电阻抗法有限元法

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