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2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：缪幸圆李国清尹潇然徐巍 430074 湖北省武汉市洪山区珞瑜路1037号华中科技大学力学系 430074 湖北省武汉市洪山区珞瑜路1037号华中科技大学力学系 430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

采用状态空间法和傅里叶级数,本文给出了置于粘弹性地基上压电板弯曲问题的解析解,重点考虑了部分电极表面上作用分布的或集中的机电荷载的情况,研究了压电板弯曲时力电行为与各种结构和材料参数之间的关系.研究发现:在机械作用占主导... 详细信息

采用状态空间法和傅里叶级数,本文给出了置于粘弹性地基上压电板弯曲问题的解析解,重点考虑了部分电极表面上作用分布的或集中的机电荷载的情况,研究了压电板弯曲时力电行为与各种结构和材料参数之间的关系.研究发现:在机械作用占主导的载荷条件下,粘弹性地基上压电板的力电行为类似于弹性板弯曲蠕变行为;而在电压作用占主导的载荷条件下,压电板的力电行为可归类为电松弛而且电致变形并非简单弯曲变形形式.研究还发现载荷在部分电极的分布情况对压电板的行为有重要影响:一方面,随部分电极板面积的增大压电板的挠度也非线性增大;另一方面,在电极覆盖面的附近存在应力集中和电场集中的现象,尤其在点电荷或集中力作用下电极与压电板交界面处的应力与电场集中十分严重,而高粘性的弹性地基有助于减缓这些局部效应.最后,文中还研究了板的力电行为与板的长高比关系,结果表明:随着板的长高比增加,板中力电场随时间的变化越显著;对于板长高比大于6以上的压电薄板,无论载荷情况板中力电场沿厚度的变化基本都呈线性变化,而对于压电厚板,力电场沿厚度的变化呈现非线性变化,尤其因粘弹性地基的作用增强了这种非线性,即在考虑粘弹性地基上压电板动力响应时简单的层间弯曲变形(layer-wise)或低阶剪切板假设已经不能成立.

关键词：粘弹性地基压电板弯曲变形力电行为

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具有质量层的压电结构中Love波传播

具有质量层的压电结构中Love波传播

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2010全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：颜良法杜建科王骥浙江省宁波市风华路818号宁波大学压电器件技术实验室

分析了半无限大弹性基体上粘接有质量层的压电薄膜的压电层状结构中Love波的传播特性。基于线性压电弹性理论得到Love波的控制方程。利用压电层与基体的界面连续条件和电学开路与短路件,得到波传播的相速度方程。对于压电层为BaTiO,基体... 详细信息

分析了半无限大弹性基体上粘接有质量层的压电薄膜的压电层状结构中Love波的传播特性。基于线性压电弹性理论得到Love波的控制方程。利用压电层与基体的界面连续条件和电学开路与短路件,得到波传播的相速度方程。对于压电层为BaTiO,基体为SiO的情形给出了相速度曲线以及位移、电势和剪应力的分布情况。详细讨论了质量层厚度对波传播的影响。

关键词： Love波压电质量层传感器

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石英板厚度扭转模态声波滤波器分析

石英板厚度扭转模态声波滤波器分析

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2010全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：尹歆杜建科王骥杨嘉实浙江省宁波市风华路818号宁波大学压电器件技术实验室 Department of Engineering Mechanics University of NebraskaLincolnNE 68588-0526USA

本文研究了厚度扭转模态下的旋转Y切石英板振动问题。该板具有两对电极,其中一对接通输入电压,另一对输出信号,并与外电路连接。这种结构广泛应用于声波滤波器以及其他重要的压电器件,如谐振器、微量天平、压电质量传感器、压电陀螺仪... 详细信息

本文研究了厚度扭转模态下的旋转Y切石英板振动问题。该板具有两对电极,其中一对接通输入电压,另一对输出信号,并与外电路连接。这种结构广泛应用于声波滤波器以及其他重要的压电器件,如谐振器、微量天平、压电质量传感器、压电陀螺仪、换能器等。本章将研究该结构的自由振动和受迫振动情况,以及谐振频率、能陷形式、输出电压。

关键词：石英晶体板振动声波滤波器

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圆柱壳的静力控制

圆柱壳的静力控制

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2010全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：饶正邹鸿生浙江省杭州市浙大路38号浙江大学航空航天学院

本文研究圆柱壳的静态控制。首先定义压电应力组成成分,推出压电片应力方程。采用经典弹性理论的三角级数解法,得到外力作用下圆柱壳的内力、弯矩和位移,根据Kirchhoff & Love薄壳理论,得到弹性柱壳的应变。推出通电时作动器对弹性... 详细信息

本文研究圆柱壳的静态控制。首先定义压电应力组成成分,推出压电片应力方程。采用经典弹性理论的三角级数解法,得到外力作用下圆柱壳的内力、弯矩和位移,根据Kirchhoff & Love薄壳理论,得到弹性柱壳的应变。推出通电时作动器对弹性圆柱壳的控制内力和弯矩方程。建立静力控制模型。得到外加电场与静力共同作用时柱壳的控制内力及弯矩。运用弹性薄壳理论的弹性方程,推出控制位移。与均布载荷作用时无压电作动器的弹性柱壳的位移相比较,得到电场对圆柱壳的静力控制效果。

关键词：压电作动器 Kirchhoff&Love薄壳理论均布荷载

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压电介质中声波的时域有限差法正演模拟

压电介质中声波的时域有限差法正演模拟

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2010全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：于小利曹明罗中涌公勋章德近代声学教育部重点实验室南京大学声学所

本文基于时域有限差分方法对压电介质中的声波进行了数值分析。根据时域有限差分理论对压电材料的高斯方程和牛顿运动方程在空间和时间域进行了离散化,通过得到的差分方程可以直接得出声波传播的时域数值解。由于只考虑XZ平面,所以计算... 详细信息

本文基于时域有限差分方法对压电介质中的声波进行了数值分析。根据时域有限差分理论对压电材料的高斯方程和牛顿运动方程在空间和时间域进行了离散化,通过得到的差分方程可以直接得出声波传播的时域数值解。由于只考虑XZ平面,所以计算的场量只包括3个应力分量,2个质点速度分量。本文还应用完全匹配层吸收边界条件来减少人为引入的反射。总结了用时域有限差分方法模拟压电介质中声波传播的流程。给出了声波在压电介质中传播的可视化图形。数值实验验证了上述计算方法的有效性。

关键词：时域有限差分法完全匹配层压电介质

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含椭圆孔压电层合板的弯曲问题研究

含椭圆孔压电层合板的弯曲问题研究

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2010全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：邱剑高存法戴相花江苏南京市御道街29号航空宇航学院

基于Lekhnitskii的复势函数的方法,本文研究了无限大含椭圆孔压电层合板的弯曲问题。首先推导出了板在远处受弯时的应力函数、挠度和电势的解析解,进而分别得到了弯矩、电位移和膜应力的解析表达式。此外,通过数值算例研究了含圆孔两层... 详细信息

基于Lekhnitskii的复势函数的方法,本文研究了无限大含椭圆孔压电层合板的弯曲问题。首先推导出了板在远处受弯时的应力函数、挠度和电势的解析解,进而分别得到了弯矩、电位移和膜应力的解析表达式。此外,通过数值算例研究了含圆孔两层压电板孔周附近膜应力和电势的分布规律。

关键词：压电层合板椭圆孔弯曲复势函数法

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功能梯度压电悬臂梁在热载和横力下的解析解

功能梯度压电悬臂梁在热载和横力下的解析解

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2010全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：黄德进王骥浙江省宁波市风华路818号宁波大学工程力学系

对功能梯度压电悬臂梁在热载和自由端受横力作用下的弯曲问题进行了研究。梁的材料常数可以是厚度坐标的任意函数,梁中的热传导问题为沿厚度方向的一维问题。从平面应力问题的基本方程出发,假定应力函数和电位移函数形式,由应力函数和... 详细信息

对功能梯度压电悬臂梁在热载和自由端受横力作用下的弯曲问题进行了研究。梁的材料常数可以是厚度坐标的任意函数,梁中的热传导问题为沿厚度方向的一维问题。从平面应力问题的基本方程出发,假定应力函数和电位移函数形式,由应力函数和电位移函数求导给出应力和电位移,利用协调方程和边界条件可完全确定应力函数。文中给出了一个算例。

关键词：功能梯度材料压电梁热应力解析解

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“Y”锥组合流管无阀压电泵的原理与实验验证

“Y”锥组合流管无阀压电泵的原理与实验验证

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2010全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：黄俊张建辉江苏省南京市御道街29号南京航空航天大学精密驱动研究所

本文提出了"Y"锥组合无移动部件阀,并利用其结构研制了新型的"Y"锥组合无阀压电泵。对"Y"形流管的局部阻力系数进行了理论分析,并结合传统锥形流管的局部阻力系数,推导了"Y"锥组合流管的局部... 详细信息

本文提出了"Y"锥组合无移动部件阀,并利用其结构研制了新型的"Y"锥组合无阀压电泵。对"Y"形流管的局部阻力系数进行了理论分析,并结合传统锥形流管的局部阻力系数,推导了"Y"锥组合流管的局部阻力系数;然后,利用CFX软件对"Y"锥组合流管无阀压电泵进行了流场模拟与分析,结果表明了"Y"锥组合无阀压电泵具有单向传输的泵功能;最后,制作了"Y"锥组合流管无阀压电泵,并进行了泵流量试验。实验结果表明:使用电压100V改变频率,当频率为15Hz时,最大流量为43.9ml/min。

关键词： "Y"形锥形流管组合压电无阀泵

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“2010年全国压电和声波理论及器件技木研讨会”征文

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科技导报 2010年第18期28卷 40-40页

中国力学学会、中国声学学会将于2010年12月10日召开“2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会”。

关键词：器件声波压电征文中国力学学会中国声学学会技术研讨会

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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

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2010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：面剪切一阶板的理论频率温度特性

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