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箱型梁波动弥散特性的回传射线矩阵分析

箱型梁波动弥散特性的回传射线矩阵分析

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：蒋吉清叶贵如陈伟球 310058 浙江省杭州市余杭塘路388号浙江大学土木工程学系 310027 浙江省杭州市38号浙江大学航空航天学院应用力学系

本文基于折板理论建立箱梁的弹性分析模型,同时考虑板的拉伸和弯曲运动,并采用回传射线矩阵法分析弹性波在无限长箱梁中的弥散特性.假设箱梁由多块薄板拼接而成,对每块薄板引入一对局部对偶坐标系,求解局部坐标系下无限长薄板的基本行波... 详细信息

本文基于折板理论建立箱梁的弹性分析模型,同时考虑板的拉伸和弯曲运动,并采用回传射线矩阵法分析弹性波在无限长箱梁中的弥散特性.假设箱梁由多块薄板拼接而成,对每块薄板引入一对局部对偶坐标系,求解局部坐标系下无限长薄板的基本行波解.根据薄板连接处的位移协调条件和力平衡条件建立箱梁的散射关系,同时,根据对偶局部坐标系的内在联系得到结构相位关系,最后推导出回传射线矩阵以及箱梁中波传播的特征方程,并以此求解结构的弥散曲线.本文的分析有助于了解箱梁结构的动力特性,为瞬态响应计算奠定基础.此外,由于所采用的回传射线矩阵法具有列式统一、数值计算稳定等优点,可推广用于任意拼接形式的薄板组合结构动力特性分析.

关键词：建筑工程箱型梁波动弥散特性回传射线矩阵法

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基于压电加速度计的低频同振式矢量水听器小型化的研究

基于压电加速度计的低频同振式矢量水听器小型化的研究

引用

2009年全国压电和声波理论及器件技术研讨会暨2009年全国频率控制技术年会

作者：洪连进方尔正武甜甜 150001 哈尔滨工程大学水声技术国防重点实验室

根据压电加速度计工作原理以及声学理论，提出一种基于三轴向压电加速度计的同振式矢量水听器。针对低频矢量水听器小型化问题，设计一种高灵敏度及小体积的三轴向压电加速度计。该加速度计采用电荷输出，各通道灵敏度可达11000 pC／g... 详细信息

根据压电加速度计工作原理以及声学理论，提出一种基于三轴向压电加速度计的同振式矢量水听器。针对低频矢量水听器小型化问题，设计一种高灵敏度及小体积的三轴向压电加速度计。该加速度计采用电荷输出，各通道灵敏度可达11000 pC／g，加速度计内部没有ICP转换电路。在此基础上研制了具有三个振速通道和一个声压通道的球形矢量水听器，矢量水听器直径为130mm，工作频带为20-1000Hz。振速通道声压灵敏度为-178dB(1000Hz，0dB=1V／μPa)，声压通道灵敏度为-211dB。研究结果表明：在采用电荷输出方式、且矢量水听器的工作指标并未降低的条件下，可以将球形矢量水听器的直径由原来的220mm成功减小为130mm。

关键词：矢量水听器小型化低频同振式压电加速度计三轴向通道灵敏度

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功能梯度压电材料平面问题的辛弹性力学解法

功能梯度压电材料平面问题的辛弹性力学解法

引用

第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：赵莉陈伟球浙江省杭州市余杭塘路388号浙江大学土木工程学系

本文在哈密顿体系下分析横观各向同性功能梯度压电材料的平面问题,考虑沿长度方向材料参数为指数变化,通过引入对偶变量建立相应的状态方程,并求解了特殊本征值的本征解。与均匀压电材料相比,本文利用"移位"Hamilton矩阵的概... 详细信息

本文在哈密顿体系下分析横观各向同性功能梯度压电材料的平面问题,考虑沿长度方向材料参数为指数变化,通过引入对偶变量建立相应的状态方程,并求解了特殊本征值的本征解。与均匀压电材料相比,本文利用"移位"Hamilton矩阵的概念,建立起相应的辛共轭正交关系,并把特殊本征值的本征解与均匀材料进行了对比,发现材料的非均匀性使特殊本征解的形式发生了变化。辛方法在问题的求解中能凸显物理意义,可进一步应用于其它功能梯度压电材料问题。

关键词：功能梯度材料平面问题辛方法移位Hamilton矩阵

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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

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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：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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以溶胶凝胶法制备压电陶瓷

以溶胶凝胶法制备压电陶瓷

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第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：李茂順陳炳輝吳朗郭興家吳金昆台湾高雄应用科技大学电子系台湾台南县南荣技术学院电机系台湾台南县远东科技大学电子系台湾台南县远东科技大学电机系

以正丙醇（propyl alcoho1）为溶剂的溶胶凝胶法,被用来制备靠近形变相界（MPB）的锆钛酸铅（Zr/Ti～53/47）压电陶瓷。当回流时间为Pb:Zr:Ti=2:1:2时,所合成的凝胶溶液呈现淡黄色的透明状、无沉淀物。以DTA/TG、XRD及TEM等方法来分析... 详细信息

以正丙醇（propyl alcoho1）为溶剂的溶胶凝胶法,被用来制备靠近形变相界（MPB）的锆钛酸铅（Zr/Ti～53/47）压电陶瓷。当回流时间为Pb:Zr:Ti=2:1:2时,所合成的凝胶溶液呈现淡黄色的透明状、无沉淀物。以DTA/TG、XRD及TEM等方法来分析锆钛酸铅的粉末质量变动、结晶相及晶域结构。结果显示,煅烧条件为900℃/4小时及烧结条件为1100℃/2小时,可得到晶粒小于1μm,无焦绿石相,具钙钛矿结构的锆钛酸铅压电陶瓷。陶瓷体的相对密度达7.9g/cm,矫顽电场为15.6kV/cm,残余极化为8.54μC/cm,径向耦合系数约为0.42。

关键词：压电陶瓷溶胶凝胶法锆钛酸铅

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基于嵌入式系统的作物水胁迫声发射检测理论及视情灌溉系统研究

基于嵌入式系统的作物水胁迫声发射检测理论及视情灌溉系统研究

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2009年全国压电和声波理论及器件技术研讨会暨2009年全国频率控制技术年会

作者：李建凯杨世凤 300222 天津科技大学机械学院 300222 天津科技大学电子信息与自动化学院

水与一切生命活动是紧密相关的。植物的生命活动只有在一定的细胞水分状态下才能进行。然而，干旱正在成为一个严重问题，特别是在中国的北方地区及西北地区。本研究主要是在大型温室环境下，以西红柿为对象，通过大量数据分析与理论推... 详细信息

水与一切生命活动是紧密相关的。植物的生命活动只有在一定的细胞水分状态下才能进行。然而，干旱正在成为一个严重问题，特别是在中国的北方地区及西北地区。本研究主要是在大型温室环境下，以西红柿为对象，通过大量数据分析与理论推断，探讨作物水胁迫声发射的机理，并研究实现精准灌溉。研究的一个重要目的，是建立作物声发射与作物蒸腾、土壤水分、大气饱和亏、气温、光照等多因子数学模型。在植物水流通路上由于缺水而造成水流断裂时，植物木质部出现空穴现象，和声发射信号的产生。因此声发射可作为表征植物水分需求情况的指标之一。确定声发射与作物水分状态的量化关系，从而确立对主要作物实施精确灌溉的最优控制算法和数学模拟模型。通过将该算法和模型应用到嵌入式灌溉监测系统上，来探索一条缓解目前水资源紧张的途径。

关键词：视情灌溉作物水胁迫嵌入式系统声发射检测最优控制算法

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一种有效提高Ⅳ型弯张换能器有功辐射质量的方法

一种有效提高Ⅳ型弯张换能器有功辐射质量的方法

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2009年全国压电和声波理论及器件技术研讨会暨2009年全国频率控制技术年会

作者：刘文静夏铁坚周利生 310012 杭州应用声学研究所

一般来讲，弯张换能器因其具有低频、小尺寸、大功率等优异特性，在水声研究中，深受青睐，其中尤以Ⅳ型弯张换能器使用最为广泛。然而，Ⅳ型弯张换能器在振动的时候，由于长轴方向的振动与短轴方向的振动是反相的，这势必降低换能器振... 详细信息

一般来讲，弯张换能器因其具有低频、小尺寸、大功率等优异特性，在水声研究中，深受青睐，其中尤以Ⅳ型弯张换能器使用最为广泛。然而，Ⅳ型弯张换能器在振动的时候，由于长轴方向的振动与短轴方向的振动是反相的，这势必降低换能器振动时的有功辐射质量和电声转换效率。本文采用了一种有效避免Ⅳ型弯张换能器的反相辐射的方法，该方法的特点在于：在Ⅳ型弯张换能器的短轴端连接圆活塞同时仅使圆活塞与水接触，使得弯张壳体的其他部位不与水接触。理论研究、仿真计算和实验证明，该方法在保持换能器小体积(400*280*250立方毫米)的情况下，有效降低了换能器的谐振频率，显著提高了换能器的电声转换效率，在390Hz谐振频率处，声源级达到了192.2dB，电声效率超过了22％。

关键词：弯张换能器有限元法有功辐射质量电声转换效率振动控制

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节式压电梁的电阻抗模拟和实验研究

节式压电梁的电阻抗模拟和实验研究

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第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：匡友弟王卓李国清陈传尧华中科技大学土木工程与力学学院

在结构控制和结构损伤检测等方面,集成在结构中的压电单元的电阻抗信息有着重要的应用。本文研究含一对分布式压电激励器的节式梁的电阻抗。两层压电片在电路中并联,使弹性梁产生弯曲振动。根据电系统和机械系统间的类比关系,整个梁中... 详细信息

在结构控制和结构损伤检测等方面,集成在结构中的压电单元的电阻抗信息有着重要的应用。本文研究含一对分布式压电激励器的节式梁的电阻抗。两层压电片在电路中并联,使弹性梁产生弯曲振动。根据电系统和机械系统间的类比关系,整个梁中的压电节和弹性节的动态特性分别用一个5×5和4×4的等效电阻抗矩阵表示,并给出相应的阻抗方程。考虑节间的连续条件以及智能梁的力电边界条件,求解线性阻抗方程,得到系统的电阻抗。实验测试含一对压电片的两端自由梁的电阻抗,并与理论计算值比较,两者符合较好(见下图);在2800Hz内,从两者中提取的系统谐振频率误差不大于1.62%。对压电单元的相关参数研究表明:系统电阻抗与压电片的弹性常数和压电常数绝对值的变化趋势一致,与介电常数的变化趋势相反。压电常数和介电常数对系统频率无明显的影响。

关键词：梁压电电阻抗

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老化与高温储存对活化能(Ea)晶体谐振器件影响及产品寿命评估

老化与高温储存对活化能(Ea)晶体谐振器件影响及产品寿命评估

引用

2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会

作者：沈俊男杨晓玮张建聪赵岷江台晶(宁波)电子有限公司

本文透过长时间(long-term)的可靠性老化(Operation Life)与高温储存(High Temper Storage)定义出影响晶体谐振器(Quartz Resonator)活化能(Ea)的机制与模型,进而可预估热或电压加速环境作用下对产品寿命的影响.此预估模型仅针对5.0 mm&... 详细信息

本文透过长时间(long-term)的可靠性老化(Operation Life)与高温储存(High Temper Storage)定义出影响晶体谐振器(Quartz Resonator)活化能(Ea)的机制与模型,进而可预估热或电压加速环境作用下对产品寿命的影响.此预估模型仅针对5.0 mm×3.2 mm的金属焊封晶体谐振器,并指出在纯粹仅有热加速因子的高温储存相对起同时有热与电压的可靠性老化有着较高的活化能;在热与电压两项加速因子影响下,活化能会随着长时间老化的作用呈现递减的趋势,进而大幅增加产品寿命预测的不合理性.现有台晶(宁波)電子5.0ramx 3.2ram金属焊封晶体谐振器的Ea值经回归验证分析后确认为0.578eV,通过阿伦尼斯(Arrhenius)加速寿命理论,可预测并保证经过可靠性老化85℃@168hrs(7天)的产品等效该产品于25℃连续工作7389hrs(0.83年)不失效.

关键词：活化能晶体谐振器可靠性老化高温储存产品寿命评估体系

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基于ANSYS的石英晶体板厚度剪切振动的有限元分析

基于ANSYS的石英晶体板厚度剪切振动的有限元分析

引用

2009年全国压电和声波理论及器件技术研讨会暨2009年全国频率控制技术年会

作者：王骥史俊杜建科 315211 浙江省宁波市风华路818号宁波大学机械与力学学院压电器件技术实验室

有限元分析作为一种有效的数值方法，可以用来分析包括压电石英晶体谐振器在内的复杂结构的振动。谐振器通常工作在频率较高的厚度剪切(thickness-shear)模态。使用Mindlin板理论可以得到在石英晶体谐振器设计中十分重要的直行波位移和... 详细信息

有限元分析作为一种有效的数值方法，可以用来分析包括压电石英晶体谐振器在内的复杂结构的振动。谐振器通常工作在频率较高的厚度剪切(thickness-shear)模态。使用Mindlin板理论可以得到在石英晶体谐振器设计中十分重要的直行波位移和振动频率的解析解。但是当结构比较复杂时，例如板厚变化、带有电极和考虑支架时，位移的空间分布就很难获得。而这些解对于解释有限板厚度剪切振动中的主要性质，如频率变化和位移约束又很重要。比较精确的解决方案只能使用有限元方法。随着通用有限元软件诸如ANSYS，ABAQUS，NASTRAN，以及COSMOL等的逐渐成熟和个人电脑性能的提高，这些功能强大的工具已广泛用于石英晶体谐振器高频振动的设计。我们选择基于个人电脑和Windows的ANSYS作为分析平台，对典型的矩形和圆形石英晶体谐振器进行了分析，得到的位移分布的准确解可用于结构参数优化。

关键词：厚度剪切振动有限元法压电声波谐振器弹性板石英晶体板模态分析

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