检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学（G辑） 2007年第5期37卷 649-658页

作者：高立名王骥仲政杜建科同济大学航空航天与力学学院上海200092 宁波大学工学院压电器件技术实验室宁波315211

在均匀平板中,对于不同的相速度,瑞利波具有关于中面对称和反对称两个模态.如果平板是功能梯度材料,即平板的材料属性沿厚度方向连续变化,模态的对称性和频率将会有所改变,而增加或降低波速与变形,就在工程中有非常重要的应用价值.由于... 详细信息

在均匀平板中,对于不同的相速度,瑞利波具有关于中面对称和反对称两个模态.如果平板是功能梯度材料,即平板的材料属性沿厚度方向连续变化,模态的对称性和频率将会有所改变,而增加或降低波速与变形,就在工程中有非常重要的应用价值.由于梯度材料中的瑞利波很难用现有的解析方法来分析,该文采用层状模型进行研究,得到了当材料属性沿厚度方向指数形式变化和多项式形式变化时功能梯度平板中瑞利波的解;与已有的一些结果进行了比较,证明了此方法的的有效性和在工程中应用的可行性.

关键词：瑞利波表面声波功能梯度材料振动层状结构

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具有初应力的压电圆柱层状结构中的SH波传播

具有初应力的压电圆柱层状结构中的SH波传播

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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：杜建科金小英王骥宁波大学工学院压电器件重点实验室宁波 315211浙江

基于线性压电弹性理论，通过变换，将耦合波的控制方程简化为贝塞尔方程和拉普拉斯方程。利用位移、剪应力、电势和电位移在压电层与基体的界面上的连续条件，以及压电层表面的自由边界条件和电学开路与短路条件，分析了具有初始应力的... 详细信息

基于线性压电弹性理论，通过变换，将耦合波的控制方程简化为贝塞尔方程和拉普拉斯方程。利用位移、剪应力、电势和电位移在压电层与基体的界面上的连续条件，以及压电层表面的自由边界条件和电学开路与短路条件，分析了具有初始应力的压电圆柱层状结构中SH波的传播特性，研究了压电覆盖层中初始应力对SH波的影响。针对覆盖层为压电陶瓷材料PZT-5H，基体为铝金属的层状结构，分析了初始应力对相速度和机电耦合系数等波传播特性的影响，给出了随应力变化的频散曲线、群速度曲线和机电耦合系数曲线。

关键词：压电圆柱层状结构频散曲线机电耦合系数压电弹性耦合波

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热电偶臂构型尺寸对环形热电发电器性能的影响

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浙江大学学报（工学版） 2020年第5期54卷 947-953页

作者：张爱兵闫文凯庞丹丹王保林王骥宁波大学机械工程与力学学院压电器件技术实验室浙江宁波315211 河南城建学院河南省水体污染防治与修复重点实验室河南平顶山467036 西悉尼大学工程学院基础设施研究中心澳大利亚新南威尔士彭里斯2751

基于一维稳态热传导理论提出环形热电发电器(ATEG)的数学物理模型,考虑P型和N型热电偶臂的构型尺寸、材料热电性质不对称性以及界面接触阻力对其输出性能的影响.针对理想的环形热电发电器,基于最大能量转换效率原则建立P型和N型热电偶... 详细信息

基于一维稳态热传导理论提出环形热电发电器(ATEG)的数学物理模型,考虑P型和N型热电偶臂的构型尺寸、材料热电性质不对称性以及界面接触阻力对其输出性能的影响.针对理想的环形热电发电器,基于最大能量转换效率原则建立P型和N型热电偶臂构型尺寸与材料性质间的最优定量关系.考虑界面接触热阻和界面接触电阻效应的影响,给出相对于精确解更方便实用的电流线性简化解,确定环形热电发电器最大输出功率、最大能量转换效率对应的P型、N型热电偶臂圆周角度比.发现界面接触对小尺寸器件的热电偶臂圆周角度比影响显著,但随着器件构型尺寸的增大,比值逐渐趋近于理想器件的结果.当器件尺寸参数sr>2时,可以基于理想模型指导环形热电发电器的设计计算.

关键词：环形热电发电器热电偶臂构型尺寸接触阻力输出功率能量转换效率

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理想流体覆盖薄层对无限大弹性板中的声表面波影响的分析

理想流体覆盖薄层对无限大弹性板中的声表面波影响的分析

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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：王骥吴荣兴杜建科宁波大学工学院压电器件技术实验室

利用声表面波的传播特性进行流体性质测定早已引起人们的极大兴趣。一般说来,声表面波流体传感器具有频率高、体积小、测量速度快、结构简单和精度高等优点。随着检测技术的发展,声表面波流体传感器在石油、化工、医学和国家安全等领域... 详细信息

利用声表面波的传播特性进行流体性质测定早已引起人们的极大兴趣。一般说来,声表面波流体传感器具有频率高、体积小、测量速度快、结构简单和精度高等优点。随着检测技术的发展,声表面波流体传感器在石油、化工、医学和国家安全等领域发挥着巨大作用。因此,对声表面波流体传感器的精确和详细的理论分析是一项十分重要的工作。我们用一个包含流体的双层结构模型来简化典型的声表面波流体传感器,并用声表面波理论和理想流体模型来精确分析声表面波在弹性板和理想流体层中的传播。我们的研究工作先从覆盖理想流体的各向同性半无限大弹性体中的声表面波分析开始,得到了声表面波速度和流体层厚度之间的关系。我们的研究结果与早期的研究和实验结果非常接近。在此基础上,我们分析了基体是各向同性无限大弹性板的情况,发现随着流体厚度的不断减小,弹性板的振动开始表现为对称和反对称模态,这个结果与没有流体覆盖层的弹性板振动研究结果相吻合。因为实际传感器的基体都是由各向异性压电材料制造的,本文接着分析了基体是ST切石英晶体的半无限大弹性体和无限大弹性板的情况。我们发现,由于弹性体或弹性板与流体层的相互作用,实际振动会出现多个声表面波波速。本文得到的结果能够为声表面波流体传感器的设计提供坚实的理论基础。

关键词：声表面波理想流体传感器波速振动

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具有周期性电极的各向异性有限弹性体中声表面波的二维分析

具有周期性电极的各向异性有限弹性体中声表面波的二维分析

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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：王骥李展杜建科宁波大学工学院压电器件技术实验室

声表面波谐振器实际上是覆盖有周期性电极的有限大压电弹性体。对于这样一个复杂结构,虽然从理论上讲可以利用三维运动方程加上边界条件来精确地描述声表面波在其中的传播特性,但是由于运动方程及边界条件的复杂性,求解三维运动方程的... 详细信息

声表面波谐振器实际上是覆盖有周期性电极的有限大压电弹性体。对于这样一个复杂结构,虽然从理论上讲可以利用三维运动方程加上边界条件来精确地描述声表面波在其中的传播特性,但是由于运动方程及边界条件的复杂性,求解三维运动方程的解析解几乎是不可能的。理论上也可以利用有限元法来求解三维运动方程,但是庞大的矩阵运算对计算机的运算速度及内存有很高的要求,其求解结果的后处理也非常复杂。因此截止目前,对于声表面波的传播特性研究大多以简化的半无限空间模型为主。本文运用有限弹性体中声表面波二维理论来精确分析覆盖有周期性电极层的各向异性弹性体中的声表面波传播问题。取结构的一个周期作为计算单元,运用声表面波二维理论对覆盖电极层区域以及未覆盖电极层区域分别求解,并引入连续性边界条件以及周期性边界条件。通过对不同电极层厚度下各向异性基体中的声表面波波速的计算,我们发现声表面波波速随着电极层厚度的增加具有减小的趋势。当电极层厚度为零时所求得的波速与未覆盖电极层相应半无限大弹性基体中的声表面波波速相同,这就验证了我们分析的正确性。由于本文研究模型接近实际的声表面波谐振器,并且充分考虑了周期性电极的分布、尺寸效应以及材料属性,因此本文的研究方法以及得到的结论对于声表面波谐振器的分析和设计具有重要的实用价值。

关键词：声表面波谐振器周期性电极各向异性有限弹性体

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具有周期性电极的各向同性有限弹性体中声表面波的二维分析

具有周期性电极的各向同性有限弹性体中声表面波的二维分析

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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：王骥李展杜建科宁波大学工学院压电器件技术实验室

在声表面波谐振器分析和设计中,波速是一个非常重要的性能参数。Rayleigh最早求得了声表面波在半无限大各向同性材料中传播的波速,以后的研究则大多沿用这样一个简化的半空间模型。我们知道,实际的声表面波谐振器是覆盖有周期性电极(IDT... 详细信息

在声表面波谐振器分析和设计中,波速是一个非常重要的性能参数。Rayleigh最早求得了声表面波在半无限大各向同性材料中传播的波速,以后的研究则大多沿用这样一个简化的半空间模型。我们知道,实际的声表面波谐振器是覆盖有周期性电极(IDT)的有限大尺寸的压电弹性体,因此用传统的半空间模型来研究声表面波在这样一种复杂结构中的传播特性是不够精确的。本文运用有限弹性体中声表面波二维理论来精确分析声表面波在覆盖周期性电极层的各向同性基体中的传播问题。我们取结构的一个周期作为计算单元,运用声表面波二维理论对覆盖电极层区域以及未覆盖电极层区域分别求解,并引入连续性边界条件以及周期性边界条件。这样我们就可以得到声表面波在覆盖周期性电极层的弹性体中的传播特性。通过对不同电极层厚度下各向同性基体中的声表面波波速的计算,我们发现声表面波波速随着电极层厚度的增加具有减小的趋势。当电极层厚度为零时所求得的波速与未覆盖电极层相应半无限大基体中的声表面波波速相同,这就验证了我们分析的正确性。本文的研究也为继续分析基体为各向异性材料时的声表面波传播特性打下了基础。

关键词：声表面波谐振器周期性电极各向同性有限弹性体

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具有初应力的无限大弹性板中的声表面波分析

具有初应力的无限大弹性板中的声表面波分析

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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：王骥吴荣兴杜建科宁波大学工学院压电器件技术实验室

声表面波是沿着半无限大弹性固体表面传播的弹性波。实际的声表面器件由覆盖层和基体构成的层状结构。在压电器件生产和使用的过程中,由于加工工艺的影响和环境的改变等,结构中不可避免地会产生初应力。关于初应力对弹性板中Rayleigh波... 详细信息

声表面波是沿着半无限大弹性固体表面传播的弹性波。实际的声表面器件由覆盖层和基体构成的层状结构。在压电器件生产和使用的过程中,由于加工工艺的影响和环境的改变等,结构中不可避免地会产生初应力。关于初应力对弹性板中Rayleigh波传播性能影响的研究报道还不多。本文先从Biot有初应力情况下在正交各向异性固体里弹性波的方程开始,通过位移形式的假定和弹性系数的简化,得到各向同性半无限大弹性体内的Rayleigh波波速方程。如果不考虑初应力的影响,我们从这些方程得到的波速方程和早先前的结果一致。通过计算可以求出,当两个方向初应力之差达到一定数值后,初始应力对波速有着显著影响。我们接着考虑了初应力对弹性板中声表面波波速的影响,求得了不同板厚情况下波速随初应力变化的结果。发现随着两个方向初应力之差的增大,在各种不同板厚的情况下,波速都有减小的趋势。在一定数值范围内,波速和两个初应力之差存在线性关系。因为本文考虑的初应力为两个方向,较以往的研究更接近于声表面波传感器的实际特性,这也为考虑初应力情况下的表面波传感器的研制奠定了初步基础。

关键词：声表面波初应力传感器波速振动

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非线性波动方程同伦分析研究

非线性波动方程同伦分析研究

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中国力学学会学术大会'2009

作者：王骥吴荣兴杜建科宁波大学工学院压电器件技术实验室

本研究在考虑石英晶体材料的高阶弹性常数和应变相关性的情况下,建立了包括厚度剪切模态和拉伸模态的非线性Mindlin高阶板振动方程。接着,对该方程进行了截断(truncation)和验证,得到了需要进一步求解的一个非线性偏微分方程组。我们也... 详细信息

本研究在考虑石英晶体材料的高阶弹性常数和应变相关性的情况下,建立了包括厚度剪切模态和拉伸模态的非线性Mindlin高阶板振动方程。接着,对该方程进行了截断(truncation)和验证,得到了需要进一步求解的一个非线性偏微分方程组。我们也建立了考虑非线性本构关系的一维非线性纵波波动方程。针对以上两个非线性偏微

关键词：谐振器非线性偏微分方程有限差分同伦分析解析解

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薄膜体声波谐振器压电多层板结构振动分析

薄膜体声波谐振器压电多层板结构振动分析

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中国力学学会学术大会'2009

作者：王骥柳建松杜建科黄德进宁波大学工学院压电器件技术实验室

薄膜体声波谐振器(film bulk acoustic resonator,FBAR)作为一种新型压电声波器件,在GHz频率段以及要求谐振器元件与电路的较好兼容的无线通讯系统中越来越受到重视,其传感器应用也开始受到关注。这主要是得益于薄膜体声波谐振器频率高... 详细信息

薄膜体声波谐振器(film bulk acoustic resonator,FBAR)作为一种新型压电声波器件,在GHz频率段以及要求谐振器元件与电路的较好兼容的无线通讯系统中越来越受到重视,其传感器应用也开始受到关注。这主要是得益于薄膜体声波谐振器频率高、体积小和与电路兼容性好的独特性能。固嵌式薄膜体声波谐振器(solidlymounted resonator,SMR)是常见薄膜体声波谐振器结

关键词：薄膜体声波谐振器谐振频率厚度布拉格反射 SMR FBAR

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声表面波在功能梯度平板中的传播

声表面波在功能梯度平板中的传播

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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：高立名王骥仲政杜建科同济大学航空航天与力学学院宁波大学工学院压电器件实验室

在均质弹性板中,对于不同的相速度,瑞利波有关于平板中面对称和反对称的两种模态。如果平板的材料属性沿厚度方向呈梯度变化,模态的对称性将会有所改变。即材料的梯度变化将会增大或减小平板表面的位移。对于功能梯度材料平板中瑞利波... 详细信息

在均质弹性板中,对于不同的相速度,瑞利波有关于平板中面对称和反对称的两种模态。如果平板的材料属性沿厚度方向呈梯度变化,模态的对称性将会有所改变。即材料的梯度变化将会增大或减小平板表面的位移。对于功能梯度材料平板中瑞利波的传播,该问题的控制方程是一个变系数常微分方程组,很难得到其解析解。本文采用Frobenius级数方法对材料属性沿厚度方向呈线性变化的平板中瑞利波的传播进行了研究。将该问题的解展开成级数形式,并利用控制方程得到该级数的递推公式,再将该级数解带入上下表面的应力边界条件中,得到级数解中各项系数。利用Frobenius级数方法得到的相速度解与层合板模型解是一致的。很容易看到,当材料属性从上表面到下表面线性增加时,第一阶模态(较小的相速度)对应的下表面位移将会增加,上表面对应的位移将会减小;第二阶模态(较大的相速度)对应的位移恰好相反。当材料属性从上表面到下表面线性减小时,第一模态对应得下表面位移将会减小,上表面对应得位移将会增加;第二模态对应的位移与第一模态相反。本文采用的Frobenius法可以推广到其他形式的材料性能变化模式。材料性能呈线性规律变化的结果,可能在声表面波器件中得到应用。例如,在换能器中,可以将功能梯度材料应用到基体中,从而将电信号转化成更大的机械变形以改善其性能。

关键词：表面声波功能梯度材料 Frobenius 振动瑞利波

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