两个压电圆柱夹杂的动力反平面相互作用（可复制毕业论文）.pdf

摘要与其它相应的力一电耦合材料相比,压电材料不但具有造价较低的特点,而且压电材料具有更高的能量密度、更高的效能和更广阔的发展空闻。因此,在自动控制和自动诊断等智能机构中,越来越多的压电材料的传感器和控制器被应用。在许多的实际设计中,由不同压电材料和弹性材料构成的层状压电结构被广泛地采用。所以层状压电材料的动力学响应问题越来越引起了人们的注意。本文是目前广为关注的研究含有缺陷压电材料的力学特性的重要组成部分。文中利用复变函数法和多级坐标法,考虑了在反平面机械荷载和平面内电荷载共同作用下,含有圆柱夹杂缺陷的压电材料的动力学特性。文中给出了既符合该问题的模型同时又满足边界条件的入射波场及散射波场的复变函数级数表达式。并利用正交函数展开技术,将问题简化为对一组无穷代数方程组的求解。给出的数值结果表明夹杂物理位置及几何尺寸变化,材料的压电参数变化,入射波的频率变化等都将影响材料的动应力集中系数。由结果可以看出,在力电耦合场共同作用下研究动应力集中问题具有重要的意义。关键词:压电介质;夹杂;多级坐标;波的散射;动应力集中哈尔滨了檀笱妒宦畚
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肆期:冲弓月哈尔滨工程大学学位论文原创性声明均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,结果由本人承担。作者┳:日
第绪论压电学的发展概况电荷,这是直接压电效应,反之,当外加一电压时,压电材料会产生应力和机械运动,这是反压电效应。压电学是晶体物理学的一个分支,它是研究压电材料在机械应力或电场作用下所发生的弹性效应和电极化效应相互耦合原理及其应用的一门学科。依据热力学方法,应用能量守恒和电力证实了逆压电效应,并给出了数值相等的石英晶体正,逆压电效应的压电常发现压电效应的数十年间,压电学并没有引起人们的足够重视。经过两次世界大战的刺激,对压电晶体及其应用的研究才取得了重大进展。关于压电铁电材料的广泛应用,是从四十年代中期开始的。三十多年来,随着近代科学技术的发展,这些应用获得了飞跃的发展。较主要的应用是:利用正压电效应先后研究成功压电引信、压电电源等多种压电发生器件以及振动加速度计、流体监控器等多种压敏传感器件。利用逆压电效应研制成功各种各样子的谐振特性和伸缩特性,研制成功压电谐振器、压电振荡器、压电滤波器、压电学的发展已经有一百年的历史了。压电现象最早由蚉值苡攴⑾帧!把沟纭保嗣家澹褪峭ü饧拥绯《守恒这两个定律,预先推知逆压电效应的存在。几个月后,居里兄弟用实验数。这些发现在科学界立即引起了很大的兴趣。首先由推荐了压电学这个名词,随后在热力学基础上建立了压电唯象理论。年指出,在三十二种点群的晶体中,仅有二十种非中心对称点群的晶体才可能具有压电效应。而每种点群晶体不为零的压电常数最多个,从而使压电唯象理论更完善和严格化。自然界中许多材料都呈现压电效应,目前已知的压电材料逾百种用途的超声波发生器以及压电扬声器。利用正逆压电效应研制成功压电陀螺、压电线性加速度表、压点延迟线、声纳以及压电声表面波器件。利用压电振哈尔滨檀笱学位论文
有的线性和非线性热释电效应,研制成功红外探测器、红外摄像管以及热释电发动机。利用压电铁电晶体的光学效应和压电效应,研制成功电光调制器、电光偏转器、声光调制器、声光偏转器、光信频器、光参量振荡器等激光技术必不可少的器件。为了适应现代科学技术发展的需要,各种新老器件都对材料提出了更高的要求,进一步促进人们研究和探索性能更优良的新型材料,目前已经研制成功许多新型的压电铁电材料。在单晶方面,主要有类钛铁矿型结构的铌酸锂;钙钛矿型结构的铌酸钾;钨青铜结构的铌酸钡钠、铌酸锶钡、铌酸钾锂;层状结构的钛酸铋;以及锗酸铋、碘酸锂等重要晶体。六十年代研制成功同时具有半导体特性和压电特性的压电半导体晶体,如硫化铬、氧化锌、砷化钾等。此外,利用波模工艺制作的这类压电半导体波模材料已用于超高额换能器,把压电应用扩大到微波领域。七十年代确立了统一的晶体生长理论,晶体生长工艺不断改进,用气相法、提拉法、熔融法、溶液析出法、水热法均获得了性能优良的晶体。年发现了钛酸钡陶瓷,年利用其压电效应制成拾音器,开创了压电陶瓷的应用。随着铁电理论的进展,于年颁布了锆钛酸铅二元系压电陶瓷,它具有优良的压电性,使压电陶瓷的应用展开了新的一页。年日本在钙钛矿型压电陶瓷的基础上,根据斯莫林基法则,研制成功含铌镁酸铅的三元系压电陶瓷4撕螅髦中阅苡帕嫉牡ピO怠⒍系、三元系、四元系压电陶瓷以及非铅陶瓷、压电半导体