壓電換能器通常采用固定機電共振頻率的設計方法,但是在換能器長期使用過程中,由于受到溫度等環(huán)境因素的影響,換能器機電共振頻率往往會發(fā)生改變,使換能器的機電共振頻率遠離設計的工作頻率,從而影響換能器的輸出效率。并且,當要求不同的工作頻率時,須重新設計新的換能器。本文提出一種利用磁場調控壓電振子機電共振頻率的方法,該方法基于磁電復合材料的磁-力-電耦合效應,將壓電振子與磁致伸縮材料構成磁電復合材料,在單一直流磁場作用下,由于磁電耦合作用,使壓電體的機電共振頻率發(fā)生變化,實現(xiàn)壓電振子諧振頻率的磁場調控,為可控頻率的壓電換能器提供新的研究思路。本文基于磁致伸縮材料的△E效應,利用磁電復合材料的有效彈性模量隨磁場變化,使其機電共振頻率發(fā)生偏移的思想。采用彈性力學的方法,利用磁致伸縮和壓電體的本構方程,數值計算壓電體電容(介電常數)與磁場、頻率的函數關系,并以此模擬機電共振頻率隨磁場的變化關系。磁電復合材料是將壓電材料和磁致伸縮材料以某種方式復合,在磁致伸縮和壓電效應共同作用下,利用界面將磁致伸縮產生的應力傳遞給壓電體,實現(xiàn)磁電性能的乘積耦合。目前磁電耦合的結構研究中,以層狀的磁電復合材料居多,層狀...

【文章頁數】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１多鐵性材料中的磁電稱合ｗ??ｐ－４一

．－；??圖１．１多鐵性材料中的磁電稱合ｗ??圖１．１給出了多鐵性材料ｐ－４］兩種鐵性體的共存和一些序參量與外場的變化??關系，從圖中可Ｗ看到多鐵性材料在外磁場或外電場中會出現(xiàn)極化或磁化的現(xiàn)??象，并且在外電場的極化作用下會有應力和應變的產生。由于多鐵性材料存在這??種性質，所Ｗ....

圖１．２?ＬＬ模式??

（２）?Ｔ－Ｌ模式：磁化方向與磁電復合材料厚度方向（橫向）平行，極化方向??與磁電復合材料長度方向（縱向）平行；??圖１．３?Ｔ－Ｌ模式??（３）?Ｔ－Ｔ模式：磁化方向與磁電復合材料的厚度方向（橫向）平行，極化方??向與磁電材料厚度方向（橫向）平行；??３??

圖１．３?Ｔ－Ｌ模式??

ａ）?ＬＬ模式；磁化方向與磁電復合材料長度方向（縱向）平行，極化方向??與磁電復合材料長度方向（縱向）平行；??圖１．２?ＬＬ模式??（２）?Ｔ－Ｌ模式：磁化方向與磁電復合材料厚度方向（橫向）平行，極化方向??與磁電復合材料長度方向（縱向）平行；??圖１．３?Ｔ－Ｌ模式??（３）....

圖１．４?Ｔ－Ｔ模式??

向與磁電復合材料的厚度方向（橫向）平行；??ｉｉ—ｇａｆｅＣＴ．?Ｍ。厶＾＾＾＊＊＾＊＊＾??圖１．５?ＬＴ模式??１９７２年Ｖａｎ?Ｓｕｃｈｅｔｅｌｅｎｅ為了區(qū)別單相材料和復合材料的磁電感應，在復合材??料的磁電效應中引入了乘積效應【１４］。乘積效應可Ｗ用公式如下表示：??磁電....

本文編號：3972187