序

前言

主要物理量符号集

第1章绪论

1.1压电材料的发展历程

1.2压电复合材料的研究现状

1.2.1压电复合材料的连通性及其结构

1.2.2O-3型、1-3型压电复合材料

1.2.3金属-陶瓷压电复合换能器

1.2.4压电复合材料的结构-性能关系

1.2.5压电复合材料目前存在的问题及发展方向

1.3压电复合材料及其换能器在水听器领域的应用研究

1.4压电复合换能器在振动测量领域的应用研究

参考文献

第2章1-3型压电复合材料

2.11-3型压电复合材料的工作原理

2.21-3型压电复合材料的制备

2.31-3型压电复合材料的铁电性

2.3.1电位移的测量

2.3.2电场的测量

2.3.3应变的测量

2.3.41-3型压电复合材料的铁电性

2.4□(□)值的测试方法

2.5PZT相体积分数与压电复合材料性能之间的关系

2.5.1与静水压压电电荷常数□之间的关系

2.5.2与相对介电常数ε之间的关系

2.5.3与静水压压电电压常数□的关系

2.5.4与静水压灵敏值□的关系

2.5.5与厚度模机电耦合系数Kt的关系

2.5.6与机械品质因素Qm值之间的关系

2.5.7与声速VD之间的关系

2.5.8与特性阻抗Z的关系

2.6PZT小柱的长宽比(ι/ω)与复合材料的性能关系

2.7PZT小柱的宽厚比ω/t与复合材料的性能关系

2.7.1与□、□及□.□之间的关系

2.7.2与声学特性及机电特性之间的关系

2.8聚合物对复合材料静水压性能的影响

2.9复合材料性能与压力的关系

2.9.1压应力与复合材料的极化强度

2.9.2相对介电常数□/□与静水压P的关系

2.9.3静水压压电常数□值与静水压P的关系

2.10小结

参考文献

第3章基于ANSYS的1-3-2型压电复合材料有限元分析

3.11-3-2型压电复合材料

3.2基于ANSYS的1-3-2型压电复合材料有限元分析

3.2.1ANSYS的操作界面和一般分析过程

3.2.2前处理过程

3.2.3施加载荷与求解

3.2.4后处理过程

3.3基于ANSYS的1-3-2型压电复合材料面板应力放大作用有限元分析

3.3.1应力放大作用分析过程

3.3.21-3-2型复合材料的表面应力分布和位移分布

3.3.3金属面板参数对复合材料压电性能的影响

3.4命令流的输入

3.5小结

参考文献

第4章基于轴对称薄壳截锥单元的钹式压电复合换能器有限元分析

4.1基于轴对称薄壳截锥单元的钹式压电复合换能器有限元分析

4.2陶瓷片为纵向极化时钹式换能器的纵向位移

4.3陶瓷片为径向极化时钹式换能器的纵向位移

4.4陶瓷片为切向极化时钹式换能器的纵向位移

4.5结果与分析

4.6小结

参考文献

第5章基于ANSYS的钹式压电复合换能器有限元分析

5.1钹式压电复合换能器的轴对称分析

5.2在ANSYS软件中建立钹式压电复合换能器模型

5.2.1定义单元类型及属性

5.2.2设置材料属性

5.2.3实体模型的建立

5.2.4划分网格

5.2.5施加约束和耦合条件

5.3钹式压电复合换能器特性研究

5.3.1力与位移的关系

5.3.2等效压电常数□与钹式压电复合换能器形状参数的关系

5.4小结

参考文献

第6章钹式压电复合换能器的制作

6.1端帽制作

6.2钹式压电复合换能器的制作

6.3端帽材料的选定

6.4黄铜箔厚度的选定

6.5端帽几何尺寸的选定

6.6压电陶瓷的选定

6.7黏结剂的选定

6.8黏结层厚度的确定

6.9老化工艺的确定

6.10小结

参考文献

第7章钹式压电复合换能器的高位移性能

7.1位移与端帽形状参数的关系

7.1.1力-位移关系

7.1.2电场-位移关系

7.1.3位移迟滞特性

7.1.4位移与端帽的形状参数te、tb的关系

7.2等效压电常数□与端帽形状参数的关系

7.2.1等效压电常数□与端帽深度te的关系

7.2.2等效压电常数□与端帽底部直径□及铜箔厚度□的关系

7.3位移与压电陶瓷厚度tp的关系

7.4小结

参考文献

第8章钹式压电复合换能器的静水压压电性能

8.1钹式压电复合换能器在静水压条件下的工作原理

8.1.1纵向极化的钹式压电复合换能器

8.1.2切向极化的钹式压电复合换能器

8.2静水压压电常数及静水压灵敏值的测试结果

8.3钹式压电复合换能器的耐压性能研究

8.4小结

参考文献

第9章钹式压电复合换能器的机电性能研究

9.1等效机电耦合系数和能量传输系数

9.2钹式压电复合换能器的频率特性

9.2.1频率响应特性

9.2.2形状参数与基波谐振频率的关系

9.3小结

参考文献

第10章钹式压电复合换能器基阵

10.1平面均匀基阵的静水压性能

10.1.1并联基阵

10.1.2串联基阵

10.2钹式压电复合换能器的堆叠结构

10.3平面均匀基阵的水听器性能

10.3.1水听器的自由场电压接收灵敏度及测试方法

10.3.2均匀平面基阵的指向性

10.4小结

参考文献

第11章基于1-3型压电复合材料的圆柱形水听器

11.1圆柱形水听器在低频接收时的静态理论分析

11.1.1弹性力学分析及其应力解

11.1.2自由场开路电压及开路接收电压灵敏度

11.2径向极化圆柱形水听器的设计

11.2.1背衬材料的厚度与透射系数

11.2.2背衬材料的杨氏模量与抗静水压能力

11.2.3灵敏度与背衬材料

11.2.4灵敏度与复合材料的厚度

11.3径向极化圆柱形水听器的研制

11.4小结

参考文献

第12章新型压电振动加速度传感器

12.1压电式加速度传感器的结构

12.2压电加速度传感器的工作原理

12.3频响特性

12.4新型压电振动加速度传感器的结构设计

12.4.11-3型振动加速度传感器结构设计

12.4.2钹式振动加速度传感器的结构设计

12.5新型压电振动加速度传感器的电压灵敏度

12.5.1新型振动加速度传感器电压灵敏度的静态理论分析

12.5.2新型振动加速度传感器输出电压与电压灵敏度

12.6新型压电振动加速度传感器的信号处理电路设计

12.6.1压电振动加速度传感器对测量电路的要求

12.6.2电荷放大器的工作基本原理

12.6.3电荷放大电路的设计

12.6.4低通滤波电路的设计

12.7电压灵敏度的非线性补偿设计

12.7.1线性插值的实现方法

12.7.2利用线性插值实现非线性补偿

12.7.3补偿结果

12.8小结

参考文献

第13章等静压压电常数的测试方法

13.1等静压压电常数

13.2等静压压电电压常数测试系统

13.2.1信号的检测

13.2.2基于PKD01峰值保持器的gh值测试系统

13.2.3基于虚拟仪器的gh值测量系统

13.3小结

参考文献

附录有限元分析计算程序