新型壓電復(fù)合換能器及其應(yīng)用

序
前言
主要物理量符號(hào)集
第1章 緒論
　1.1 壓電材料的發(fā)展歷程
　1.2 壓電復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
　　1.2.1 壓電復(fù)合材料的連通性及其結(jié)構(gòu)
　　1.2.2 O-3型、1-3型壓電復(fù)合材料
　　1.2.3 金屬-陶瓷壓電復(fù)合換能器
　　1.2.4 壓電復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系
　　1.2.5 壓電復(fù)合材料目前存在的問題及發(fā)展方向
　1.3 壓電復(fù)合材料及其換能器在水聽器領(lǐng)域的應(yīng)用研究
　1.4 壓電復(fù)合換能器在振動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用研究
　參考文獻(xiàn)
第2章 1-3型壓電復(fù)合材料
　2.1 1-3型壓電復(fù)合材料的工作原理
　2.2 1-3型壓電復(fù)合材料的制備
　2.3 1-3型壓電復(fù)合材料的鐵電性
　　2.3.1 電位移的測(cè)量
　　2.3.2 電場(chǎng)的測(cè)量
　　2.3.3 應(yīng)變的測(cè)量
　　2.3.4 1-3型壓電復(fù)合材料的鐵電性
　2.4 □（□）值的測(cè)試方法
　2.5 PZT相體積分?jǐn)?shù)與壓電復(fù)合材料性能之間的關(guān)系
　　2.5.1 與靜水壓壓電電荷常數(shù)□之間的關(guān)系
　　2.5.2 與相對(duì)介電常數(shù)ε之間的關(guān)系
　　2.5.3 與靜水壓壓電電壓常數(shù)□的關(guān)系
　　2.5.4 與靜水壓靈敏值□的關(guān)系
　　2.5.5 與厚度模機(jī)電耦合系數(shù)Kt的關(guān)系
　　2.5.6 與機(jī)械品質(zhì)因素Qm值之間的關(guān)系
　　2.5.7 與聲速VD之間的關(guān)系
　　2.5.8 與特性阻抗Z的關(guān)系
　2.6 PZT小柱的長寬比（ι/ω）與復(fù)合材料的性能關(guān)系
　2.7 PZT小柱的寬厚比ω/t與復(fù)合材料的性能關(guān)系
　　2.7.1 與□、□及□·□之間的關(guān)系
　　2.7.2 與聲學(xué)特性及機(jī)電特性之間的關(guān)系
　2.8 聚合物對(duì)復(fù)合材料靜水壓性能的影響
　2.9 復(fù)合材料性能與壓力的關(guān)系
　　2.9.1 壓應(yīng)力與復(fù)合材料的極化強(qiáng)度
　　2.9.2 相對(duì)介電常數(shù)□/□與靜水壓P的關(guān)系
　　2.9.3 靜水壓壓電常數(shù)□值與靜水壓P的關(guān)系
　2.10 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第3章 基于ANSYS的1-3-2型壓電復(fù)合材料有限元分析
　3.1 1-3-2型壓電復(fù)合材料
　3.2 基于ANSYS的1-3-2型壓電復(fù)合材料有限元分析
　　3.2.1 ANSYS的操作界面和一般分析過程
　　3.2.2 前處理過程
　　3.2.3 施加載荷與求解
　　3.2.4 后處理過程
　3.3 基于ANSYS的1-3-2型壓電復(fù)合材料面板應(yīng)力放大作用有限元分析
　　3.3.1 應(yīng)力放大作用分析過程
　　3.3.2 1-3-2型復(fù)合材料的表面應(yīng)力分布和位移分布
　　3.3.3 金屬面板參數(shù)對(duì)復(fù)合材料壓電性能的影響
　3.4 命令流的輸入
　3.5 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第4章 基于軸對(duì)稱薄殼截錐單元的鈸式壓電復(fù)合換能器有限元分析
　4.1 基于軸對(duì)稱薄殼截錐單元的鈸式壓電復(fù)合換能器有限元分析
　4.2 陶瓷片為縱向極化時(shí)鈸式換能器的縱向位移
　4.3 陶瓷片為徑向極化時(shí)鈸式換能器的縱向位移
　4.4 陶瓷片為切向極化時(shí)鈸式換能器的縱向位移
　4.5 結(jié)果與分析
　4.6 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第5章 基于ANSYS的鈸式壓電復(fù)合換能器有限元分析
　5.1 鈸式壓電復(fù)合換能器的軸對(duì)稱分析
　5.2 在ANSYS軟件中建立鈸式壓電復(fù)合換能器模型
　　5.2.1 定義單元類型及屬性
　　5.2.2 設(shè)置材料屬性
　　5.2.3 實(shí)體模型的建立
　　5.2.4 劃分網(wǎng)格
　　5.2.5 施加約束和耦合條件
　5.3 鈸式壓電復(fù)合換能器特性研究
　　5.3.1 力與位移的關(guān)系
　　5.3.2 等效壓電常數(shù)□與鈸式壓電復(fù)合換能器形狀參數(shù)的關(guān)系
　5.4 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第6章 鈸式壓電復(fù)合換能器的制作
　6.1 端帽制作
　6.2 鈸式壓電復(fù)合換能器的制作
　6.3 端帽材料的選定
　6.4 黃銅箔厚度的選定
　6.5 端帽幾何尺寸的選定
　6.6 壓電陶瓷的選定
　6.7 黏結(jié)劑的選定
　6.8 黏結(jié)層厚度的確定
　6.9 老化工藝的確定
　6.10 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第7章 鈸式壓電復(fù)合換能器的高位移性能
　7.1 位移與端帽形狀參數(shù)的關(guān)系
　　7.1.1 力-位移關(guān)系
　　7.1.2 電場(chǎng)-位移關(guān)系
　　7.1.3 位移遲滯特性
　　7.1.4 位移與端帽的形狀參數(shù)te、tb的關(guān)系
　7.2 等效壓電常數(shù)□與端帽形狀參數(shù)的關(guān)系
　　7.2.1 等效壓電常數(shù)□與端帽深度te的關(guān)系
　　7.2.2 等效壓電常數(shù)□與端帽底部直徑□及銅箔厚度□的關(guān)系
　7.3 位移與壓電陶瓷厚度tp的關(guān)系
　7.4 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第8章 鈸式壓電復(fù)合換能器的靜水壓壓電性能
　8.1 鈸式壓電復(fù)合換能器在靜水壓條件下的工作原理
　　8.1.1 縱向極化的鈸式壓電復(fù)合換能器
　　8.1.2 切向極化的鈸式壓電復(fù)合換能器
　8.2 靜水壓壓電常數(shù)及靜水壓靈敏值的測(cè)試結(jié)果
　8.3 鈸式壓電復(fù)合換能器的耐壓性能研究
　8.4 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第9章 鈸式壓電復(fù)合換能器的機(jī)電性能研究
　9.1 等效機(jī)電耦合系數(shù)和能量傳輸系數(shù)
　9.2 鈸式壓電復(fù)合換能器的頻率特性
　　9.2.1 頻率響應(yīng)特性
　　9.2.2 形狀參數(shù)與基波諧振頻率的關(guān)系
　9.3 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第10章 鈸式壓電復(fù)合換能器基陣
　10.1 平面均勻基陣的靜水壓性能
　　10.1.1 并聯(lián)基陣
　　10.1.2 串聯(lián)基陣
　10.2 鈸式壓電復(fù)合換能器的堆疊結(jié)構(gòu)
　10.3 平面均勻基陣的水聽器性能
　　10.3.1 水聽器的自由場(chǎng)電壓接收靈敏度及測(cè)試方法
　　10.3.2 均勻平面基陣的指向性
　10.4 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第11章 基于1-3型壓電復(fù)合材料的圓柱形水聽器
　11.1 圓柱形水聽器在低頻接收時(shí)的靜態(tài)理論分析
　　11.1.1 彈性力學(xué)分析及其應(yīng)力解
　　11.1.2 自由場(chǎng)開路電壓及開路接收電壓靈敏度
　11.2 徑向極化圓柱形水聽器的設(shè)計(jì)
　　11.2.1 背襯材料的厚度與透射系數(shù)
　　11.2.2 背襯材料的楊氏模量與抗靜水壓能力
　　11.2.3 靈敏度與背襯材料
　　11.2.4 靈敏度與復(fù)合材料的厚度
　11.3 徑向極化圓柱形水聽器的研制
　11.4 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第12章 新型壓電振動(dòng)加速度傳感器
　12.1 壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)
　12.2 壓電加速度傳感器的工作原理
　12.3 頻響特性
　12.4 新型壓電振動(dòng)加速度傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　12.4.1 1-3型振動(dòng)加速度傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　12.4.2 鈸式振動(dòng)加速度傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　12.5 新型壓電振動(dòng)加速度傳感器的電壓靈敏度
　　12.5.1 新型振動(dòng)加速度傳感器電壓靈敏度的靜態(tài)理論分析
　　12.5.2 新型振動(dòng)加速度傳感器輸出電壓與電壓靈敏度
　12.6 新型壓電振動(dòng)加速度傳感器的信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)
12.6.1 壓電振動(dòng)加速度傳感器對(duì)測(cè)量電路的要求
12.6.2 電荷放大器的工作基本原理
12.6.3 電荷放大電路的設(shè)計(jì)
12.6.4 低通濾波電路的設(shè)計(jì)
　12.7 電壓靈敏度的非線性補(bǔ)償設(shè)計(jì)
12.7.1 線性插值的實(shí)現(xiàn)方法
12.7.2 利用線性插值實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償
12.7.3 補(bǔ)償結(jié)果
　12.8 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第13章 等靜壓壓電常數(shù)的測(cè)試方法
　13.1 等靜壓壓電常數(shù)
　13.2 等靜壓壓電電壓常數(shù)測(cè)試系統(tǒng)
13.2.1 信號(hào)的檢測(cè)
13.2.2 基于PKD01峰值保持器的gh值測(cè)試系統(tǒng)
13.2.3 基于虛擬儀器的gh值測(cè)量系統(tǒng)
　13.3 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄 有限元分析計(jì)算程序