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應用平面應變和三維壓電彈性力學理論,對徑向極化厚壁壓電陶瓷圓管徑向振動特性進行研究.利用分離變量法,求解振子徑向位移函數(shù)的微分方程,得到了位移函數(shù)精確解.推導出其機電類比等效電路,得出其等效電阻抗.在此基礎上,推出振子共振反共振頻率方程,得到了振子的阻抗特性曲線,探討了振子的共振反共振頻率和有效機電耦合系數(shù)與其幾何尺寸之間的依賴關系.利用數(shù)值法得到了不同幾何尺寸圓管振子的共振反共振頻率,結果與數(shù)值分析一致.通過對兩個壓電圓管振子諧振頻率的理論計算與實驗測試,表明了理論的準確性與精確性,這為壓電陶瓷復合管換能器的理論研究及設計提供了依據(jù).
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對徑向極化厚壁壓電陶瓷細長管進行了研究,利用解析法得出了其諧振和反諧振頻率方程,并用有限元法分析了徑向振動模態(tài),通過實驗對理論結果進行了驗證。由于厚壁理論是徑向極化模型的一般情況,所以它的應用范圍更廣泛,對于薄膜和薄殼模型同樣適用,且誤差更小。
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