基于碳纳米管改性0-3-1型水泥基压电复合材料诱导极化工艺的研究 被引量：4

1

作者 张玉栋 丛晓红 +1 位作者 赵玉婕 齐彦杰 《新型建筑材料》 北大核心 2020年第6期6-8,共3页

采用碳纳米管对0-3-1型压电复合材料进行改性,研究了诱导极化电压(E1)、诱导电压方向、极化温度(T)、极化时间(t)、二次极化电压(E2)等相关因素对0-3-1型水泥基压电复合材料压电性能的影响,确定了0-3-1型水泥基压电复合材料最优的极化... 采用碳纳米管对0-3-1型压电复合材料进行改性,研究了诱导极化电压(E1)、诱导电压方向、极化温度(T)、极化时间(t)、二次极化电压(E2)等相关因素对0-3-1型水泥基压电复合材料压电性能的影响,确定了0-3-1型水泥基压电复合材料最优的极化工艺和制备过程。结果表明,碳纳米管改性0-3-1型水泥基压电复合材料的最优诱导电场方向为与1型陶瓷柱夹角为30°方向,合理诱导电压为600 V/cm,合理二次极化电压为3 kV/mm,合理极化温度为100℃,合理极化时间为30 min。 展开更多

关键词 0-3-1型压电复合材料 碳纳米管 诱导电场 极化工艺

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压电材料在振动控制领域的研究进展与应用现状 被引量：12

2

作者 姚晓成 赵程 曾涛 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期72-76,共5页

结合振动主动控制和被动控制原理,综述了应用于振动控制领域的单层压电陶瓷、多层叠堆压电陶瓷、压电纤维复合材料、0-3型压电复合材料等4种压电智能材料,重点介绍了其结构特点、制备工艺,以及在机械制造、航空航天和船舶航运等领域减... 结合振动主动控制和被动控制原理,综述了应用于振动控制领域的单层压电陶瓷、多层叠堆压电陶瓷、压电纤维复合材料、0-3型压电复合材料等4种压电智能材料,重点介绍了其结构特点、制备工艺,以及在机械制造、航空航天和船舶航运等领域减振应用的研究进展,指出了压电材料的未来研究方向。 展开更多

关键词 压电陶瓷 多层叠堆 压电纤维 0-3型压电复合材料 振动控制

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基于Ansys的0-3型压电振子的有限元分析 被引量：11

3

作者 何学文 黄国平 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期968-971,988,共5页

0-3型压电复合材料以其柔软性,易加工成型和制备工艺简单等优点,具有广泛的应用前景。该文利用0-3型压电复合材料作为压电悬臂梁压电振子的压电体,利用Ansys软件对振子做有限元分析,包括静态和模态分析,得出压电振子各参数对其发电能力... 0-3型压电复合材料以其柔软性,易加工成型和制备工艺简单等优点,具有广泛的应用前景。该文利用0-3型压电复合材料作为压电悬臂梁压电振子的压电体,利用Ansys软件对振子做有限元分析,包括静态和模态分析,得出压电振子各参数对其发电能力及谐振频率的影响:振子发电能力与外力及振子的长度成正比,与振子宽度成反比,存在最佳长度比和厚度比;振子的固有频率与长度及质量块的质量成反比,宽度对固有频率的影响较小。这些数据为压电悬臂梁的结构参数提供设计依据。 展开更多

关键词 0-3型压电复合材料 有限元分析 压电陶瓷 悬臂梁 ANSYS

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0-3型压电复合材料的压电性能研究 被引量：6

4

作者 谢蒙萌 万建国 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期12-14,共3页

总结讨论了 0 - 3型压电复合材料的一般特点 ,从理论与实验上研究分析了 PZT含量、聚合物类型、陶瓷粉末与极化参数对压电系数 d33 的影响 ,在一定程度上提供了提高 0 -

关键词 O-3型压电复合材料 压电系数 聚合物 陶瓷粉末 极化参数 P2T 压电陶瓷

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0-3型压电复合材料覆盖层水下吸声性能的理论研究 被引量：8

5

作者 于利刚 李朝晖 马黎黎 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期316-323,共8页

目前压电分流阻尼技术在振动和噪声领域的应用得到了广泛的关注.本文尝试将压电分流阻尼技术应用于水下吸声领域,以提高覆盖层的吸声性能.将压电覆盖层厚度模态的机电方程和声波传播的传递矩阵相结合,建立一维电声模型.该模型可以用于... 目前压电分流阻尼技术在振动和噪声领域的应用得到了广泛的关注.本文尝试将压电分流阻尼技术应用于水下吸声领域,以提高覆盖层的吸声性能.将压电覆盖层厚度模态的机电方程和声波传播的传递矩阵相结合,建立一维电声模型.该模型可以用于分析多层压电和非压电水下吸声覆盖层的吸声性能.采用该模型分析了0-3型压电复合材料覆盖层的水下吸声性能.压电复合材料的参数是采用Fumkawa的模型计算的.研究结果表明,采用合适的分流电阻,负电容分流电路可以在较宽的频率范围显著提高覆盖层的吸声性能.其原理可以从阻抗匹配的角度解释.负电容分流电路可以调整压电覆盖层的表面声阻抗,使之与水的特性声阻抗相匹配. 展开更多

关键词 压电分流阻尼 吸声 负电容 0-3型压电复合材料

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PZT基复合材料的3D打印制备及其柔性传感性能研究 被引量：4

6

作者 沈书逸 李江 +3 位作者 徐倩倩 周科朝 张斗 张妍 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第4期526-530,共5页

为提高柔性可穿戴传感器的电信号输出能力,设计并制备了以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,锆钛酸铅(PZT)为压电相的0-3型压电复合材料。探究了不同固相含量对浆料流变性能的影响。结果表明,浆料的粘度与剪切模量随银修饰PZT质量分数(w(PZT)... 为提高柔性可穿戴传感器的电信号输出能力,设计并制备了以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,锆钛酸铅(PZT)为压电相的0-3型压电复合材料。探究了不同固相含量对浆料流变性能的影响。结果表明,浆料的粘度与剪切模量随银修饰PZT质量分数(w(PZT))的增加而增加,w(PZT)=38%时浆料屈服点为398.1 Pa,具有最优的可打印性。在电信号测试中,经银修饰样品最大电压峰-峰可达20.54 V,约为未经银修饰样品最大电压峰-峰值的5倍。弯曲测试中,在长度之差ΔL=7 cm时,样品电压峰-峰值为55 mV,证明样品具备柔性传感性能。 展开更多

关键词 直写成型 锆钛酸铅(PZT) 0-3型压电复合材料 柔性 传感

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压挤成形——固化法制备0-3型压电复合材料的性能研究 被引量：2

7

作者 何政 陈文 +3 位作者 孙华君 徐庆 周静 谢永贤 《陶瓷学报》 CAS 2003年第1期12-15,共4页

详细地叙述了室温压挤成形———固化工艺制备 0 -3型压电复合材料工艺 ,使用XRD、SEM和HP42 94测试并分析了样品的结构和性能 ,并与压电陶瓷性能参数进行了对比 ;同时用这种工艺制备可以获得介电损耗小、机电耦合系数为 2 5 .11%、压... 详细地叙述了室温压挤成形———固化工艺制备 0 -3型压电复合材料工艺 ,使用XRD、SEM和HP42 94测试并分析了样品的结构和性能 ,并与压电陶瓷性能参数进行了对比 ;同时用这种工艺制备可以获得介电损耗小、机电耦合系数为 2 5 .11%、压电应变常数为 3 2PC N和机电品质因数可达到 3 0 2的 0— 3型压电复合材料。 展开更多

关键词 压挤成形 固化法 制备 0-3型压电复合材料 性能 压电陶瓷

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基于ANSYS的0-3型压电复合材料电荷分布 被引量：2

8

作者 代璟 黄志雄 +2 位作者 石敏先 陈卓 窦荣洋 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期220-224,共5页

通过MATLAB软件对陶瓷颗粒均匀分布的0-3型压电陶瓷/聚合物复合材料进行了建模,通过有限元分析软件ANSYS,研究了压电复合材料受力时内部应力分布及电荷分布状态,同时研究了压电陶瓷颗粒体积分数及静态载荷变化时,压电陶瓷/聚合物复合材... 通过MATLAB软件对陶瓷颗粒均匀分布的0-3型压电陶瓷/聚合物复合材料进行了建模,通过有限元分析软件ANSYS,研究了压电复合材料受力时内部应力分布及电荷分布状态,同时研究了压电陶瓷颗粒体积分数及静态载荷变化时,压电陶瓷/聚合物复合材料中压电陶瓷产生的最大节点电压的变化情况。研究表明:压电陶瓷/聚合物复合材料在受力时,压电相受到的应力远远大于聚合物相,压电相棱角处受到的应力最大,产生的电荷最多。随着压电陶瓷体积分数变化,压电复合材料中压电陶瓷产生的最大节点电压也增加,当压电陶瓷体积分数达到30%时,产生的最大节点电压达到2.86×10-5 V。随着静态载荷的增加,压电复合材料产生的最大节点电压呈线性增加,阻尼效果越明显,与文献中的实验结果吻合。 展开更多

关键词 0—3型压电复合材料 ANSYS 压电陶瓷颗粒 电荷分布 性能

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1-3型压电复合材料及其研究进展 被引量：35

9

作者 赵寿根 程伟 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期57-68,共12页

１－３型压电智能复合材料是由一维连通的压电相平行排列于三维连通的聚合物中而形成的两相压电复合材料．简述了１－３型压电智能复合材料形成及其材料结构构成变化的发展历程，并从理论分析、参数辨识、数值计算和试验方法四方面阐述... １－３型压电智能复合材料是由一维连通的压电相平行排列于三维连通的聚合物中而形成的两相压电复合材料．简述了１－３型压电智能复合材料形成及其材料结构构成变化的发展历程，并从理论分析、参数辨识、数值计算和试验方法四方面阐述了宏观等效特征参数的研究状况．在此基础上对现有的制备工艺技术的优缺点进行了比较，对声学、医学、控制、航空航天等已应用和可能应用的领域的现状和发展趋势进行了回顾和展望，最后建议了１－３型压电智能复合材料今后几个较为重要的研究方向． 展开更多

关键词 压电智能结构 1-3型压电复合材料 电极压电纤维复合材料 结构传感器 智能材料 夹杂理论 叉型电极压电纤维复合材料

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1-3型压电复合材料宽带水声换能器研究 被引量：24

10

作者 张凯 蓝宇 李琪 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期631-637,共7页

1-3型压电复合材料换能器具有重量轻、声阻抗率低等优点,复合材料换能器带宽的拓展一般采用匹配层的方法。采用厚度振动模态理论、横向模态理论和有限元方法对1-3型压电复合材料换能器进行研究,应用ANSYS软件建立换能器的有限元模型,然... 1-3型压电复合材料换能器具有重量轻、声阻抗率低等优点,复合材料换能器带宽的拓展一般采用匹配层的方法。采用厚度振动模态理论、横向模态理论和有限元方法对1-3型压电复合材料换能器进行研究,应用ANSYS软件建立换能器的有限元模型,然后进行结构优化,最终制作了一个利用厚度振动模态和一阶横向模态的13型压电复合材料宽带换能器,其工作带宽为190～390 kHz,发送电压响应起伏不超过±2dB。研究结果表明:利用厚度振动模态和一阶横向模态可以拓展1-3型压电复合材料换能器的带宽,同时也给出了一种高频换能器实现宽带发射的方法。 展开更多

关键词 1-3型压电复合材料 水声换能器 宽带换能器 ANSYS软件 模态理论 厚度振动 振动模态 有限元方法

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1-3型压电复合材料和普通PZT换能器性能对比分析 被引量：10

11

作者 陈俊波 王月兵 仲林建 《声学与电子工程》 2007年第3期25-27,共3页

通过切割-填充法制备了1-3型压电复合材料,并选取相同尺寸的1-3型压电复合材料和普通PZT圆片制成活塞型换能器,经测量得到了两种换能器在空气中和水中的导纳曲线,水中发送电压响应、接收灵敏度和指向性曲线。通过对比分析,得出1-3型压... 通过切割-填充法制备了1-3型压电复合材料,并选取相同尺寸的1-3型压电复合材料和普通PZT圆片制成活塞型换能器,经测量得到了两种换能器在空气中和水中的导纳曲线,水中发送电压响应、接收灵敏度和指向性曲线。通过对比分析,得出1-3型压电复合材料换能器比普通PZT压电换能器的收发性能有明显改善。 展开更多

关键词 1-3型压电复合材料 PZT 压电换能器

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1-3型压电复合材料研究现状与展望 被引量：9

12

作者 徐玲芳 陈文 周静 《陶瓷学报》 CAS 2006年第1期145-150,共6页

本文综述了近年来国内外1-3型压电复合材料的研究现状,并从理论模型、制备工艺、功能相体系的选择及其特点与应用等四个方面进行阐述,最后对其发展前景进行了展望。

关键词 压电陶瓷 聚合物 1-3型压电复合材料 换能器

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1-3型压电复合材料研究进展 被引量：8

13

作者 王嘉程 王丽坤 仲超 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期219-228,共10页

随着现代化、智能化技术的不断加强,智能材料的投入和使用推动了现代智能仪器的良性发展。作为压电传感器领域的核心元件,1-3型压电复合材料的出现优化了纯陶瓷类压电材料的性能,是当前一种具备高机电特性、高稳定性的功能材料,已被广... 随着现代化、智能化技术的不断加强,智能材料的投入和使用推动了现代智能仪器的良性发展。作为压电传感器领域的核心元件,1-3型压电复合材料的出现优化了纯陶瓷类压电材料的性能,是当前一种具备高机电特性、高稳定性的功能材料,已被广泛应用于水声检测、无损探伤、医疗超声等技术领域。近年来,随着换能器对高频宽带、耐高温高压的技术需求不断提升,系列1-3型压电复合材料衍生类设计也随之诞生。本文综述了国内外1-3型压电复合材料的研究进展,主要包含1-3型压电复合材料的结构与特性以及常用制备方法,详细分析了1-3型压电复合材料在结构和组成相方面的两种衍生类设计。最后对1-3型压电复合材料的问题与未来发展进行了总结和展望。 展开更多

关键词 1-3型压电复合材料 结构 综述 制备工艺 厚度振动 衍生类设计

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一种分析非均匀厚度1-3型压电复合材料换能器性能的方法 被引量：7

14

作者 孙瑛琦 曾德平 +6 位作者 张春杨 许佳琪 张菁霓 龚洋 何倩 高雪梅 杨增涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期75-79,共5页

非均匀厚度1-3型压电复合材料可用于制作宽带压电换能器,已广泛应用于水浸无损探伤、声波测井以及超声成像等领域。为分析该换能器的振动及其性能,提出了一种并联振子等效电路模型,将非均匀厚度1-3型压电复合材料换能器看成并联的谐振... 非均匀厚度1-3型压电复合材料可用于制作宽带压电换能器,已广泛应用于水浸无损探伤、声波测井以及超声成像等领域。为分析该换能器的振动及其性能,提出了一种并联振子等效电路模型,将非均匀厚度1-3型压电复合材料换能器看成并联的谐振器阵列,采用三维厚度伸缩振动模型对单个谐振器单元进行理论分析,得出了非均匀厚度1-3型压电复合材料换能器的阻抗计算公式;为验证该模型的正确性,设计并制作了一个平凹的1-3型压电复合材料换能器;实验结果显示,并联振子等效电路模型能准确的分析非均匀厚度1-3型压电复合材料片的性能。结果表明,非均匀厚度换能器带宽的主要是由压电片的厚度差异决定,研究结果可为非均匀厚度宽带换能器的设计提供参考。 展开更多

关键词 非均匀厚度 1-3型压电复合材料 并联振子等效电路模型 阻抗

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1-3型聚合物改性水泥基压电复合材料的制备及其性能 被引量：6

15

作者 黄世峰 郭丽丽 +2 位作者 刘亚妹 徐东宇 程新 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期133-137,共5页

采用切割浇注法,以聚合物改性硫铝酸盐水泥为基体,铌锂锆钛酸铅(简称P(LN)ZT)为功能体制备了1-3型聚合物改性水泥基压电复合材料。研究了P(LN)ZT陶瓷体积分数对复合材料的压电和介电性能的影响。结果表明:随着P(LN)ZT陶瓷体积分数的增加... 采用切割浇注法,以聚合物改性硫铝酸盐水泥为基体,铌锂锆钛酸铅(简称P(LN)ZT)为功能体制备了1-3型聚合物改性水泥基压电复合材料。研究了P(LN)ZT陶瓷体积分数对复合材料的压电和介电性能的影响。结果表明:随着P(LN)ZT陶瓷体积分数的增加,压电应变常数d33、相对介电常数rε和声阻抗率Z呈现明显的增大趋势;而压电电压常数g33和介电损耗tanδ则呈现下降趋势。与P(LN)ZT陶瓷相比较,1-3型压电复合材料厚度方向振动增强,机械品质因素明显降低,当P(LN)ZT陶瓷体积分数为30.86%时,其声阻抗率为8.24×106N.s/m3,接近于混凝土的声阻抗率9.0×106N.s/m3,适用于制作混凝土超声无损检/监测换能器。 展开更多

关键词 聚合物改性水泥 1-3型压电复合材料 压电性能 介电性能 机电性能 声阻抗

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一款高频弧形换能器 被引量：6

16

作者 吴培荣 刘振君 +1 位作者 王艳 于亚涛 《声学技术》 CSCD 2012年第6期628-630,共3页

多波束图像声纳广泛应用于水下工程实施、浅海地貌测绘、蛙人和水雷等水下小目标的探测识别,高频弧形换能器是多波束图像声纳的重要组成部分,用于发射高频宽波束声波。通过理论公式计算了宽波束高频弧形换能器的指向性图,分析了指向性... 多波束图像声纳广泛应用于水下工程实施、浅海地貌测绘、蛙人和水雷等水下小目标的探测识别,高频弧形换能器是多波束图像声纳的重要组成部分,用于发射高频宽波束声波。通过理论公式计算了宽波束高频弧形换能器的指向性图,分析了指向性特征：主波束内存在连续的震荡起伏,震荡幅度由中心向两侧逐渐增大,在波束边缘处出现最大值,波束中心幅值比最大值减小1~2 dB左右。采用1-3型压电复合材料,研制了一款宽波束发射的高频弧形换能器,换能器谐振频率为440kHz,最大发送电压响应为162dB,5dB水平开角为107o,3dB垂直开角为26o,可应用于多波束图像声纳。 展开更多

关键词 多波束图像声纳 高频弧形换能器 宽波束 1-3型压电复合材料

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具有初应力的1-3型压电复合材料的横向共振分析 被引量：3

17

作者 张红艳 沈亚鹏 尹冠生 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第7期780-788,共9页

1-3型压电复合材料在极化处理过程中会出现极化残余应力,基于线性压电理论,采用解析方法研究了极化残余应力对1-3型压电复合材料的横向共振模态的影响·首先建立含有初始应力的平面波波动方程,基于Bloch波函数理论构建了位移和电势... 1-3型压电复合材料在极化处理过程中会出现极化残余应力,基于线性压电理论,采用解析方法研究了极化残余应力对1-3型压电复合材料的横向共振模态的影响·首先建立含有初始应力的平面波波动方程,基于Bloch波函数理论构建了位移和电势函数,从而最终得到方程的解·数值结果表明初始残余应力的出现降低了复合材料的横向振动频率,而材料的压电性则使得横向振动频率提高·初始剪应力对对横向振动的频率影响较小,可以忽略·第一阶及第二阶振动频率将随着初始应力的大小呈线性变化·得出的结论对超声换能器的制作和研究将提供有意义的指导作用· 展开更多

关键词 横向共振 1-3型压电复合材料 初始应力

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有限元法分析1-3型压电复合材料换能器 被引量：5

18

作者 李莉 王丽坤 秦雷 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2015年第3期441-445,共5页

1-3型压电复合材料圆柱型换能器由薄片状1-3型压电复合材料沿金属薄壁圆管周期排列粘贴而成。根据换能器实际结构和1-3型压电复合材料等效参数模型,利用有限元法在ANSYS中分别建立了两种仿真模型。为验证等效参数模型的可靠性,实验通过... 1-3型压电复合材料圆柱型换能器由薄片状1-3型压电复合材料沿金属薄壁圆管周期排列粘贴而成。根据换能器实际结构和1-3型压电复合材料等效参数模型,利用有限元法在ANSYS中分别建立了两种仿真模型。为验证等效参数模型的可靠性,实验通过改变模型结构尺寸,使换能器内半径从20mm变化到50mm,每5mm作为一个数据点进行建模。仿真计算相同结构尺寸下两种模型的径向振动频率,比较显示两种模型仿真结果接近,平均相对误差仅2.3%。因此,可利用模型II代替模型I对1-3型压电复合材料圆柱型换能器进行仿真分析,从而简化建模和计算。在此基础上,利用模型II分别模拟了该种换能器在空气和水中径向振动频率附近的导纳、发射电压响应和接收电压灵敏度等性能。 展开更多

关键词 水声换能器 1-3型压电复合材料 圆柱形换能器 建模 有限元仿真

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1-3型压电复合材料性能及声场特性分析

19

作者 赵志钢 刘瑶 +1 位作者 周扬 沈斌 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1324-1333,共10页

1-3型压电复合材料以其优异的性能,被广泛应用于换能器的制造。该文基于切割-填充法制备实验和仿真方法,对复合材料压电柱不一致性以及其对声场的影响展开研究。在仿真中发现压电柱高度、长度和宽度不一致性均会对压电复合材料声场及谐... 1-3型压电复合材料以其优异的性能,被广泛应用于换能器的制造。该文基于切割-填充法制备实验和仿真方法,对复合材料压电柱不一致性以及其对声场的影响展开研究。在仿真中发现压电柱高度、长度和宽度不一致性均会对压电复合材料声场及谐振频率产生影响,声场整体朝一侧偏转,旁瓣也随之偏转,聚焦位置的声压减小6.5%左右,同时压电复合材料侧面产生杂波。在实验中发现压电柱谐振频率具有不一致性,而压电柱尺寸较大的复合材料阻抗曲线向右偏移。该文结合仿真与实验方法,建立压电柱不一致与复合材料阻抗和声场的联系,为复合材料制备质量和性能分析提供新方法。 展开更多

关键词 声学仿真 压电效应 1-3型压电复合材料 切割-填充法

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小型图像声呐发射换能器优化设计

20

作者 陆炜文 周博文 +1 位作者 童晖 张彬 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期187-193,共7页

在复杂水下环境中,图像声呐因其高分辨率、高效率的探测优势,在水下目标识别时发挥着重要作用。多波束图像声呐的发射换能器多采用弧形阵,其具有大波束开角,但存在指向性边缘起伏较大的问题,影响信号强度均匀性。此外,图像声呐发射换能... 在复杂水下环境中,图像声呐因其高分辨率、高效率的探测优势,在水下目标识别时发挥着重要作用。多波束图像声呐的发射换能器多采用弧形阵,其具有大波束开角,但存在指向性边缘起伏较大的问题,影响信号强度均匀性。此外,图像声呐发射换能器通常用匹配层技术拓宽工作带宽,以获取更多信息,同时,匹配层的阻抗介于激励源和介质之间,更有利于声能的辐射。该文设计了一款弧形发射换能器,通过对阵列加权的方式来控制波束,减小指向性起伏,并添加了一层匹配层,用以拓展带宽。实际测试结果表明,换能器在130°水平开角内的指向性起伏从3 dB降低至1.5 dB,中心频率为402 kHz,带宽拓宽至217.3 kHz,优化效果显著。 展开更多

关键词 1-3压电复合材料 指向性 换能器 弧形阵

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