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內(nèi)容簡(jiǎn)介:　　《數(shù)字制造科學(xué)與技術(shù)前沿研究叢書：壓電換能器設(shè)計(jì)原理》在介紹壓電材料與壓電方程等基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，以聲吶陣元、鈸式換能器的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)為典型案例，論述了壓電換能器振動(dòng)等效機(jī)電模型與有限元模型的建立與分析方法，并介紹了壓電超聲馬達(dá)、壓電變壓器、振動(dòng)能量收集器等壓電換能器設(shè)計(jì)原理。
　　《數(shù)字制造科學(xué)與技術(shù)前沿研究叢書：壓電換能器設(shè)計(jì)原理》可供從事機(jī)械動(dòng)力學(xué)、力學(xué)與控制、微機(jī)電系統(tǒng)、聲吶等領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)人員、相關(guān)領(lǐng)域科研院所的科研人員與大專院校的高年級(jí)學(xué)生、研究生參考閱讀。

作者簡(jiǎn)介:

目錄:1 壓電材料與壓電效應(yīng)
1．1 壓電材料
1．1．1 壓電單晶材料
1．1．2 壓電陶瓷
1．1．3 壓電高分子聚合物
1．1．4 弛豫型鐵電材料
1．1．5 壓電復(fù)合材料
1．2 壓電材料的重要參數(shù)
1．2．1 機(jī)電耦合系數(shù)
1．2．2 介質(zhì)損耗因子和電學(xué)品質(zhì)因數(shù)
1．2．3 機(jī)械損耗因子和機(jī)械品質(zhì)因數(shù)
1．2．4 頻率常數(shù)
1．2．5 老化
1．2．6 溫度穩(wěn)定性和居里點(diǎn)
1．2．7 電退極化
1．2．8 額定動(dòng)態(tài)抗張強(qiáng)度
1．2．9 高靜態(tài)應(yīng)力對(duì)材料性能的影響
1．3 壓電方程
1．3．1 壓電方程的推導(dǎo)
1．3．2 電彈常數(shù)的物理意義
1．3．3 壓電晶體常數(shù)之間的關(guān)系
1．3．4 壓電振子的四類邊界條件
1．3．5 各種壓電晶體的常數(shù)矩陣
1．3．6 壓電陶瓷的機(jī)電耦合系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)討論
1．4 壓電振子的振動(dòng)模式
參考文獻(xiàn)

2 壓電陶瓷典型振動(dòng)模式的等效電路
2．1 機(jī)電類比
2．1．1 機(jī)械系統(tǒng)和電路的元件
2．1．2 單自由度機(jī)械系統(tǒng)和單電回路的運(yùn)動(dòng)方程式
2．1．3 振動(dòng)穩(wěn)態(tài)解各量之間關(guān)系的類比
2．2 典型的機(jī)電等效模型
2．2．1 壓電陶瓷薄圓環(huán)的徑向?qū)ΨQ模式
2．2．2 電場(chǎng)垂直于長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度伸縮模式
2．2．3 電場(chǎng)平行于波傳播方向的厚度剪切模式
2．2．4 電場(chǎng)平行于波傳播方向的厚度伸縮模式
2．2．5 電場(chǎng)平行于長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度伸縮模式
2．2．6 薄圓片的徑向振動(dòng)模式
參考文獻(xiàn)

3 Tonpilz壓電換能器機(jī)電等效模型
3．1 級(jí)聯(lián)理論
3．2 p個(gè)晶片級(jí)聯(lián)組合系統(tǒng)的機(jī)電等效圖
3．3 前后蓋板的機(jī)電等效圖
3．4 Tonpilz壓電換能器的機(jī)電等效圖
3．5 頻率方程
參考文獻(xiàn)

4 彎張壓電換能器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與發(fā)展
4．1 彎張換能器的結(jié)構(gòu)發(fā)展
4．2 鈸式換能器的發(fā)展與制作工藝
4．2．1 鈸式換能器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展
4．2．2 鈸式換能器的制作工藝
4．3 彎張換能器的典型應(yīng)用
4．4 彎張換能器的設(shè)計(jì)與分析方法
參考文獻(xiàn)

5 鈸式換能器的有限元分析
5．1 ANSYS軟件分析方法及過程
5．1．1 基本理論
5．1．2 物理實(shí)體模型
5．1．3 有限元離散模型
5．1．4 設(shè)定問題類型并求解
5．1．5 提取結(jié)果數(shù)據(jù)，獲得特性參數(shù)
5．2 鈸式換能器基本電聲性能分析
5．2．1 共振頻率
5．2．2 振動(dòng)模態(tài)
5．2．3 電導(dǎo)納特性
5．2．4 發(fā)射響應(yīng)和接收靈敏度
5．2．5 指向性
5．3 材料參數(shù)對(duì)換能器性能的影響規(guī)律
5．3．1 壓電材料對(duì)性能的影響
5．3．2 金屬材料對(duì)性能的影響
5．4 加電方式對(duì)換能器性能的影響
5．5 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響規(guī)律
5．5．1 總體尺寸對(duì)性能的影響
5．5．2 徑向尺寸對(duì)性能的影響
5．5．3 PZT厚度對(duì)性能的影響
5．5．4 黃銅片厚度對(duì)性能的影響
5．5．5 空腔厚度對(duì)性能的影響
參考文獻(xiàn)

6 歐米伽型彎張壓電換能器
6．1 歐米伽換能器的結(jié)構(gòu)與能量表達(dá)式
6．1．1 歐米伽換能器的結(jié)構(gòu)
6．1．2 圓錐薄殼的能量表達(dá)式
6．1．3 金屬圓環(huán)、頂部金屬圓片及陶瓷圓片的能量表達(dá)式
6．2 歐米伽換能器諧振頻率的Rayleigh-Ritz解法
6．2．1 位移振型函數(shù)
6．2．2 幾何邊界條件
6．2．3 諧振頻率和位移振型函數(shù)待定系數(shù)的求解
6．3 理論推廣與實(shí)驗(yàn)對(duì)比
6．4 歐米伽換能器的有限元分析
6．4．1 空腔頂部半徑對(duì)性能的影響
6．4．2 空腔高度對(duì)性能的影響
6．4．3 空腔底部半徑對(duì)性能的影響
6．4．4 陶瓷片厚度對(duì)性能的影響
6．4．5 金屬端帽厚度對(duì)性能的影響
6．5 與鈸式換能器的對(duì)比
6．5．1 有限元模型
6．5．2 導(dǎo)納特性對(duì)比
6．5．3 發(fā)射與接收響應(yīng)對(duì)比
參考文獻(xiàn)

7 壓電超聲馬達(dá)
7．1 工作原理、分類和特點(diǎn)
7．1．1 駐波的形成
7．1．2 行波的形成
7．1．3 壓電馬達(dá)的性能特點(diǎn)
7．2 幾種典型的壓電馬達(dá)
7．2．1 直線型行波壓電馬達(dá)
7．2．2 環(huán)形行波壓電馬達(dá)
7．2．3 多模態(tài)復(fù)合駐波型壓電馬達(dá)
7．3 壓電馬達(dá)的其他應(yīng)用
7．3．1 精密機(jī)械
7．3．2 微機(jī)電系統(tǒng)
7．3．3 航空航天
7．4 壓電馬達(dá)的研究方向
7．4．1 基礎(chǔ)理論與建模
7．4．2 功能材料
7．4．3 驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)
參考文獻(xiàn)

8 壓電變壓器
8．1 壓電變壓器的應(yīng)用與發(fā)展
8．2 壓電變壓器工作原理
8．3 壓電變壓器的分類
8．3．1 厚度振動(dòng)模式壓電變壓器
8．3．2 徑向振動(dòng)模式壓電變壓器
8．3．3 剪切振動(dòng)模式壓電變壓器
8．4 等效電路及機(jī)電特性
參考文獻(xiàn)

9 壓電能量收集器
9．1 基于機(jī)電轉(zhuǎn)換的能量收集技術(shù)
9．2 壓電俘能結(jié)構(gòu)的構(gòu)成
9．2．1 壓電材料
9．2．2 壓電振子振動(dòng)模式
9．2．3 其他結(jié)構(gòu)形式
9．3 能量收集和存儲(chǔ)電路
9．3．1 能量收集接口電路
9．3．2 能量收集存儲(chǔ)技術(shù)
9．4 壓電懸臂梁發(fā)電結(jié)構(gòu)的理論模型
9．4．1 壓電單晶片（Unimorph）懸臂梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型
9．4．2 壓電雙晶片（Bimorph）懸臂梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型
9．4．3 壓電單晶片懸臂梁的數(shù)值分析
參考文獻(xiàn)