數字制造科學(xué)與技術(shù)前沿研究叢書(shū)：壓電換能器設計原理簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

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內容簡(jiǎn)介:　　《數字制造科學(xué)與技術(shù)前沿研究叢書(shū)：壓電換能器設計原理》在介紹壓電材料與壓電方程等基本知識的基礎上，以聲吶陣元、鈸式換能器的結構分析與設計為典型案例，論述了壓電換能器振動(dòng)等效機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、壓電變壓器、振動(dòng)能量收集器等壓電換能器設計原理。
　　《數字制造科學(xué)與技術(shù)前沿研究叢書(shū)：壓電換能器設計原理》可供從事機械動(dòng)力學(xué)、力學(xué)與控制、微機電系統、聲吶等領(lǐng)域的工程設計人員、相關(guān)領(lǐng)域科研院所的科研人員與大專(zhuān)院校的高年級學(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
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 壓電復合材料
1．2 壓電材料的重要參數
1．2．1 機電耦合系數
1．2．2 介質(zhì)損耗因子和電學(xué)品質(zhì)因數
1．2．3 機械損耗因子和機械品質(zhì)因數
1．2．4 頻率常數
1．2．5 老化
1．2．6 溫度穩定性和居里點(diǎn)
1．2．7 電退極化
1．2．8 額定動(dòng)態(tài)抗張強度
1．2．9 高靜態(tài)應力對材料性能的影響
1．3 壓電方程
1．3．1 壓電方程的推導
1．3．2 電彈常數的物理意義
1．3．3 壓電晶體常數之間的關(guān)系
1．3．4 壓電振子的四類(lèi)邊界條件
1．3．5 各種壓電晶體的常數矩陣
1．3．6 壓電陶瓷的機電耦合系數與品質(zhì)因數討論
1．4 壓電振子的振動(dòng)模式
參考文獻

2 壓電陶瓷典型振動(dòng)模式的等效電路
2．1 機電類(lèi)比
2．1．1 機械系統和電路的元件
2．1．2 單自由度機械系統和單電回路的運動(dòng)方程式
2．1．3 振動(dòng)穩態(tài)解各量之間關(guān)系的類(lèi)比
2．2 典型的機電等效模型
2．2．1 壓電陶瓷薄圓環(huán)的徑向對稱(chēng)模式
2．2．2 電場(chǎng)垂直于長(cháng)度方向的長(cháng)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(cháng)度方向的長(cháng)度伸縮模式
2．2．6 薄圓片的徑向振動(dòng)模式
參考文獻

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

4 彎張壓電換能器的結構設計與發(fā)展
4．1 彎張換能器的結構發(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用
4．4 彎張換能器的設計與分析方法
參考文獻

5 鈸式換能器的有限元分析
5．1 ANSYS軟件分析方法及過(guò)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 設定問(wèn)題類(lèi)型并求解
5．1．5 提取結果數據，獲得特性參數
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 電導納特性
5．2．4 發(fā)射響應和接收靈敏度
5．2．5 指向性
5．3 材料參數對換能器性能的影響規律
5．3．1 壓電材料對性能的影響
5．3．2 金屬材料對性能的影響
5．4 加電方式對換能器性能的影響
5．5 結構參數對性能的影響規律
5．5．1 總體尺寸對性能的影響
5．5．2 徑向尺寸對性能的影響
5．5．3 PZT厚度對性能的影響
5．5．4 黃銅片厚度對性能的影響
5．5．5 空腔厚度對性能的影響
參考文獻

6 歐米伽型彎張壓電換能器
6．1 歐米伽換能器的結構與能量表達式
6．1．1 歐米伽換能器的結構
6．1．2 圓錐薄殼的能量表達式
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
6．2．2 幾何邊界條件
6．2．3 諧振頻率和位移振型函數待定系數的求解
6．3 理論推廣與實(shí)驗對比
6．4 歐米伽換能器的有限元分析
6．4．1 空腔頂部半徑對性能的影響
6．4．2 空腔高度對性能的影響
6．4．3 空腔底部半徑對性能的影響
6．4．4 陶瓷片厚度對性能的影響
6．4．5 金屬端帽厚度對性能的影響
6．5 與鈸式換能器的對比
6．5．1 有限元模型
6．5．2 導納特性對比
6．5．3 發(fā)射與接收響應對比
參考文獻

7 壓電超聲馬達
7．1 工作原理、分類(lèi)和特點(diǎn)
7．1．1 駐波的形成
7．1．2 行波的形成
7．1．3 壓電馬達的性能特點(diǎn)
7．2 幾種典型的壓電馬達
7．2．1 直線(xiàn)型行波壓電馬達
7．2．2 環(huán)形行波壓電馬達
7．2．3 多模態(tài)復合駐波型壓電馬達
7．3 壓電馬達的其他應用
7．3．1 精密機械
7．3．2 微機電系統
7．3．3 航空航天
7．4 壓電馬達的研究方向
7．4．1 基礎理論與建模
7．4．2 功能材料
7．4．3 驅動(dòng)與控制技術(shù)
參考文獻

8 壓電變壓器
8．1 壓電變壓器的應用與發(fā)展
8．2 壓電變壓器工作原理
8．3 壓電變壓器的分類(lèi)
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 等效電路及機電特性
參考文獻

9 壓電能量收集器
9．1 基于機電轉換的能量收集技術(shù)
9．2 壓電俘能結構的構成
9．2．1 壓電材料
9．2．2 壓電振子振動(dòng)模式
9．2．3 其他結構形式
9．3 能量收集和存儲電路
9．3．1 能量收集接口電路
9．3．2 能量收集存儲技術(shù)
9．4 壓電懸臂梁發(fā)電結構的理論模型
9．4．1 壓電單晶片（Unimorph）懸臂梁結構動(dòng)力學(xué)模型
9．4．2 壓電雙晶片（Bimorph）懸臂梁結構動(dòng)力學(xué)模型
9．4．3 壓電單晶片懸臂梁的數值分析
參考文獻