探究含非圆孔压电材料动力反平面特性

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1、分类号：UDC：——工学硕士学位论文密级编号y780452含非圆孔压电材料动力反平面特性硕士研究生指导教师学位级别学科、专业所在单位论文提交日期论文答辩日期学位授予单位：李辉：宋天舒教授：工学硕士：结构工程：建筑工程学院：2005年】月：2005年2月：哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学学士学位论文摘要与其它相应的力一电耦合材料相比，压电材料不但具有造价较低的特点，而且压电材料好具有更高的能量密度、更高的效能和更广阔的发展空间。因此，在自动控制和自动诊断等智能机构中，越来越多的压电材料的传感器和执行器被应用。在许多的实际设计中，由不同压电材料和弹性材料构成的含有孔洞的压电结构被广泛地采

2、用。所以含有孔洞的压电材料的动力学响应问题越来越引起了人们的注意。本文利用复变函数的保角映射法和波函数展开法对稳态sH波在含非圆孔压电介质中的散射和动应力集中问题进行研究，获得了应力场、电场与入射波强度、外加电场的依赖关系，得到了压电介质中孔边界周边的动应力及电场强度的表达式。作为算例，对具有不同压电特征参数和不同波数情况下的含椭圆形孔洞的压电介质结构进行了数值计算，计算结果表明：边界动应力及电场强度对外加电场压电参数具有线性依赖关系，对于压电椭圆形孔洞结构进行的低频和大压电特征参数情况下的动力分析是非常重要的。关键词：压电介质；非圆孔；SH波的散射；复变函数与保角映射方法；动应

3、力集中哈尔滨工程大学学士学位论文ABSTRACTPiezoelectricmaterialspossessbi曲degreeofhi曲powerdensity，greaterefficiencyandpotentialforlowCOStmanufactureincomparisonwithalternativeelectromechanicallycoupledmaterials．Asaresult，theapplicationsofpiezoelectricmaterialshavegivenrisetotheremarkableprogressofsensorsandact

4、uatorsusedintheself-controllingandself-monitoringsmartstructures．Inmanypracticaldevices，thestructureswithholesorcavitiesconsistofthepiezoelectricandothermaterialsalemostwidelyadopted．Somuchattentionhasfocusedonthedynamicresponseofthepiezoelectricstructureswithholesorcavities．Scatteringanddyna

5、micstressconcentrationsoftimeharmonicSH-waveinhomocentricnon—circularpiezoelectriccavityarestudiedwiththehelpofcomplexvariableandwavefunctionexpansionmethod．Therelationsthatthestressfieldsdependonintensityofincidentwaveandelectricfieldsarerevealed：Theexpressionsofdynamicstressesandelectricfie

6、ldsatedgeofthecavitiesareobtained．Asexamplesofcalculation．Numericalcalculationsofthepiezoelectricmediumwithanellipticcavityaremadewithdifferentwavenumbersanddifferentpiezoelectriccharacteristicparameters．Thecalculatingresultsshowthatdynamicstressanddynamicelectricfieldconcentrationsatedgeofth

7、ecavityhavelineardependenceonelectricfield．Dynamicanalysesareveryimportanttopiezoelectricmediawithaholeatlowerfrequenciesandlargepiezoelectriccharacteristicparameters．Keywords：piezoelectricmedia；non-circularcavity；scatteringofSH-wave；complexv