应用平面应变和三维压电弹性力学理论,对径向极化厚壁压电陶瓷圆管径向振动特性进行研究.利用分离变量法,求解振子径向位移函数的微分方程,得到了位移函数精确解.推导出其机电类比等效电路,得出其等效电阻抗.在此基础上,推出振子共振反共振频率方程,得到了振子的阻抗特性曲线,探讨了振子的共振反共振频率和有效机电耦合系数与其几何尺寸之间的依赖关系.利用数值法得到了不同几何尺寸圆管振子的共振反共振频率,结果与数值分析一致.通过对两个压电圆管振子谐振频率的理论计算与实验测试,表明了理论的准确性与精确性,这为压电陶瓷复合管换能器的理论研究及设计提供了依据.
对径向极化厚壁压电陶瓷细长管进行了研究,利用解析法得出了其谐振和反谐振频率方程,并用有限元法分析了径向振动模态,通过实验对理论结果进行了验证。由于厚壁理论是径向极化模型的一般情况,所以它的应用范围更广泛,对于薄膜和薄壳模型同样适用,且误差更小。
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