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串叠复合材料圆环阵水声换能器设计及制备
引用本文:李超,王宏伟,秦雷,王丽坤.串叠复合材料圆环阵水声换能器设计及制备[J].压电与声光,2016,38(2):227-230.
作者姓名:李超  王宏伟  秦雷  王丽坤
作者单位:(北京信息科技大学 传感器重点实验室,北京 100101)
基金项目:国家自然科学基金资助项目(61302015,61471047);北京市教委创新能力提升计划基金资助项目(PXM2015_014224_0000280);北京市属高校青年拔尖人才培育计划基金资助项目(CIT&TCD201504053)
摘    要:提出了一种新型高频宽带压电复合材料圆环阵换能器,综合采用了压电复合材料和多模耦合振动来拓展换能器带宽。通过ANSYS软件对其进行有限元建模仿真,得到了该换能器谐振频率和带宽随压电陶瓷圆环厚度、高度和平均半径的变化规律,并根据仿真结果确定了换能器敏感元件最优设计方案。由最优参数加工得到用于叠堆的两个压电复合材料圆环,并将两压电复合材料圆环轴向叠堆,最终制作了双圆环叠堆压电复合材料水声换能器。经测试,该新型换能器形成了明显的双模耦合振动,其-3dB工作带宽为320~410kHz,最大发送电压响应达147.8dB。研究结果表明,利用复合材料和多模耦合振动可以大幅度拓展高频换能器的带宽。

关 键 词:压电复合材料  有限元仿真  高频  宽带  水声换能器

The Design and Preparation of Composite Tubes Stack Underwater Acoustic Transducer
LI Chao,WANG Hongwei,QIN Lei and WANG Likun.The Design and Preparation of Composite Tubes Stack Underwater Acoustic Transducer[J].Piezoelectrics & Acoustooptics,2016,38(2):227-230.
Authors:LI Chao  WANG Hongwei  QIN Lei and WANG Likun
Institution:(Beijing Key Lab. for Sensor,Beijing Information Science & Technology University,Beijing 100101,China)
Abstract:
Keywords:piezoelectric composite  finite element simulation  high frequency  broadband  underwater acoustic transducer
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