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中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景与工程意义
1.2 声频定向扬声器的研究进展
1.2.1 声频定向扬声器的工作原理及系统特性
1.2.2 声频定向扬声器的研究历史及现状
1.3 微电子机械系统简介
1.4 本文的研究内容及研究方法
2 基于压电耦合特性的传感器有限元仿真方法
2.1 微型压电超声传感器(pMUTs)特点
2.2 微型压电超声传感器工作原理
2.2.1 压电性和压电方程
2.2.2 压电材料发展及PZT压电陶瓷材料特性
2.2.3 微型压电超声传感器工作原理及结构选择
2.3 微型压电超声传感器有限元分析方法
2.3.1 材料属性及 PZT参数的输入
2.3.2 单元类型选择
2.3.3 有限元分析假设
2.4 本章小结
3 微型压电超声传感器的结构设计
3.1 基于两端固支模型的微型压电超声传感器结构设计
3.1.1 两端固支梁的力学特性
3.1.2 基于两端固支模型的传统微型压电超声传感器有限元分析结果
3.1.3 基于两端固支模型的微型压电超声传感器结构设计
3.2 基于四端固支模型的微型压电超声传感器结构设计
3.2.1 四端固支薄板的力学特性
3.2.2 基于四端固支模型的传统微型压电超声传感器有限元分析结果
3.2.3 基于四端固支模型的微型压电超声传感器结构设计
3.3 本章小结
4 微型压电超声传感器的结构优化
4.1 基于APDL的结构优化方法
4.1.1 参数化设计语言(APDL)简介
4.1.2 ANSYS结构优化设计过程
4.2 基于两端固支模型的微型压电超声传感器结构优化
4.2.1 PZT全铺时微型超声压电传感器的静态特性分析
4.2.2 PZT全铺时微型超声压电传感器的动态特性分析
4.2.3 敏度分析
4.2.4 结构优化结果
4.3 基于四端固支模型的微型压电超声传感器结构优化
4.3.1 PZT全铺时微型超声压电传感器的静态特性分析
4.3.2 PZT全铺时微型超声压电传感器的动态特性分析
4.3.3 敏度分析
4.3.4 结构优化结果
4.4 本章小结
5 微型压电超声传感器的频响特性分析
5.1 声学基础
5.1.1 声学基本概念
5.1.2 理想流体媒质的三个基本方程
5.1.3 小振幅声波的三维波动方程
5.2 声固耦合的有限元分析原理
5.2.1 结构模态分析原理
5.2.2 结构动态响应分析基本原理
5.2.3 声学模态分析
5.2.4 声固耦合的有限元分析
5.3 电-机械-声耦合的有限元仿真方法
5.3.1 声场单元类型
5.3.2 单元属性与实常数
5.3.3 流固耦合接触面
5.4 微型压电超声传感器的频响特性研究
5.4.1 微型超声压电传感器的仿真分析
5.4.2 微型压电超声传感器的频响特性
5.4.3 一阶固有频率处的声压级空间分布
5.5 本章小结
6 微型压电超声传感器阵列的指向性研究
6.1 传感器阵的理论基础
6.1.1 指向性函数
6.1.2 指向性图
6.1.3 描述指向性的参量
6.2 阵指向性函数表达式
6.2.1 N个点源任意分布的离散阵的指向性函数
6.2.2 连续体的指向性函数
6.2.3 均匀线阵列的指向性函数
6.2.4 矩形阵组合平面阵的指向性函数
6.3 指向性研究
6.3.1 MATLAB软件简介
6.3.2 指向性图在 MATLAB中的实现
6.3.3 均匀线阵列和矩形阵组合平面阵的指向性研究
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
