| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第17-25页 |
| 1.1 超声技术概述 | 第17-23页 |
| 1.1.1 超声技术发展历程 | 第17-18页 |
| 1.1.2 超声波清洗技术 | 第18-22页 |
| 1.1.3 功率超声换能器 | 第22-23页 |
| 1.2 本文的研究方法及研究内容 | 第23-25页 |
| 1.2.1 研究方法 | 第23-24页 |
| 1.2.2 研究内容 | 第24-25页 |
| 第2章 压电声学基本理论 | 第25-41页 |
| 2.1 压电材料的物理特性 | 第25-30页 |
| 2.1.1 压电效应与逆压电效应 | 第25-26页 |
| 2.1.2 压电晶体压电效应的解释 | 第26-27页 |
| 2.1.3 电致伸缩效应(Electrostrictive effective) | 第27-28页 |
| 2.1.4 极化压电陶瓷的压电效应与逆压电效应的解释 | 第28-30页 |
| 2.2 压电材料的压电方程(Piezoelectric Equation) | 第30-36页 |
| 2.2.1 压电材料的介电性 | 第30-31页 |
| 2.2.2 压电材料的弹性 | 第31-34页 |
| 2.2.3 压电材料的压电方程(Piezoelectric Constitutive Equations) | 第34-36页 |
| 2.3 声的基本概念 | 第36-38页 |
| 2.3.1 声压 | 第36-37页 |
| 2.3.2 声强 | 第37页 |
| 2.3.3 分贝刻度 | 第37页 |
| 2.3.4 声压级与声强级 | 第37-38页 |
| 2.4 压电材料耦合分析基本理论 | 第38-39页 |
| 2.5 声-结构耦合分析基本理论 | 第39页 |
| 2.6 本章小结 | 第39-41页 |
| 第3章 夹心式压电换能器的理论分析 | 第41-65页 |
| 3.1 压电材料 | 第41-43页 |
| 3.1.1 压电材料的重要参数 | 第41-42页 |
| 3.1.2 压电陶瓷 | 第42-43页 |
| 3.2 夹心式压电换能器理论分析的基本假设 | 第43-44页 |
| 3.3 压电陶瓷元件的振动模式分析 | 第44-50页 |
| 3.3.1 推导电路状态方程 | 第45-46页 |
| 3.3.2 压电陶瓷片振动位移方程 | 第46-47页 |
| 3.3.3 推导机电等效方程及机电等效图 | 第47-50页 |
| 3.4 等截面细棒一维纵向振动分析及其机械等效图 | 第50-51页 |
| 3.5 变截面细棒一维纵向振动分析 | 第51-57页 |
| 3.5.1 任意变截面细棒的情况分析 | 第51-55页 |
| 3.5.2 几种常见截面细棒的情况分析 | 第55-57页 |
| 3.6 夹心式压电换能器的机电等效图及其特性分析 | 第57-64页 |
| 3.6.1 夹心式压电换能器的机电等效图 | 第57-60页 |
| 3.6.2 换能器的频率方程 | 第60-62页 |
| 3.6.3 换能器的前后端振速比 | 第62-63页 |
| 3.6.4 换能器的等效电导纳(或电阻抗) | 第63-64页 |
| 3.7 本章小结 | 第64-65页 |
| 第4章 夹心式压电换能器设计及振动性能分析 | 第65-87页 |
| 4.1 压电换能器的理论设计计算 | 第65-69页 |
| 4.2 压电换能器的详细结构设计 | 第69-72页 |
| 4.2.1 前盖板 | 第69-70页 |
| 4.2.2 后盖板 | 第70页 |
| 4.2.3 压电陶瓷部分 | 第70-71页 |
| 4.2.4 铜电极片 | 第71页 |
| 4.2.5 绝缘套筒 | 第71页 |
| 4.2.6 预应力螺栓和螺母 | 第71-72页 |
| 4.3 压电换能器的振动性能有限元分析 | 第72-84页 |
| 4.3.1 模型说明(Instruction) | 第72页 |
| 4.3.2 模型简化(Definitions) | 第72页 |
| 4.3.3 几何建模(Geometry) | 第72-73页 |
| 4.3.4 材料定义及求解域设定(Domains) | 第73-74页 |
| 4.3.5 边界条件设定(Boundary) | 第74-75页 |
| 4.3.6 网格剖分(Mesh) | 第75-77页 |
| 4.3.7 求解(Study) | 第77页 |
| 4.3.8 结果后处理(Results) | 第77-84页 |
| 4.4 本章小结 | 第84-87页 |
| 第5章 夹心式压电换能器辐射声场分析 | 第87-105页 |
| 5.1 夹心式压电换能器辐射声场分析 | 第87-98页 |
| 5.1.1 模型说明(Introduction) | 第87-88页 |
| 5.1.2 几何建模(Geometry) | 第88-89页 |
| 5.1.3 材料定义及求解域设定(Domains) | 第89页 |
| 5.1.4 边界条件设定(Boundary) | 第89-90页 |
| 5.1.5 网格剖分(Mesh) | 第90-92页 |
| 5.1.6 求解与后处理(Study and Results) | 第92-98页 |
| 5.2 二维超声清洗模型分析 | 第98-104页 |
| 5.2.1 模型说明 | 第98页 |
| 5.2.2 模型建立 | 第98-99页 |
| 5.2.3 网格剖分 | 第99-100页 |
| 5.2.4 后处理及其分析 | 第100-104页 |
| 5.3 本章小结 | 第104-105页 |
| 第6章 结论 | 第105-107页 |
| 6.1 本文的主要研究内容和结论 | 第105-106页 |
| 6.2 进一步研究的建议 | 第106-107页 |
| 参考文献 | 第107-111页 |
| 致谢 | 第111-113页 |
| 附录A 压电换能器结构尺寸计算程序 | 第113-115页 |
| 附录B 本文使用的软件介绍 | 第115-117页 |
| B.1 COMSOL Multiphysics多物理场耦合分析软件 | 第115-116页 |
| B.1.1 专业模块(Model Wizard) | 第115-116页 |
| B.1.2 COMSOL Multiphysics的特点 | 第116页 |
| B.2 3DVIA Composer | 第116-117页 |
| 附录C 换能器设计图纸 | 第117页 |
