第18卷第2期2019年6月安徽职业技术学院学报
阳谷县JOURNAL OF ANHUI VOCATIONAL AND TECHNICAL COLLEGE Vol.18No.2Jun.2019
收稿日期:2019 02 25作者简介：董波(1983 )，男，安徽天长人，滁州职业技术学院副教授，研究方向：建筑环境㊂圆型压电陶瓷结构自由振动的有限元分析 三清山和黄山哪个最值得一去董㊀波
(滁州职业技术学院㊀土木工程系，安徽㊀滁州㊀239000)
㊀㊀摘㊀要：圆型压电陶瓷结构的高频振动分析一直无法获得其解析解㊂实验方法和有限元方法是获得其振动特性的有效方法㊂利用ANSYS 软件建立了圆型压电陶瓷结构的有限元计算模型，并通过增加网格划分数量验证了该计算模型的收敛性，分析了圆型压电陶瓷结构的厚度剪切振动模态和弯曲振动模态在圆板内的分布规律㊂计算结果表明，厚度剪切振动模态和弯曲振动模态的位移分布符合理论分析结果，主要振动能量集中在圆板的中间部位，具有很好的能陷效应㊂建立的模型和计算方法为进一步分析复杂结构的压电声波器件奠定了分析基础㊂
关键词：有限元；模型；能量；振动；压电陶瓷；位移
中图分类号:TH123㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1672 9536(2019)02 0009 03
Abstract :It is impossible to obtain analytical solutions of high frequency vibration analyses of circular pie-zoelectric ceramics.The experimental method and the finite element method are effective ones to obtain its vi-bration characteristics.The finite element computing model of circular and piezoelectric ceramic structure is es-tablished by using ANSYS,and the convergence of this model has been verified by increasing number of grid partition.The distribution of the thickness -shear vibration mode and the flexural vibration mode of circular pie-zoelectric ceramic structure in the circular plate are analyzed.The computation results show that the displace-ment distribution of thickness -shear vibration mode and flexural vibration mode will accord with the theoretical analyses results.The main vibration energy is concentrated on the middle part of the circular plate which has good energy trapping effect.The model and the calculation method set up an analytical basis for further analyses of the piezoelectric acoustic devices with complex structures.Key words :finite element;model;energy;vibration;piezoelectric ceramic;displacement
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㊀㊀随着移动通讯技术和智能制造技术的飞跃发展，压电陶瓷结构也得到了迅猛的发展[1]-[2]㊂大量的研究工作主要集中于压电陶瓷的材料特性和
制作工艺上㊂在理论上，可以通过三维运动方程
并结合边界条件对压电陶瓷结构的高频振动进行
精确求解，但是异常复杂的耦合方程和边界条件
使得解析求解几乎行不通[3]㊂Mindlin 等利用将海珠湿地公园门票
瑞典首都振动位移沿着厚度坐标展开的方式将传统的三维问题转化为二维问题，解析获得了石英晶体板高频振动的散关系㊁频谱关系㊁振动模态图和相关电学参数[4]-[5]㊂同样基于Mindlin 板理论，有限元计算也逐渐用来分析压电声波器件的高频振动，获得压电声波器件的振动特性[6]㊂与此同时，随着通用有限元软件(ANSYS㊁
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