压电变压器等效电路参数测量及性能模拟

压电变压器与传统的电磁变压器相比较,具有体积小、重量轻、升压比高、不易燃、无电磁污染等特点,是电子信息系统中不可或缺的重要元件,因而获得广泛应用。该文用Y参数等效电路模型,通过Agilent-4294A测得了径向振动压电变压器的相关等效电路参数:R、L、C、Cd1和Cd2,并比较了参数的测试值与理论值,分析了其误差。将所得参数带入物理等效电路模型,模拟和分析了径向振动压电变压器的升压比、输出功率和转换效率随负载变化的特性。     

智能悬臂梁的振动控制

从压电材料的驱动原理出发，将压电驱动器对梁的作用，在压电片两端点处的梁截面中点，等效为一对平衡力和一对平衡车偶，然后采用频响应函数进行驱动器位置优化，并采用模态空间方法对智能悬臂梁的振动进行了主动控制，并用实验验证了该智能悬壁梁振动控制理论的有效性。     

半平面压电复合介质中的螺位错

研究了半平面压电复合介质中螺位错的性能。使用复变函数理论和虚拟镜像原理，得到了螺位错产生的电弹场和作用在位错上像力的解析表达式。作为特例，计算了由横观各向同性压电材料和非压电材料组成的半平面复合介质中螺位错的像力，结果表明，位错总是被自由边界所吸引，而位错被界面吸引还是排斥依赖于非压电材料的弹性常数与压电变硬的材料常数的相对值。     

径向层状压电复合介质中的螺位错

研究了径向层状压电复合介质中的螺位错与界面的相互作用，基于扰动的概念和级数展开的方法，推导了基体和压电环的弹性场和电场，并在此基础上给出了像力的表达式，分析了几何尺寸和材料的相对刚度对像力和界面应力的影响。     

ZnO/AlN复合压电薄膜的研制

各种超高频电子整机需要高性能的表声波压电器件。介绍了新的压电薄膜——ZnO/AIN复合压电薄膜的制速、结构和性能,并给出主要研制结果。     

压电悬臂梁驱动传感共位特性研究

为了探究压电陶瓷悬臂梁结构的驱动传感共位特性，笔者研究了以压电耦合悬臂梁样机分别作为传感器、驱动器和驱动传感共位时电流的变化规律，分析了压电悬臂梁被限位工作条件下其共位信号与空载状态信号的差异性，通过检测压电悬臂梁内部电流的变化来实现对压电悬臂梁驱动状态的共位检测。实验结果表明：在电压的激励下，压电悬臂梁在未被限位工作条件下，仅存在频率大小约为230 Hz的响应信号；压电悬臂梁在限位条件工作时，其采样信号在230 Hz和1 640 Hz附近处有明显响应，且仿真结果与实验结果误差均在4%以内。该实验结果证明了可将压电陶瓷悬臂梁内部电流变化所对应的特征频率作为其工作状态的判定。     

(1-x)Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-xNaSbO3无铅压电陶瓷微结构与电学性能研究

采用传统压电陶瓷工艺制备了(1-x)Bi0.5(Na0.3K0.2)0.5 TiO3-xNaSbO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了陶瓷的晶相结构和表面形貌,利用一些电学仪器测试了其介电和压电性能.结果表明,该体系陶瓷具有单相钙钛矿结构,适量的NaSbO3掺杂可以提高该陶瓷的致密性.在室温下,当掺杂量为0.5%时,该体系表现出较好的压电性能:压电常数d33和机电耦合系数kp分别达到107pC/N和0.209;当掺杂量为0.7%时,εr和tanδ分别为1551和0.05.     

PVDF压电薄膜结构监测传感器应用研究

压电材料是目前在智能材料系统研究中应用最为广泛的传感材料之一。由于PVDF压电薄膜具有制作成本低、机械性能好、灵敏度高等优点而受到了广泛关注。以PVDF压电薄膜作为结构监测的传感元件，对PVDF的应变传感原理进行了研究，并建立了基于信号采集与处理的PVDF应变监测系统，最后对PVDF监测构件裂纹进行了实验。实现了压电薄膜的应变与裂纹监测，为实际工程应用奠定了基础。     

半无限平面压电双材料中导电界面边裂纹与螺位错的相互作用

研究了半无限大压电双材料中导电界面边裂纹与螺位错之间的相互作用问题。首先利用无限大压电双材料的位错解和扰动的概念，推导了具有导电边界半无限大压电双材料的位错解，然后使用保角变换方法，得到了含有限长导电界面边裂纹半无限大压电双材料的位错解。基于所得到的解，给出了应力强度因子和作用在位错上的像力的显函表达式，并通过数值算例分析了相互作用机理。     

(1-x)Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-x(Bi0.1La0.9)FeO3无铅压电陶瓷的微结构与电学性能的研究

采用传统固相法制备了新型(1-x)Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5 TiO3-x(Bi0.1 La0.9)FeO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了该陶瓷的晶体结构、表面形貌、压电和介电性能.研究结果表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能形成纯的钙钛矿固溶体.压电性能随x的增加先增加后减少,在x=0.005时压电常数及机电耦合系数达到最大值(d33=149pC/N,kp=0.270).     

悬臂压电梁自由端受集中力的解析解

从压电弹性介质三维本构方程及平面问题的简化物理方程出发 ,求出了悬臂压电梁在没有外加电场情况下自由端受集中力时位移、电势的解析解 ,为探索压电层的感测机理提供了参考依据。     

压电板的主动控制实验研究

研究了压电板模型的主动控制。建立了主动控制方程，进行了实验研究。结果表明，采用压电片作为传感器和制动器的压电板的振动可以得到较好的抑制。说明了控制策略的可行性。为压电智能结构的进一步应用提供了实验基础。     

低频压电马达驱动理论的基础研究及分析

本文阐述的是一种新型的在30Hz～150Hz的振动频率进行驱动下的低频压电马达,它与现已成功开发并获得应用的超声波马达一样,都是利用振动驱动转子工作的。仅改变使用的振动频率,使该马达可以在常用电源50Hz下进行工作,不用另配专用电源,使整个系统的构成更加简单。目前国内尚未发现相同报道,这种新型驱动的压电马达理论的提出对压电马达的研究具有重要的意义。     

中心裂纹压电材料板的断裂问题分析

根据裂纹附近广义位移场的局部解,构造了一种新的关于含中心裂纹压电材料广义位移模式并建立了有限元断裂分析模型,建立了含中心裂纹损伤压电材料结构有限元方程,提出了求解压电材料含中心裂纹广义强度因子等断裂参量的数值计算方法。数值算例说明本文方法有效。     

新型压电陶瓷涡街流量计

介绍一种新型的压电陶瓷涡街流量计，该流量计采用ＢＳＴ压电陶瓷元件来检测旋涡释放频率，使该流量计能在高温工况下工作，一年多的工业现场运行试验结果表明，新研制的涡街流量计可靠性高、稳定性好，在４００℃高温和１０ＭＰａ高压下能长期连续正常运行。     

主动隔振平台的低频微振动测量研究

阐述了气垫式隔振平台的主动隔振关键技术之一的低频微振动测量问题，着重分析了压电传感器在低频、微幅测量的条件下电荷变换单元的电路参数，并介绍了实际研究结果及其在主动隔振系统中的使用效果．     

稠油油井出砂监测室内模拟研究

针对海上稠油油井出砂监测装置进行了研究， 设计了一种室内稠油出砂监测实验系统， 并研制了易于传感器感受出砂振动信号的一次仪表装置， 研发了出砂信号采集分析系统。出砂监测过程中利用压电加速度传感器识别砂粒撞击一次仪表引发的高频振动信号， 采用动态信号处理方法对出砂信号进行时域和频域分析等。在实验室条件下， 进行了不同含砂量的稠油 （黏度大于 100 mPa·s） 出砂监测实验， 取得了非常好的效果。实验结果表明： 在砂样粒度、 携砂流速等固定的条件下， 随着含砂量的增加， 出砂振动信号的均方根值、 功率谱幅值、 方差值等信号特征值不断增大。