磁電層狀結(jié)構(gòu)中聲表面波傳播的若干問題研究.pdf

1、磁電復(fù)合材料具有磁電效應(yīng)，無需借助于其它器件就能方便地進(jìn)行磁-電-力之間的能量轉(zhuǎn)換，這種磁電效應(yīng)使得磁電復(fù)合材料在許多方面有著廣泛的應(yīng)用，比如磁電傳感器、磁電諧振器和其他微波器件等。磁電元器件的基本構(gòu)型常常采用層狀結(jié)構(gòu)。磁電層狀結(jié)構(gòu)中的表面波傳播研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文將對(duì)粘性流體、非完美界面和磁電材料周期性變化等對(duì)表面波傳播的影響進(jìn)行探討，主要內(nèi)容有：
　　（1）研究了具有粘性流體非完美界面壓電層狀結(jié)構(gòu)中的SH波的

2、傳播。利用線彈簧模型來模擬壓電層和彈性基體間的非完美連接行為，詳細(xì)分析和討論了非完美連接對(duì)SH波傳播的效應(yīng)。計(jì)算表明，非完美連接對(duì)SH波的影響非常顯著。SH波的相速度隨著界面非完美參數(shù)的增大而減小，衰減隨著非完美參數(shù)的增大而增大。
　?。?）研究了具有粘性流體功能梯度磁電層狀結(jié)構(gòu)中的SH波的傳播。利用傳遞矩陣法推導(dǎo)了壓磁材料梯度變化時(shí)電磁學(xué)開路和短路邊界條件下的頻散關(guān)系，討論了流體粘性系數(shù)、壓磁覆蓋層彈性常數(shù)和壓磁常數(shù)梯度變化對(duì)相

3、速度的作用。結(jié)果顯示，彈性常數(shù)或壓磁常數(shù)的梯度變化對(duì)衰減、相速度和頻率作用顯著，相速度隨著梯度因子的增大而增大，衰減則隨著梯度因子的增大而減小。
　?。?）分析了覆有粘彈性層的磁電層狀結(jié)構(gòu)中的SH波的傳播。求解了SH波在多層結(jié)構(gòu)中電磁學(xué)開路和短路邊界條件下的頻散關(guān)系，討論了粘彈性層的粘性系數(shù)和厚度對(duì)相速度和衰減的作用。結(jié)果表明，粘彈性層對(duì)SH波的傳播影響不容忽視。
　?。?）利用平面波展開法研究了電磁學(xué)開路和短路邊界條件下的

4、一維磁電聲子晶體層狀結(jié)構(gòu)中的SH波的傳播。詳細(xì)地討論了覆蓋層的彈性常數(shù)、壓電常數(shù)、壓磁常數(shù)、密度和厚度對(duì)禁帶寬度的影響。我們發(fā)現(xiàn)：覆蓋層材料參數(shù)的變化會(huì)對(duì)禁帶寬度產(chǎn)生很大的影響，禁帶寬度隨著覆蓋層材料參數(shù)的增大而增大，而且覆蓋層與基體間材料參數(shù)差異越大，產(chǎn)生的SH波禁帶寬度也越大。
　　（5）分析了一維磁電聲子晶體層狀結(jié)構(gòu)中的Rayleigh波的傳播。利用平面波展開法推導(dǎo)了電磁學(xué)開路和短路邊界條件下Rayleigh波的頻散方程，給

5、出和討論了壓磁系數(shù)和覆蓋層厚度對(duì)禁帶寬度的作用。數(shù)值算例表明：禁帶寬度與覆蓋層厚度和壓磁常數(shù)密切相關(guān)，我們可以通過調(diào)整覆蓋層厚度和壓磁常數(shù)來獲取更大的禁帶寬度。
　?。?）分析了具有非完美界面的一維磁電聲子晶體層狀結(jié)構(gòu)中SH波的傳播。探討了界面非完美參數(shù)與聲子晶體禁帶寬度之間的關(guān)系，給出了不同非完美參數(shù)和不同電磁學(xué)邊界條件下的頻散曲線。從結(jié)果中可以看出，禁帶寬度與界面非完美參數(shù)的關(guān)系是非線性的，禁帶寬度一開始隨著界面非完美參數(shù)的增