磁電層狀結(jié)構(gòu)中聲表面波傳播的若干問題研究.pdf

1、磁電復合材料具有磁電效應，無需借助于其它器件就能方便地進行磁-電-力之間的能量轉(zhuǎn)換，這種磁電效應使得磁電復合材料在許多方面有著廣泛的應用，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用價值。本文將對粘性流體、非完美界面和磁電材料周期性變化等對表面波傳播的影響進行探討，主要內(nèi)容有：
　?。?）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，詳細分析和討論了非完美連接對SH波傳播的效應。計算表明，非完美連接對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了壓磁材料梯度變化時電磁學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)和厚度對相速度和衰減的作用。結(jié)果表明，粘彈性層對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)的變化會對禁帶寬度產(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。
　?。?）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了電磁學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。
　　（6）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