資料介紹
傳統上認為成層結構沿板厚度方向功能梯度材料屬性是呈線性變化,但是在實際情況下,因為材料的正常老化和衰變,放射物、激光設備、晶體以及其他一些雜質都是呈指數規律變化的,所以以指數形式的變化規律來定義功能梯度材料對材料的實際運用是十分重要的。定義沿板厚度方向功能梯度材料的屬性呈指數規律變化,我們來研究這種材料對聲表面波傳播的影響。在研究中發現直接修改相關方程的材料屬性就可以影響聲表面波的衰減系數、相位速度以及位移傳播方式。當指數函數的變量很小時,就能夠得到忽略非線性參數條件下的解析解。利用這些解,比較各向同性材料以及半無限大功能梯度板中的結果,就能夠檢驗表面波的波速和位移在功能梯度板中的變化。這些結構將有利于評測聲表面波器件諧振器,濾波器,壓電材料的年限,內部雜質、放射性物質以及其他方面的影響。另外,功能梯度材料的研究為表面波壓電材料的研究有著直接關系,通過這項研究不僅能夠提供理論結果也能提供確切的數值方法,這些在工程實際運用中有著重要作用。
關鍵詞:功能梯度材料 壓電材料 石英 諧振器 聲表面波
固體中的彈性波方程建立
眾所周知,波是振動在媒介中的傳播過程,彈性波是機械振動在彈性媒介中的傳播。關于彈性波在固體中的傳播特性和傳播規律可以在相關的文獻[7,8]中看到。
設想在連續彈性介質中劃出一個小的長方體,它的長寬高分別為12,,xxxΔΔΔ。當彈性波在介質中傳播時,小長方體以外的介質對它的每一個面上都作用著一個力。通常,這個作用力與小長方體的表面成任意角度,但總可以將這個作用力分解成與表面垂直的1個分力和2個與該表面平行的分力。下圖(2-1)畫出了這樣的小長方體其中一個面上所受到的應力。
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