磁電彈性聲帶隙材料表面波帶隙特性研究.pdf

1、聲子晶體是一種具有彈性波禁帶的周期性結構功能材料，目前為止力學、物理和材料等領域眾多科學家開始致力于研究這種周期彈性/聲晶格結構。聲子晶體的本質特征是它的聲子帶隙（或稱聲波禁帶），即處于聲波帶隙頻率范圍內的振動或波被禁止在聲子晶體中傳播。通過分析色散關系，可以計算出結構帶隙的起始、截止頻率。
　　壓電材料是一種能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料，在材料研究和應用領域占有重要的位置。當具有壓電效應的材料和具有磁致伸縮效應的材料

2、復合在一起時，會形成具有明顯磁電效應的復合材料——磁電彈性復合材料。近年來，磁電彈性復合材料在表面聲波設備、濾波器、傳感器、電磁探測等眾多領域中獲得了廣泛應用，因此磁電彈性復合材料中波的傳播行為與頻散特性研究已經(jīng)成為一個具有重要應用價值的課題。本文由以下五章組成：
　　第一章，介紹了聲子晶體的研究目的和意義，以及國內外在該方向的研究動態(tài)及其最新研究進展。
　　第二章，首先簡述了聲子晶體的基本概念和三種理論模型以及頻帶結構的表

3、征方法，接著分析了計算聲子晶體頻帶結構常用的五種方法，其中詳細介紹了平面波展開法，另外說明了聲子晶體的表面及表面波問題。
　　第三章，基于平面波展開法計算了層狀壓電聲子晶體的能帶結構，并驗證了表面波在彈性周期結構中的傳輸特性。計算結果表明：
　　(1)體波在壓電聲子晶體中傳播時，相對彈性材料周期結構更有利于帶隙的產(chǎn)生，并且有效地增加了第一禁帶的帶隙寬度；隨著填充率的增加，第一禁帶的帶隙頻率范圍先增加后減小。
　　(2)

4、表面波在壓電聲子晶體中傳播時，填充率的增加同樣可以增大第一禁帶的帶隙寬度，而壓電常數(shù)的增大更能明顯地影響帶隙頻率的位置及其范圍的大小。
　　第四章，利用平面波展開法計算了層狀磁電彈性復合材料的帶隙特性，計算結果顯示：
　　(1)在相同填充率情況下，體波在磁電彈性復合材料中傳播時，周期結構中各組分的材料常數(shù)相差較大時更有利于帶隙產(chǎn)生。
　　(2)在保持其它條件不變的情況下，增大磁電彈性復合材料的壓磁常數(shù)可以改變結構的表面