有限多层180°铁电畴中界面波的色散特性

从克利斯托夫方程出发,通过数值计算,对PZT-有限多层180°铁电畴结构中的界面波的色散特性进行了理论探讨.指出偶层数结构基模类似于铁电畴层弯曲波,奇层数结构基模类似于铁电畴层波,并与其他一些情况下的结果进行了比较,最后通过实验验证了部分理论结果.     

铁电畴层波的色散性质的分析

本文对180°畴层中的铁电畴层波的色散性质进行理论分析。从普遍的压电方程出发,推导出铁电层波的普遍色散关系,并制出这个方程的色散曲线。文中还对180°畴铁电畴层波的色散性质的来源作了初步分析,认为造成相速下降的原因是由于“反平行畴的组合压电负荷”造成的。     

畴层波的色散性质

本文通过理论计算,分析了畴层界面振荡对畴层波的作用.计算得出了不同条件下界面振荡对所在界面的表面波的色散关系影响的结果.     

不同压电陶瓷中的铁电畴层波

本文对SH型压电表面波在由不同压电陶瓷组成的180°畴层结构中的传播问题进行了讨论,通过理论分析和数值计算得出了铁电畴层波在此结构中传播时的存在条件和色散关系.文中给出了铁电畴层波的一般化存在条件.研究结果表明,层状结构中除了Love型波外,还能传播另一类SH型表面波,即铁电畴层波.     

180°铁电畴夹层结构中的畴层波

从压电方程出发,讨论了180°畴夹层结构中的铁电畴层波特性,得到了对称和反对称两种振动模,并给出了色散关系及波场的空间分布,认为反对称振动模为另一种新的铁电畴层振动模,并讨论了双层等厚180°畴结构的情况,得到具有新特点的反对称铁电畴层振动模.     

二层流体中圆弧型贯底式防波堤的绕射波浪力

基于二层流体的水波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了圆弧型贯底式防波堤对二层流体中的表面波与内波绕射的波势解,并据此解析计算了作用于防波堤的波浪力和力矩。计算结果表明:二层流体中表面波与内波对防波堤的无量纲最大波浪载荷的影响可以具有相同量级。而波浪入射角度、二层流体密度比、海况条件以及防波堤几何条件等的变化对绕射波浪作用均存在一定的影响,且表面波与内波作用的变化规律存在一定差异。二层流体中表面波作用因内波的干扰而有别于均匀海表面波的对应结果。     

左-右手系材料界面上的表面波

利用严格的电磁理论证明2种偏振入射都能在各向同性的负折射材料与正折射材料界面上激发表面波,并推导出了相应表面波的传播波矢和激发条件.针对电磁波在非线性左手系材料中的传播性质,研究左、右手系材料界面上非线性TE表面波的传播行为,分析表明:2种界面上的非线性TE表面波均存在频率通带和禁带.     

界面损伤对正交叠层板最终拉伸强度的影响

基于现有应力集中分析结果及随机扩大临界核统计理论,对正交(混杂)叠层复合材料中由于90°层的基体开裂、层间界面破坏、0°层中部分纤维断裂及纤维/基体界面损伤相互作用的最终拉伸破坏过程进行统计分析.计算结果为现有的实验所证实.计算结果表明,正交叠层板的最终拉伸强度与界面剪切强度有关,适宜的界面黏结,相应的强度最高.本研究可对此类复合材料的最终拉伸强度作出合理的预报,并为复合材料叠层板的优化设计提供理论依据.     

铁电材料非线性力电耦合特性的模拟计算

铁电材料具有独特的内部结构 ,在外加力、电场的作用下 ,由于电畴的反转而表现出非线性滞回特性。基于单晶的本构行为 ,发展了针对铁电陶瓷性能的计算方法 ,计及了四方结构铁电多晶材料中晶粒与基体间相互的能量作用 ,考虑了 90°及 180°反转的不同能量限值 ,计算结果表明该模型能较好地描述铁电材料的非线性行为。     

左手介质中表面波特性

针对电磁波在左手介质中的传播性质,研究了表面波产生的条件,得出了TE、TM偏振表面波波矢方程。利用麦克斯韦方程得出了表面波的色散特性、能流特性。分析表明非互补介质界面不能同时传播TE表面波和TM表面波。在界面两边介质里的能流方向相反。     

层状结构中的电声波Ⅰ沿界面传播的研究

本文给出了多层180°畴结构中铁电畴层表面波的理论分析,得出了色散方程和色散曲线.发现当层数N很大时,多模色散曲线形成一个色散带.文中分析了三种典型的色散曲线.     

不锈钢/ZA43复合材料界面结构的研究

对常压浸渗法制备的不锈钢纤维增强的ZA43复合材料的界面结构进行了研究,结果表明,纤维与基体之间存在明显的界面层,此界面层由界面反应层和扩散偏聚层等多层构成,界面的形成过程主要是铁_铝金属间化合物的形成过程.同时,由于铝元素向纤维表面的偏聚和对纤维的腐蚀,导致了其它合金元素在界面处成分的不平衡分布.     

压电声波导中的水平剪切表面波

从理论上分析了压电声波导中水平剪切表面波的特性.针对电短路和电开路两种边界条件导出了色散方程,给出了导波层内的位移和电势分布.计算结果表明,衬底厚度只在一定的频率范围内对表面波有影响;表面波的机电耦合系数随着导波层和衬底厚度的减少而增加,当导波层较薄时,出现波的截止现象.所得结果可能对表面声波器件的设计和制作有一定的帮助作用.     

含左手材料光波导承载导波和表面波的模式研究

通过转移矩阵方法理论,研究含左手材料平板波导导波模式与表面波的特性.在TE极化情况下,包裹层为金属-芯层为左手材料的3层平板波导满足导波条件时,导波层能承载新功能的导波模式;不满足导波条件时,波导的包裹层和芯层都会出现不同指数规律衰减的表面波.     

含左手材料光波导承载导波和表面波的模式研究

通过转移矩阵方法理论,研究含左手材料平板波导导波模式与表面波的特性.在TE极化情况下,包裹层为金属-芯层为左手材料的3层平板波导满足导波条件时,导波层能承载新功能的导波模式;不满足导波条件时,波导的包裹层和芯层都会出现不同指数规律衰减的表面波.     

两层流体中水波与水面漂浮矩形箱的相互作用

研究了两层流体中表面波和内波模态的水波与水面漂浮矩形箱的相互作用问题.基于特征函数匹配理论，提出了在两种模态入射波作用下水面漂浮矩形箱的反射与透射能量，以及作用在其上的波浪力的解析计算方法.研究表明，对两层流体，两种模态水波的能量是可以互相转化的，而且除了表面波模态的波浪力外，还有内波模态的波浪力.基于所建立的求解模型，对矩形箱的反射与透射能量，以及作用在其上的波浪力进行了数值计算分析，表明了在某个频率范围内，流体的分层效应对这些水动力量的影响是不可忽视的.特别是当矩形箱的底部位于两层流体界面上时，两种模态的能量转化量是最大的，而且内波模态波浪力的影响更显著.     

各向异性介质中折射波及其走时曲线研究

利用斯奈尔定律研究各向异性介质中平界面上产生折射波的条件,得出了临界角表达形式.并对横向各向同性介质折射波条件进行了讨论,研完了单层界面上产生的折射波走时曲线,并将最后结果推广到多层界面的情形;最后给出模型计算结果,并对其作了讨论.     

两层界面内波的色散和非线性特征

对两层流体的基本方程和边界条件进行摂动展开,分别通过一阶和二阶方程来分析界面波的色散和非线性特征,其中得到的色散关系和现有结果一致,而二阶传递函数可以退化为表面波的情况.如果考虑变底地形时,得到的浅化作用系数也可以退化为表面波的情况.     

BaTiO3陶瓷的PTC效应

对不同掺杂的BaTiO3基陶瓷的电性能、界面形态、氧元素分布特点以及电畴结构等进行研究发现:瓷体半导化速度很快,烧成温度是影响瓷体半导化速度的最重要因素;氧在晶粒晶界的偏析,并且对势垒的形成有重要作用;样品掺杂的元素不同,电畴结构会发生一定变化,畴结构和电阻起跳性存在一定关系.     

复合材料对称层合板的强度预测

基于层合板五层等效约束模型(Equivalent Constraint Model,ECM),建立了基体开裂下的层合板残余强度的分析方法.基体开裂导致层合板内部应力重分配,使得主受力层(0°层)应力或应变条件恶化.认为0°层控制层合板的最终失效破坏:当0°层失效时,整个层合板发生失效破坏.对不同材料体系和铺层结构的复合材料对称层合板的强度进行了预测.计算结果表明:这种强度准则的预测值与实验结果吻合较好.