压电纳米板中SH型导波的传播特性

论文摘要

压电纳米材料具有机电耦合性强、功耗低和反应灵敏等独特性能,且能满足工程对压电器件微型化的要求,从而在传感、微纳米机电系统和柔性电子器件等领域展现出了广阔的应用前景.高比表面积引起的表面效应是压电纳米材料最重要的结构特征之一,其对材料的整体力学性质起着决定性的作用.表面效应会导致应力和电位移在压电表面的两侧出现间跃,故传统的力电场连续性条件将不再适用.考虑表面为不计厚度却拥有独立材料参数的薄层,采用表面压电模型计及表面弹性、表面压电性、表面介电性和表面密度的影响,本文研究了压电纳米板中SH型导波的传播特性,给出了板边界处的非典型力电平衡条件,得到了频散方程的解析表达,并结合数值算例详细讨论了表面材料参数和结构尺寸对对称和反对称频散模态的影响.结果表明:SH型导波在压电纳米板中的传播具有明显的尺寸相关性,即当板厚很小时,表面效应会显著改变其频散行为,而随着板厚的增大,表面效应的影响会不断减弱直至可忽略不计.

论文目录

• 引言
• 1 波动方程的建立和求解
• 2 频散方程
• 3 数值算例与分析
•   3.1 表面材料参数对频散特性的影响
•   3.2 结构尺寸对频散特性的影响
• 4 结论
• 附录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张乐乐,刘响林,刘金喜

关键词: 压电材料,表面效应,表面压电模型,纳米板,频散特性

来源: 力学学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 石家庄铁道大学工程力学系,石家庄铁道大学数理系

基金: 国家自然科学基金资助项目(11472182,11802185)

分类号: TB383.1

页码: 503-511

总页数: 9

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