磁电复合材料结构对磁电系数的影响

论文摘要

利用基于压电效应和磁致伸缩效应的本构方程,采用有限元法分别对矩形、半圆形、凸半圆形以及梯形4种不同几何形状的磁致伸缩/压电/磁致伸缩层叠复合材料的磁电响应进行研究,分析复合材料的磁电特性。结果表明:稳态时,两端为半圆形的磁电复合结构的输出电压最大,在外加直流磁场为1 000 Oe时可达76.25 V。频域分析中,两端为凸半圆形的磁电复合结构的共振频率最低,为76.5 kHz。在1 kHz时,两端为梯形结构的磁电复合结构磁电系数最大,为7.63 V/(Oe·cm),在共振时,磁电系数达到126.34 V/(Oe·cm)。进一步分析了磁电压电材料不同层叠顺序对半圆形结构复合材料磁电系数的影响,结果表明PTN层叠顺序的磁电复合结构的磁电系数最大,为5.48 V/(Oe·cm),而TPN层叠顺序型磁电复合材料的磁电系数最小,为1.64 V/(Oe·cm)。

论文目录

• 1 有限元模型
•   1.1 ME效应
•   1.2 磁化模型
• 2 有限元计算
•   2.1 磁致伸缩材料
•   2.2 压电材料
• 3 数据分析与讨论
•   3.1 稳态分析
•   3.2 小信号频域分析
•   3.3 半圆形结构磁电响应分析
•     3.3.1 小信号频域分析
•     3.3.2 复合材料不同层叠顺序磁电特性分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李纯健,周勇,潘昱融,焦东宏

关键词: 层叠结构,磁电效应,压电效应,有限元,磁电系数

来源: 陕西师范大学学报(自然科学版) 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 南京信息工程大学电子与信息工程学院,江苏省气象传感网技术工程中心,华北水利水电大学电力学院

基金: 国家自然科学基金(61601231),江苏省自然科学基金(BK20140999)

分类号: O482.54

DOI: 10.15983/j.cnki.jsnu.2019.02.222

页码: 32-39

总页数: 8

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