压电椭圆柱曲壳中的SH波

来源 :2014年全国固体力学学术大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:okzhi
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  本文研究极化方向沿母线方向的压电共焦椭圆柱曲壳的SH 波。基于运动方程、准静态Maxwell 方程、本构方程、几何方程和电位移与电势函数关系建立用位移和电势函数表示的椭圆柱坐标系的波动控制方程组。运用分离变量将场控制偏微分方程解耦为两个常微分方程。考虑高频情况下电学开路边界条件,分别采用Wentzel-Kramers-Brillouin 方法和幂级数法求解两个变系数常微分方程,引入等效波数和波数修正系数,得到椭圆柱型的压电曲壳的SH 波波函数。通过数值算例,讨论了两种几何参数的椭圆柱型的压电曲壳的波数修正系数与频率之间的关系,分析了给定频率下的前三阶模态的波结构图。计算结果表明,沿共焦的椭圆压电曲壳的周向可以传播一个模态或多个模态的SH 波,一阶模态的波数修正系数近似为一常数,其值由壳体上下表面几何参数确定。随着频率的增高,SH 波的模态数增加。在高频条件下,模态数随曲壳厚度增加而增加。这些结果可以为曲面结构超声无损检测和新型声波器件设计提供理论依据。
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