磁电复合材料的磁电效应是外磁场使磁致伸缩相产生的磁-力耦合,通过相界面的应力传递作用使压电相产生的力-电耦合,在乘积效应的协同作用下,产生磁电转换。磁电转换的标志是压电体的输出电压的大小,并且磁电效应实验通常需采用两个磁场驱动,即在一个恒定(偏置)磁场的基础上再加一个与之平行的微小交变场。事实上,单一直流磁场作用在磁电复合材料时,通过磁-力-电耦合可导致压电体的应力应变,其介电常数和谐振频率同样发生变化。由此可推断变化的单一直流磁场将使压电相的极化程度变化,最终导致压电相谐振频率的偏移。在层状磁电复合材料中,压电相和磁致伸缩相之间是剪切应力耦合,两相间的乘积效应和交叉耦合效应不能完全发挥出来,即两相间应力传递过程中的不完全耦合会带来机械损耗,而条环异型结构两相之间通过正应力进行耦合,有利于提高两相的应力传递效率,增强耦合作用,减小机械损耗,所以本论文选用条环异型磁电复合结构,研究单一直流磁场下磁控谐振频率偏移规律。由于影响复合材料频率偏移的因素很多,如各组元的性能,外磁场大小及界面耦合状态,因此需要建立相应的物理模型及数值计算方法,对磁控压电体谐振频率偏移的变化规律进行研究,进而对磁电复合材料的性能及结构进行优化设计。本文研究条状压电材料嵌插于环状磁致伸缩材料的内环而形成的异型结构,选择锆钛酸铅PZT与镍锌铁氧体NZFO组成异型结构的压电相和磁致伸缩相,实验研究在单一直流磁场作用下,磁电复合材料的电容-频率响应特性。通过建立磁致伸缩相和压电相的本构方程,提出了一种异形结构磁电耦合理论模型,推导了压电体电容与谐振频率、磁场、材料参数的关系,由此推算压电体的谐振频率随外磁场和耦合强度变化趋势。分别选择锆钛酸铅PZT与铽镝铁TDF及锆钛酸铅PZT与镍锌铁氧体NZFO作为组成异型结构的压电相和磁致伸缩相,模拟了材料电容与频率、外磁场以及耦合系数的关系,并与实验测量值进行比较,外磁场导致的材料谐振频率的偏移实验与理论基本一致。本研究的单一直流磁场下磁电复合结构的磁致谐振频率偏移效应,为磁场探测方面的研究奠定了基础。