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随着潜艇安静性能的提高,迫切需要低频主动声纳进行远距离探测,所以低频、大功率、小尺寸的换能器成为声纳应用的首选目标和水声换能器工作者研究的主要方向。 本文利用瑞利原理,推导了新型弯曲圆盘换能器模型在边缘夹持和边缘简支两种边界条件下的位移振动分布曲线。同时运用ANSYS软件对换能器有限元模型进行模态分析,提取了模型的位移振动曲线,通过比较确定了边缘简支边界条件适合于新型弯曲圆盘换能器。在这种边界条件下,推导了新型弯曲圆盘换能器的有效机电耦合系数、等效集中参数等基本参量,并对瑞利法和ANSYS有限元法进行了对比分析。随后,运用ANSYS软件分析了新型弯曲圆盘换能器结构参数对换能器频率特性、阻抗特性的影响,运用其结果对换能器的结构进行了优化,设计了实验用的新型弯曲圆盘换能器,计算了新型弯曲圆盘换能器的谐振频率、阻抗、发射电压响应、指向性等性能参数。 基于以上工作,制作了新型弯曲圆盘换能器的实验样品,对实验样品的电声特性进行了测量,得到新型弯曲圆盘换能器实验样品水中的谐振频率为2.97kHz,发射电压响应为130.5dB,-3dB带宽为700Hz,最后对计算结果和测量结果进行了对比分析。