以巨磁致伸缩材料Terfenol-D与压电材料PZT等复合而成的磁电层合结构由于具有强磁电耦合效应近年来成为一个研究热点。低频状态下，当外加交变磁场频率达到层合结构的固有振动频率时，层合结构处于谐振状态，磁电耦合效应大大加强。由于磁电复合材料的复杂非线性磁力电耦合效应，磁电效应随磁场的变化曲线出现双峰现象，尚且没有完善的理论模型可以解释。此外，在谐振磁电耦合过程中，存在磁损耗、电损耗、机械损耗等，尤其是机械损耗，大大减弱了磁电耦合效应的强度。微波频段下，磁电层合材料主要是用来制备磁电可调的微波器件，以满足工作频段可选的需求。针对上述问题，本文开展了以下工作：首先，针对谐振状态下L-T模式Terfenol-D/PZT/Terfenol-D磁电层合结构的机械损耗随磁场非线性变化的实验现象，采用一个能完整描述超磁致伸缩材料中复杂力磁耦合特点的非线性磁致伸缩本构关系，采用等效电路法，建立起了一个同时考虑静磁场和预应力影响的磁电层合结构的非线性机械损耗模型。通过该理论模型预测的有效机械损耗、谐振/反谐振频率随外加磁场变化的结果都与实验测量结果在定量上和定性上均吻合良好，证明本文所建模型具有一定的有效性与可靠性。在此基础上，通过该模型预测预应力对机械损耗的影响，在小于零偏磁场谐振频率时，选择小于临界谐振磁场的偏磁场实现谐振可以有效降低机械损耗，在频率98.9kHz时机械损耗减小了62.1%。在大于零偏磁场谐振频率时，选择施加预压应力可以有效降低机械损耗，在频率103kHz时加-18Mpa的压应力机械损耗减小了51.2%。其次，针对L-T模式磁电层合材料在谐振状态下出现双峰磁电效应的实验现象，在建立了的磁-机-电谐振等效电路基础上，根据欧姆定律，给出综合考虑预应力、静磁场、交流磁场频率、非线性机械损耗的磁电转换系数表达式。通过该理论模型预测了不同谐振频率下磁电电场系数与静磁场的变化曲线，以及不同静磁场下磁电电场系数与谐振频率的变化曲线，并与实验结果进行对比，发现在谐振频率为100~125kHz时理论预测结果与实验测量结果在定量与定性上均吻合良好，证明了该理论模型的有效性与可靠性。在此基础上，进一步预测了预应力对磁电效应双峰现象的影响，结果发现：随着预应力的增大，磁电系数中由压磁系数控制的第一个峰与由杨氏模量控制的第二个峰逐渐合并到一起，磁电效应双峰现象消失，整组磁电效应曲线出现“翻转”现象。特别是，无论是施加压应力还是施加拉应力都能提高双峰磁电效应中较小磁场对应峰的峰值，其中，拉应力的效果更为显著。最后，针对磁电层合材料在微波频段应用的突出优点，设计了一款以YIG/PZT磁电层合材料为基底的磁电双可调带通滤波器，并利用高频仿真软件Ansoft HFSS建立起了该滤波器的数值分析模型。仿真结果显示，以3GHz微波信号频段为例，滤波器的工作频率在2.9-4.2GHz内磁可调性偏移带外抑制最大达到了-20dB；当外加磁场保持100Oe不变时，其电场E在-10kV/cm至10kV/cm范围内存在近似线性的电可调特性。