镶拼式复合压电超声换能器的径向振动特性
来源：机械工程学报杂志2016年第16期北京时间：
作者：李陆化, 刘世清, 李丹
单位：浙江师范大学应用声学研究所 金华 321004
摘要：对一种镶拼式复合压电超声换能器的径向振动特性进行分析。该镶拼式复合压电超声换能器由弹性内芯、矩形压电陶瓷晶堆环组及金属预应力管径向复合而成。采用压电陶瓷晶堆，可大幅提高换能器的功率容量及有效机电耦合系数。依据机电类比原理，得出换能器的机电等效电路和共振频率方程;探讨换能器的第1、2阶共振和反共振频率及机电耦合系数与其几何尺寸之间的关系，并进行有限元仿真分析和试验测试。研究表明，换能器第1阶径向共振及反共振频率随其内芯内径及预应力管外径增大而降低;第2阶共振频率随内芯内径增大存在极小值，但随预应力管外径增大而下降，并且第2阶共振模式的有效机电耦合系数较高。对换能器共振频率的测试和仿真表明，理论与试验及仿真结果相符合。
关键词：功率超声,镶拼正多边形,压电换能器,径向振动；
基金资助：* 国家自然科学基金资助项目(11274279， 11074222); 20150825收到初稿，20160531收到修改稿;
