一、Terfenol-D鱼唇式弯张换能器（论文文献综述）
高菊[1]（2021）在《单频谐振式高精度水下声源设计方法研究与仿真验证》文中研究说明水声是海洋中广泛应用的信息传播手段。近年来水下声学系统越来越复杂多样,其中用于水下声波导航定位、测距侧向的单频声源在水声系统中被普遍使用。在海洋广域大系统构建中,急需一种长期布放在海底的标准单频声源。其核心工程问题是能源如何供给,关键技术是低功耗设计和提升电声转换效率。本文针对高精度谐振式单频声源的电声转换效率开展研究,重点解决高精度单频声源的耦合效率问题,研究谐振与耦合效率的关系。本文的主要内容包括:1.工程上采用谐振原理提升声源的能量转换效率是一种有效方法。但是在固液耦合的水声装置设计中,还不能直接应用谐振原理解决具体的耦合问题。本文第二章采用经典的振动力学模型和电路等效理论,分析了谐振器的特性,从能量的角度研究谐振状态下,能量输入、消耗以及输出之间的关系,建立谐振器能量耦合理论模型。依据此模型可以研究和分析独立封闭的谐振系统与外界环境之间的耦合关系,从而计算出耦合效率。2.第三章主要针对水声的发声效率问题开展研究。基于谐振原理将磁激振器输入给谐振式膜片的能量高效率耦合到水域中产生辐射声能。文中首先利用仿真平台研究并验证了膜片的谐振现象和基本特性,采用经典力学理论推导了膜片参数对谐振器的一阶自然频率的影响。然后用电路等效的方法建立了膜片谐振状态下的能量方程,简化了谐振式膜片耦合效率的分析方法,并对此做了仿真验证。3.作为水下单频标准声源,对其发射的声波精度有很高要求。本文第四章主要针对如何实现一种高Q值大能量振动发声体展开研究。分别对振弦和音叉两种谐振器做了详细的理论和仿真研究。本章重点分析了音叉作为高Q值大能量振动发声体的可行性并做了仿真验证。4.依据以上理论模型,结合海洋工程实际需求,第五章设计了一种高精度单频声源结构体,用仿真手段验证了理论模型的正确性,对进一步优化声源的性能提供了理论指导。
韩旭[2]（2020）在《大功率超磁致伸缩换能器设计与测试分析》文中研究说明随着国际海洋权益之争愈演愈烈,各海洋强国均制定更加全面的水下主动探测系统发展规划,以应对日益严重的水下国防安全问题。大功率电声换能器是水下远程主动探测系统的关键装备,超磁致伸缩材料是制造低频大功率电声换能器的理想材料,具有应变量大、能量密度大、机电耦合系数大和响应速度快等特点。本文基于超磁致伸缩材料研制了一种谐振频率为1000Hz,声源级为194d B的大功率低频超磁致伸缩换能器。主要研究内容如下:（1）针对超磁致伸缩换能器的能量高效转换以及低频大功率发射的要求,研究了多根超磁致伸缩棒组合式磁路结构以及机械结构。对超磁致伸缩纵振换能器的结构进行了优化设计,其中包括稀土超磁致伸缩棒的设计、前辐射头与后质量块的设计、中心应力杆的设计、多根超磁致伸缩棒组合式磁路的优化设计、交流线圈与直流线圈的设计以及碟簧与预应力的设计等。最后依据超磁致伸缩纵振换能器的整体设计结构,制作了实验样机。（2）针对目前国内外超磁致伸缩材料参数测量体系的不完善,测量精度较低等问题,首先提出一种对于磁导率,压磁系数,柔顺系数等多个轴向磁机特性参数的测量方法。搭建了超磁致伸缩材料轴向特性参数的测量平台,准确提取了材料轴向磁机特性参数。通过与谐振频率法测量结果对比,验证所提方法的正确性;其次搭建了超磁致伸缩切向磁机特性参数测量平台,并利用参数拟合法准确提取了材料切向磁机特性参数;最后结合测量的轴向和切向磁机特性参数,利用有限元仿真分析预测了所设计换能器的阻抗特性以及声源级大小。（3）为验证基于有限元仿真分析换能器设计的合理性,搭建了实验论证平台。首先搭建了换能器磁场测量平台,在永磁体偏置以及直流线圈偏置下测量分析了三种磁路结构的磁场分布,测量结果验证了磁路设计的合理性;然后搭建了换能器阻抗测量平台,阻抗测量结果验证了有限元仿真结果的准确性;最后对换能器进行静态位移特性测试和动态位移特性测试,并在湖泊环境下进行了电声发射性能测试,声源级达到194d B,测试结果验证了换能器设计的合理性。
杨均权[3]（2020）在《超磁致伸缩换能器阻抗匹配方法与实验研究》文中认为随着稀土超磁致伸缩材料的应用与发展,超磁致伸缩换能器的输出功率、可控性与频率响应等众多性能都得到了显着的提高,引起了国内外学者的高度重视与广泛研究。然而超磁致伸缩换能器的阻抗特性十分复杂,实际工况中的大信号下的阻抗参数与小信号下的阻抗参数存在较大的差别。本文以低频大功率稀土超磁致伸缩换能器为研究对象,研究其在大信号下的阻抗特性及阻抗匹配理论与方法,为其与电源间能量的高效传递提供了重要的理论和实践指导。本文的主要工作和创新点主要体现在以下几个方面:（1）针对稀土超磁致伸缩换能器随频率与工况变化的复杂阻抗特性,对其阻抗匹配理论及设计方法进行了详细地阐述。单调谐静态阻抗匹配和双调谐静态阻抗匹配原理简单、容易实现;基于投切电容的动态阻抗匹配方法可以跟随换能器阻抗的变化;连续有源阻抗匹配方法可以实现快速、连续的动态阻抗匹配,仿真验证了有源阻抗匹配方法的准确性和有效性。（2）设计并搭建了纵振型超磁致伸缩换能器实验平台,模拟超磁致伸缩换能器的阻抗特性,并详细阐述了各个部件的设计理论和方法,同时,利用COMSOL有限元软件对该实验平台进行了磁场仿真分析和模态仿真分析,验证了其磁场设计和机械结构设计的合理性。（3）研究了基于FFT分析的相位差检测和阻抗测量方法,与经典的阻抗测量方法相比,可以实现大信号下换能器阻抗参数的快速扫频测量,并显着提高对谐波和噪声的抗干扰能力以及测量精度。根据该方法设计了基于Lab VIEW和数据采集卡NI6361的大信号阻抗扫频测量平台,对本文设计的超磁致伸缩换能器大信号下的阻抗特性进行了扫频测量,并与由阻抗分析仪得到的小信号阻抗参数进行了对比。（4）搭建了基于Lab VIEW+数据采集卡NI6361的电容投切动态阻抗匹配实验平台,其可以跟随换能器负载的变化,动态调整匹配网络的参数,始终保持功率放大器的高功率因数输出,实验结果验证了该方案的有效性。
许延峰[4]（2020）在《超磁致伸缩材料驱动低频宽带弯张换能器研究》文中认为振动式声源,包括采用压电材料和磁致伸缩材料驱动的声源,不仅应用于水声工程领域的研究,如低频主动探测、水声通信和海洋声传播研究等,而且还广泛用于海洋探测、地质勘探以及油气行业的地声探测。然而,目前所使用的很多声源都受频率、带宽和功率的约束,从而限制了它们在海洋探测中的使用。具有低频、宽带、大功率特点的振动式海洋声源的需求一直存在,低频大功率换能器也是水声工程研究的重要方向。研究主要针对声源如何实现低频宽带大功率声发射问题。换能器利用双IV型弯张壳体结构,代替传统有源材料PZT晶堆或稀土棒作为驱动振子,使换能器的谐振频率有效下降;利用双壳结构同相和反相两种振动模态实现换能器在低频段的宽带发射;利用两级壳体位移放大结构实现驱动振子位移的两级放大。有源驱动材料采用具有大应变系数的稀土超磁致伸缩材料Terfenol-D,通过设置合理的预应力工作点和偏置磁场条件,使稀土超磁致伸缩材料性能充分发挥,实现声源的大功率声发射。利用有限元软件COMSOL对低频宽带换能器进行仿真分析和结构优化,包括对换能器壳体结构的优化、稀土材料偏置磁路的优化以及预应力的设置分析。根据优化结果确定换能器的结构尺寸,进行零部件的加工,最终制作出换能器样机进行水下测试。换能器样机的实际测试结果表明,换能器同相谐振频率为320Hz,反相谐振频率为500Hz,工作带宽260Hz,最大发送电流响应181d B,带内起伏10d B。最终的测试结果表明,采用超磁致伸缩材料驱动的换能器在低频段拓展了发射带宽,同时具有大功率发射的特点。
戚青丽[5]（2020）在《Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金薄带与涂层的制备、性能及应用基础研究》文中进行了进一步梳理磁致伸缩材料在换能、驱动、传感等领域都有着重要的应用。近年来磁致伸缩电磁超声导波检测作为一种新型的无损检测技术,以其单点安装、长距离检测的技术特点,在长输管道、铁路钢轨、桥梁锁链等的缺陷检测与在役监测方面显现出巨大应用前景。磁致伸缩材料作为核心敏感材料,对电磁超声导波传感器性能有着重要的影响,但是存在着传统磁致伸缩材料磁致伸缩系数小、巨磁致伸缩材料Tb-Dy-Fe合金无法制备成薄带、Fe-Ga磁致伸缩材料薄板（板厚大于0.3 mm）无法满足曲面异形构件的检测等诸多实际问题。为了解决磁致伸缩材料在超声导波检测中遇到的这些问题,本文探索了制备细晶、大磁致伸缩、可弯曲Fe-Ga合金薄带以及在316L不锈钢基板上附着Fe-Ga（Al）合金涂层的方法,对合金薄带与涂层的组织结构、织构、磁性能进行了研究,并开展了 Fe-Ga（Al）合金薄带与涂层在超声导波检测及扭矩传感器方面的应用基础研究。研究工作取得了以下结果:通过对高斯取向的0.3 mm厚（Fe83Ga17）99.9（NbC）0.1合金薄板进行温轧变形,制备出0.06～0.15 mm的合金薄带。研究了热处理工艺对合金薄带织构和磁性能的影响,1200℃退火2h后,薄带微观组织均匀,平均晶粒尺寸80μm左右,形成{100}<001>立方织构,饱和磁致伸缩系数为147 ppm,具有4.4%的断裂伸长率。用气雾化法制备Fe83Ga17、Fe81Al19两种合金粉末,通过超音速火焰喷涂在316L不锈钢基板上制备了不同厚度的Fe-Ga（Al）合金涂层。沉积态Fe83Ga17合金涂层的磁致伸缩为34.5 ppm,涂层与基体的结合方式以机械结合为主。热处理过程中,冷却速率影响涂层相结构,淬火使合金涂层保持单一的A2相结构,磁致伸缩为46 ppm;炉冷使合金涂层发生了 A2相向A2+D03相的转变,导致磁致伸缩性能下降。利用（Fe83Ga17）99.9（NbC）0.1合金薄带,设计了激励和接收SH超声导波的实验装置,研究不同状态Fe-Ga合金薄带的超声导波传感特性。Fe-Ga合金薄带具有良好的导波传感特性。利用喷涂在316L不锈钢管道上的Fe-Ga（Al）合金涂层,设计了激励和接收L模态和T模态超声导波的实验装置。根据管道的材料和几何参数通过数值计算获得其群速度频散曲线,超声导波激励频率选为180kHz。研究发现,随施加强偏置磁场的增强,检测到的缺陷处回波信号增强,这与涂层d33对应磁场H33有关。施加偏置磁场大于H33,激励磁场工作在d33较大的区域,涂层具有好的导波特性。退火态Fe81Al19合金涂层中检测到的L模态超声导波回波信号强度高于沉积态,这与退火态涂层对应的应变灵敏性（dλ/dH）较高相关。基于逆磁致伸缩效应,开展了 Fe-Ga合金薄带在扭矩传感器上的探索研究。加载扭矩和输出电压成良好的线性关系,展现了 Fe-Ga合金在扭矩传感器领域良好的应用前景。
刘永平,莫喜平,柴勇,张运强,崔斌[6]（2019）在《双壳嵌套鱼唇式弯张换能器》文中研究表明研究了一种双壳嵌套鱼唇式弯张换能器,针对特殊结构的空气背衬弯张换能器提出了表征换能器静压形变的系列参数,利用有限元方法研究了这些参数与结构参数的对应关系,并进行了换能器的静态分析。在静态分析基础上,研究了结构参数对换能器声辐射特性的影响,经对比分析得到换能器的优化方案,研制了实验样机,经外场试验验证了双壳嵌套鱼唇式弯张换能器具有小尺寸、频率低、高效率、大功率的工作特性:谐振频率800 Hz、最大声源级199.5 dB、电声效率23.6%、工作深度200 m。
方厚林,孙迪峰,刘阳,张亮永,张芳,孙德玉[7]（2019）在《稀土超磁致伸缩换能器谐振频率分析》文中指出0引言稀土超磁致伸缩材料（Terfenol-D）由于应变大、机电耦合系数大、声速低等优点,适用于低频宽带换能器研究。目前已经研究出各种结构形式的换能器,包括纵向振动换能器[1,2]、溢流镶拼式换能器[3]、磁致伸缩-压电联合激励纵向振动换能器[4]、桶板弯张换能器[5]、Ⅳ型弯张换能器[6]、鱼唇式弯张换能器[7]等。谐振频率是换能器的一项重要参数,换能器设计时多采用有限元分析软件,但换能器的预应力极大地增加了计算的复杂性。
李薇娜[8]（2019）在《Fe-Ga合金换能器输出特性分析与实验研究》文中进行了进一步梳理Fe-Ga合金是继Tefenol-D之后的另一种新型磁致伸缩材料,具有磁滞小、机械性能优良、饱和磁场低等特点,可广泛应用于精密驱动、智能传感、无损检测等领域。利用Fe-Ga合金设计磁致伸缩换能器,需要明确合金的磁特性参数。应用磁致伸缩换能器时,需要分析换能器的输出特性。因此,本文测量了Fe-Ga合金的磁特性,分析了磁致伸缩换能器的多物理场耦合特性、磁场分布和谐振特性,搭建了磁致伸缩换能器的实验平台,分析了应力作用下磁致伸缩换能器的动态磁滞回线和输出特性。测量了棒状Fe-Ga合金的低频磁特性,分析Fe-Ga合金材料的磁致伸缩特性,当磁场强度达到15 k A/m时,Fe-Ga合金棒的应变开始达到饱和,当磁场强度达到20k A/m时,Fe-Ga合金棒的应变完全达到饱和,并进行实验验证。研究了环形Fe-Ga合金的高频磁特性,建立Fe-Ga合金动态磁导率和损耗模型,并采用AMH-1M-S型动态磁特性测试系统测量了不同磁场频率下Fe-Ga合金弹性磁导率、粘滞性磁导率、初始磁导率、损耗因数和动态磁滞回线,分析Fe-Ga合金的电磁损耗和介质储能的变化规律。分析了磁致伸缩换能器的多物理场耦合特性。利用COMSOL有限元分别分析了弓张结构磁致伸缩换能器、窗式结构磁致伸缩换能器和双线圈磁致伸缩换能器的磁场强度、磁感应强度和应变分布,并分析了不同结构换能器的谐振特性,发现双线圈磁致伸缩换能器的磁场和应变分布均匀。分析了应力作用下双线圈磁致伸缩换能器的静态输出特性,随着施加应力的增大,换能器的输出位移值逐渐增大。搭建了Fe-Ga合金双线圈磁致伸缩换能器的实验平台,测量了应力作用下换能器的滞后特性。当施加同一磁场频率时,施加应力可以减小换能器的滞后。测量并且分析了应力作用下换能器的静态输出特性。分析了应力作用下换能器的动态输出特性,输出位移会随施加应力的增大呈现先增大后减小的趋势,当施加应力为2 MPa,磁场频率为10Hz时,换能器输出的位移幅值可以达到最大值为7.2×10-6 m。在2.1 k A/m的偏置磁场下,施加的磁场频率为10、30、50、80 Hz,随着磁场频率的增加,换能器输出位移的斜率逐渐减小,输出位移圆环的形状逐渐由扁平状向椭圆状变化。
周天放[9]（2019）在《共形驱动低频换能器研究》文中研究指明弯张换能器是一种广泛用于水下的低频、大功率发射换能器,已有多种类型的结构形式。针对近年来水中小目标平台等领域对小尺寸、轻重量、低频发射换能器的迫切需求,本文主要对弯张换能器如何进一步降低频率,实现小尺寸下的低频、较大功率、指向性发射等性能开展研究。对于弯张换能器,其壳体的本征振动模态频率都较低,但加入长梁陶瓷堆驱动结构后换能器整体的等效刚度大大增加,从而使换能器谐振频率升高较多。鉴于长梁驱动结构带来频率增高的问题,本文提出了一种与壳体结构实现共形的驱动方式——共形驱动,对其进行研究设计,以使得壳体的弯曲振动模态频率升高较少,从而在同等尺寸下降低换能器的工作频率。由于新的驱动结构与壳体共形,使得驱动形式更加多样,本文研究共形驱动不同结构形式换能器的性能,分别设计出三种不同特性和结构的换能器,实现低频、大功率、指向性发射的性能。Ⅳ型弯张换能器结构相对简单,应用最为广泛,所以本文首先以Ⅳ型弯张换能器为基础模型,进行共形驱动在Ⅳ型弯张换能器椭圆壳体上的应用研究。对共形驱动椭圆环换能器的主要振动模态及特征进行了分析,根据基本模型的振动特性,进一步提出了分段驱动的大功率辐射模型,分析了此模型下换能器空气中及水中的电声特性,进行了结构参数对振动及辐射特性的影响分析,总结出降低工作频率的方法。并与同壳体结构的长梁驱动形式进行性能对比分析,得出共形驱动较长梁驱动椭圆环换能器的谐振频率下降约45%。又进行了两种驱动结构换能器优质因数的计算,得出共形驱动具有较高的体积和重量优质因数,具备较好的综合性能。其次,提出了共形驱动三边型换能器的结构形式,探究了三边型换能器的基础振动模态,对换能器辐射面振动位移特性进行分析,得出三边型换能器辐射面具有同相辐射的振动特性,易于实现较大功率工作。进行了换能器主要结构参数对谐振频率和发送电压响应影响规律的分析,获得了进一步降低换能器谐振频率的方法。并与长梁驱动三边型换能器进行性能对比,得出共形驱动较长梁驱动三边型换能器谐振频率下降约30%。仿真计算结果表明共形驱动三边型换能器同样可以实现低频、小尺寸、较大功率工作。随后对共形驱动椭圆环换能器应用模态叠加原理实现指向性辐射进行了研究。从椭圆壳的振动模态出发,确定可实现全向和偶极子指向性的两阶振动模态,进一步采用合理的共形驱动形式,以激励出这两阶振动模态,应用模态叠加原理,实现换能器心形指向性的辐射性能。并针对边界条件对实现换能器指向性发射的基础振动模态的影响进行了分析,得出在椭圆壳长轴边缘进行刚性固定情况下,更容易使用模态叠加原理,形成更好的指向性性能,并具有更高的辐射效率。最后,制作了共形驱动椭圆环换能器和共形驱动三边型换能器,并对换能器样机进行了性能测试。测得共形驱动椭圆环换能器水中谐振频率为520Hz,最大发送电压响应值为135.4dB,实现了换能器的低频、小尺寸、较大功率的特性,得出共形驱动具有进一步降低换能器工作频率的重要结论。测得共形驱动三边型换能器水中的谐振频率为1080Hz,最大发送电压响应值为119.9dB,同样可得出共形驱动三边型换能器也具有低频、小尺寸、较大功率的特性。在共形驱动椭圆环换能器样机模型上,利用模态叠加形成心形指向性的驱动下,测得换能器水中谐振频率为1480Hz时,形成了较明显的心形指向性,最大凹坑深度达8dB,具有单向辐射的声场分布。共形驱动的提出,为弯张换能器进一步实现低频、小尺寸、较大功率工作提供了新的方式,具有广泛的待研究内容,也具有广阔的应用前景。
莫喜平[10]（2019）在《我国水声换能器技术研究进展与发展机遇》文中认为概要评述我国水声换能器技术方面近20年的研究进展,包括应用新型功能材料、提出新的设计概念及新结构、改进工艺技术等。重点从低频换能器、高频宽带换能器、深水换能器、矢量水听器等4个技术方向进行介绍,最后对水声换能器技术领域未来所面临的挑战和发展机遇谈些认识。
二、Terfenol-D鱼唇式弯张换能器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Terfenol-D鱼唇式弯张换能器（论文提纲范文）
（1）单频谐振式高精度水下声源设计方法研究与仿真验证（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 当前水下声源研究现状 |
| 1.2.2 谐振式声源谐振体结构研究现状 |
| 1.2.3 谐振式声源电声转换效率研究现状 |
| 1.3 论文研究内容与意义 |
| 1.3.1 论文的研究内容 |
| 1.3.2 论文的研究意义 |
| 2 单频谐振式高精度声源的参数计算方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于类比电路法的水下声源电声转换效率影响因素研究 |
| 2.3 单频谐振式高精度水下声源结构总体框架研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 膜片式声波发射谐振器特性研究和仿真验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 膜片式声波发射谐振器提高耦合效率方法仿真验证 |
| 3.3 膜片式声波发射谐振器振动理论研究 |
| 3.3.1 膜片式声波发射谐振器自然谐振频率理论研究和仿真验证 |
| 3.3.2 膜片式声波发射谐振器实际工作情况下谐振频率理论研究和仿真验证 |
| 3.3.3 膜片式声波发射谐振器的辐射声场特性理论研究和仿真验证 |
| 3.4 膜片式声波发射谐振器耦合效率理论研究 |
| 3.5 膜片式声波发射谐振器尺寸设计及仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 高精度储能谐振器设计理论研究与仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高精度储能谐振器的实现必要性分析 |
| 4.3 高精度储能谐振器结构选择研究 |
| 4.3.1 弦结构振动的能量研究 |
| 4.3.2 音叉结构振动的能量研究 |
| 4.4 音叉式高精度储能谐振器能量共振理论研究 |
| 4.4.1 音叉式高精度储能谐振器能量最大化理论分析 |
| 4.4.2 音叉式高精度储能谐振器无阻尼状态下固有频率理论研究 |
| 4.5 音叉式高精度储能谐振器能量共振驱动频率仿真验证 |
| 4.5.1 音叉式高精度储能谐振器无阻尼状态下固有频率仿真验证 |
| 4.5.2 音叉式高精度储能谐振器能量共振驱动频率仿真验证 |
| 4.6 音叉式高精度储能谐振器尺寸设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 单频谐振式高精度水下声源系统整体仿真验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单频谐振式高精度水下声源结构体关键参数的理论计算 |
| 5.3 单频谐振式高精度水下声源系统的总体结构设计 |
| 5.4 单频谐振式高精度水下声源性能的仿真验证 |
| 5.4.1 膜片式声波发射谐振器仿真验证 |
| 5.4.2 音叉式高精度储能谐振器仿真验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
（2）大功率超磁致伸缩换能器设计与测试分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 电声换能器 |
| 1.2.1 压电换能器 |
| 1.2.2 电动式换能器 |
| 1.2.3 电磁式换能器 |
| 1.2.4 超磁致伸缩换能器 |
| 1.3 超磁致伸缩换能器理论与技术的研究现状 |
| 1.3.1 电-磁-机多物理场能量的高效转换 |
| 1.3.2 低频大功率换能器的结构设计 |
| 1.3.3 超磁致伸缩材料特性参数的综合测量技术 |
| 1.4 论文课题来源及各章节安排 |
| 第2章 超磁致伸缩换能器的设计 |
| 2.1 超磁致伸缩棒的设计 |
| 2.2 超磁致伸缩换能器机械结构设计 |
| 2.2.1 前辐射头和后质量块的设计 |
| 2.2.2 中心应力杆尺寸设计 |
| 2.3 超磁致伸缩换能器磁路设计与交直流线圈设计 |
| 2.3.1 超磁致伸缩换能器磁路的优化设计 |
| 2.3.2 交流线圈和直流线圈的设计 |
| 2.4 预应力装置设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超磁致伸缩材料关键特性参数的测量方法与换能器有限元仿真分析 |
| 3.1 轴向磁机特性参数的测量方法及实验分析 |
| 3.1.1 轴向磁机特性参数 |
| 3.1.2 轴向磁机特性参数的测量方法 |
| 3.1.3 轴向磁机特性参数的测量平台以及测试系统 |
| 3.1.4 轴向磁机特性参数测量平台的阻抗建模 |
| 3.1.5 轴向磁机特性参数的拟合结果 |
| 3.2 切向磁机特性参数的测量方法及实验分析 |
| 3.2.1 切向磁机特性参数 |
| 3.2.2 切向磁机特性参数的测量方法 |
| 3.2.3 切向磁机特性参数的测量平台以及测试系统 |
| 3.2.4 切向磁机特性参数的拟合结果 |
| 3.3 超磁致伸缩换能器的有限元仿真分析 |
| 3.3.1 超磁致伸缩换能器的有限元磁场仿真 |
| 3.3.2 超磁致伸缩换能器的模态仿真分析 |
| 3.3.3 超磁致伸缩换能器的谐响仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超磁致伸缩换能器的性能测试与分析 |
| 4.1 超磁致伸缩换能器的磁场强度测试与分析 |
| 4.2 超磁致伸缩换能器的阻抗特性测试与分析 |
| 4.2.1 直流线圈偏置下换能器的阻抗测量 |
| 4.2.2 预应力条件下换能器的阻抗测量 |
| 4.2.3 水域条件下换能器的阻抗测量 |
| 4.3 超磁致伸缩换能器的动静态位移特性测试 |
| 4.4 超磁致伸缩换能器的电声发射性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 附录B |
（3）超磁致伸缩换能器阻抗匹配方法与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 稀土超磁致伸缩换能器的研究现状 |
| 1.2.1 稀土超磁致伸缩材料的发展及其特性 |
| 1.2.2 超磁致伸缩换能器研究及应用现状 |
| 1.3 换能器阻抗匹配研究现状 |
| 1.3.1 换能器阻抗匹配的作用和意义 |
| 1.3.2 换能器阻抗匹配的研究现状 |
| 1.4 换能器阻抗测量研究现状 |
| 1.4.1 经典阻抗测量方法简介 |
| 1.4.2 相位差检测研究现状 |
| 1.5 论文的主要工作 |
| 第2章 超磁致伸缩换能器阻抗匹配方法 |
| 2.1 静态阻抗匹配 |
| 2.1.1 单调谐静态阻抗匹配 |
| 2.1.2 双调谐静态阻抗匹配 |
| 2.2 动态阻抗匹配 |
| 2.2.1 动态阻抗匹配的拓扑结构与原理 |
| 2.2.2 电容投入暂态过程分析 |
| 2.3 有源阻抗匹配 |
| 2.3.1 有源阻抗匹配网络的拓扑结构 |
| 2.3.2 功率放大器及有源阻抗匹配网络的控制方法 |
| 2.3.3 有源阻抗匹配网络的仿真结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 稀土超磁致伸缩换能器实验平台的设计及其有限元仿真 |
| 3.1 影响稀土超磁致伸缩换能器性能的几个重要因素 |
| 3.1.1 倍频效应 |
| 3.1.2 涡流效应 |
| 3.1.3 预应力效应 |
| 3.2 总体结构设计 |
| 3.3 驱动元件设计 |
| 3.4 磁路与线圈设计 |
| 3.4.1 磁路设计 |
| 3.4.2 交流线圈与偏置磁场设计 |
| 3.5 预应力结构设计 |
| 3.6 超磁致伸缩换能器的有限元分析 |
| 3.6.1 磁场有限元仿真分析 |
| 3.6.2 振动模态有限元分析 |
| 3.7 超磁致伸缩换能器实验平台实物图 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 超磁致伸缩换能器阻抗测量及动态阻抗匹配 实验平台 |
| 4.1 基于LabVIEW的超磁致伸缩换能器阻抗测量实验平台 |
| 4.1.1 超磁致伸缩换能器阻抗特性 |
| 4.1.2 基于FFT分析的相位检测及直接阻抗测量方法 |
| 4.1.3 超磁致伸缩换能器大信号阻抗扫频测量实验平台设计 |
| 4.2 基于Lab VIEW的超磁致伸缩换能器的动态阻抗匹配实验平台 |
| 4.2.1 动态阻抗匹配实验平台硬件设计 |
| 4.2.2 动态阻抗匹配实验平台软件设计 |
| 4.2.3 动态阻抗匹配网络实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间获得的研究成果 |
| 附录B 阻抗测量系统及动态阻抗匹配实验平台Lab VIEW程序框图 |
（4）超磁致伸缩材料驱动低频宽带弯张换能器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 水声换能器发展历程及发展趋势 |
| 1.3 弯张换能器 |
| 1.4 稀土超磁致伸缩材料 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 低频宽带弯张换能器的设计 |
| 2.1 双壳结构 |
| 2.1.1 IV型弯张壳体振动模态组合 |
| 2.1.2 双壳结构组成和工作原理 |
| 2.1.3 双壳结构谐振频率调整 |
| 2.2 两级壳体位移放大结构 |
| 2.3 两级壳体结构换能器与传统换能器对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 低频宽带弯张换能器有限元分析和优化 |
| 3.1 低频宽带弯张换能器优化思路 |
| 3.2 双壳结构分析 |
| 3.3 低频宽带弯张换能器优化设计 |
| 3.3.1 换能器模态分析 |
| 3.3.2 稀土材料换能器分析方法 |
| 3.3.3 换能器优化 |
| 3.4 稀土换能器工作点设置 |
| 3.4.1 磁路设计 |
| 3.4.2 预应力分析 |
| 3.5 稀土换能器优化结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 换能器装配制作与实验测试 |
| 4.1 换能器加工与装配 |
| 4.2 换能器测试 |
| 4.2.1 空气中阻抗特性分析 |
| 4.2.2 水中测量 |
| 4.3 换能器实验结果分析 |
| 4.3.1 实测数据与仿真数据分析 |
| 4.3.2 换能器制作总结与改进优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金薄带与涂层的制备、性能及应用基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 磁致伸缩及磁致伸缩材料 |
| 2.1.1 磁致伸缩效应 |
| 2.1.2 磁致伸缩材料的发展 |
| 2.1.3 磁致伸缩材料的应用 |
| 2.2 Fe-Ga磁致伸缩材料的研究概况 |
| 2.2.1 Fe-Ga合金的相结构 |
| 2.2.2 Fe-Ga合金的磁致伸缩性能 |
| 2.2.3 Fe-Ga合金力学性能 |
| 2.3 轧制Fe-Ga合金薄带的研究概况 |
| 2.3.1 磁致伸缩与织构 |
| 2.3.2 高斯晶粒的轧制变形行为 |
| 2.3.3 Fe-Ga合金薄板中{100}织构的控制 |
| 2.4 Fe-Ga合金的磁-机械耦合性能 |
| 2.4.1 扭矩传感器 |
| 2.4.2 磁致伸缩换能器 |
| 3 研究意义、内容及方法 |
| 3.1 研究意义 |
| 3.2 研究内容 |
| 3.3 研究方法 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 组织结构分析 |
| 3.3.3 织构的分析 |
| 3.3.4 硬度分析 |
| 3.3.5 热力学分析 |
| 3.3.6 力学性能分析 |
| 3.3.7 磁性能检测 |
| 3.3.8 超声导波测试 |
| 4 Fe-Ga-NbC合金薄带的织构演变、磁性能及力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Fe-Ga-NbC合金薄带的组织组织和性能 |
| 4.2.1 轧制工艺 |
| 4.2.2 轧制合金薄带的组织结构 |
| 4.2.3 轧制合金薄带的磁致伸缩性能 |
| 4.3 二次再结晶薄板制备合金薄带的再结晶演变及性能 |
| 4.3.1 合金薄带的轧制取向分析 |
| 4.3.2 合金薄带的再结晶组织演变及取向分析 |
| 4.3.3 再结晶合金薄带的磁致伸缩性能 |
| 4.3.4 合金薄带的力学性能 |
| 4.4 定向凝固板坯制备合金薄带的再结晶组织演变及性能 |
| 4.4.1 合金薄带的轧制取向分析 |
| 4.4.2 合金薄带的再结晶组织演变及取向分析 |
| 4.4.3 再结晶合金薄带的磁致伸缩性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 Fe-Ga(Al)合金涂层的制备及磁性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Fe-Ga(Al)合金粉末的制备及组织结构 |
| 5.2.1 粉末颗粒的形貌及元素含量 |
| 5.2.2 粉末颗粒的相分析 |
| 5.2.3 粉末颗粒的显微组织 |
| 5.3 Fe-Ga(Al)合金涂层的制备 |
| 5.4 Fe-Ga合金涂层的微观组织和性能 |
| 5.4.1 Fe-Ga合金涂层的微观组织 |
| 5.4.2 Fe-Ga合金涂层的磁性能与磁致伸缩性能 |
| 5.4.3 Fe-Ga合金涂层的显微硬度 |
| 5.4.4 Fe-Ga合金涂层的结合强度 |
| 5.5 热处理对Fe-Ga合金涂层的组织结构与磁致伸缩性能的影响 |
| 5.5.1 热处理过程中Fe-Ga合金涂层的微观组织演变 |
| 5.5.2 热处理过程中Fe-Ga合金涂层的磁致伸缩性能演变 |
| 5.6 Fe-Al合金涂层的微观组织和性能 |
| 5.6.1 Fe-Al合金涂层的微观组织 |
| 5.6.2 Fe-Al合金涂层的磁性能与磁致伸缩性能 |
| 5.6.3 Fe-Al合金涂层的显微硬度 |
| 5.7 热处理对Fe-Al合金涂层的组织结构与磁致伸缩性能的影响 |
| 5.7.1 热处理过程中Fe-Al合金涂层的微观组织演变 |
| 5.7.2 热处理过程中Fe-Al合金涂层的磁性能 |
| 5.7.3 热处理过程中Fe-Al合金涂层的磁致伸缩性能 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 Fe-Ga(Al)合金薄带与涂层的超声导波应用基础研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Fe-Ga-NbC合金薄带在铝板SH导波检测中的应用 |
| 6.2.1 Fe-Ga-NbC合金薄带的磁性能 |
| 6.2.2 Fe-Ga-NbC合金薄带在铝板SH导波检测中的应用 |
| 6.3 Fe-Ga(Al)涂层在管道轴向L类型导波检测中的应用 |
| 6.3.1 Fe-Ga合金涂层在管道轴向检测中的应用 |
| 6.3.2 Fe-Al合金涂层在管道轴向检测中的应用 |
| 6.4 Fe-Ga涂层在管道轴向T类型导波检测中的应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 Fe-Ga-NbC合金薄带在扭矩传感器中的应用基础研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 (Fe_(83)Ga_(17)_(99.9)(NbC)_(0.1)合金薄带的磁性能 |
| 7.3 装置设计与测试结果 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论及创新点 |
| 8.1 全文结论 |
| 8.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）Fe-Ga合金换能器输出特性分析与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁致伸缩材料机理与基本特性 |
| 1.1.1 磁致伸缩材料的磁致伸缩机理 |
| 1.1.2 磁致伸缩材料的基本特性 |
| 1.2 磁致伸缩材料发展状况及应用 |
| 1.2.1 磁致伸缩材料的发展现状 |
| 1.2.2 磁致伸缩材料的应用 |
| 1.3 磁致伸缩换能器的国内外研究概况 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 Fe-Ga合金的磁特性测试和分析 |
| 2.1 Fe-Ga合金的低频特性 |
| 2.1.1 实验平台及测量原理 |
| 2.1.2 Fe-Ga合金磁致伸缩特性分析及实验研究 |
| 2.1.3 Fe-Ga合金的磁滞特性 |
| 2.2 Fe-Ga合金的高频特性 |
| 2.2.1 实验平台及测量原理 |
| 2.2.2 Fe-Ga合金的动态磁导率与损耗模型 |
| 2.2.3 Fe-Ga合金的动态特性测量与分析 |
| 2.2.4 Fe-Ga合金的磁滞特性 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 磁致伸缩换能器多场耦合与输出特性分析 |
| 3.1 磁致伸缩换能器的多物理场耦合分析 |
| 3.1.1 电磁场耦合模型 |
| 3.1.2 磁场与固体力场的耦合 |
| 3.2 磁致伸缩换能器的输出位移模型 |
| 3.3 弓张结构磁致伸缩换能器的输出特性 |
| 3.3.1 换能器的结构与COMSOL建模 |
| 3.3.2 换能器的磁场分布 |
| 3.3.3 换能器的谐振特性 |
| 3.4 窗式结构磁致伸缩换能器的输出特性 |
| 3.4.1 换能器的结构与COMSOL建模 |
| 3.4.2 换能器的磁场分布 |
| 3.4.3 换能器的谐振特性 |
| 3.5 双线圈磁致伸缩换能器的输出特性 |
| 3.5.1 换能器的结构与COMSOL建模 |
| 3.5.2 换能器的磁场分布 |
| 3.5.3 换能器的谐振特性 |
| 3.6 应力作用下换能器的静态输出特性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 Fe-Ga合金双线圈磁致伸缩换能器的实验研究 |
| 4.1 Fe-Ga合金磁致伸缩换能器实验平台 |
| 4.2 应力作用下磁致伸缩换能器的滞后特性 |
| 4.3 应力作用下磁致伸缩换能器的静态输出特性 |
| 4.4 磁致伸缩换能器的动态输出特性 |
| 4.4.1 应力作用下换能器的动态输出特性 |
| 4.4.2 不同偏置磁场的换能器动态输出特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 论文总结 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（9）共形驱动低频换能器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 低频换能器的发展趋势 |
| 1.3 常见的低频大功率发射换能器 |
| 1.3.1 低频弯曲式换能器 |
| 1.3.2 低频弯张换能器 |
| 1.4 新型弯张换能器 |
| 1.5 指向性弯张换能器 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 共形驱动低频换能器的结构及其振动原理 |
| 2.1 共形驱动的结构模型 |
| 2.2 共形驱动换能器的低频特性 |
| 2.3 共形驱动换能器的振动特性 |
| 2.4 共形驱动换能器的工作原理 |
| 2.5 共形驱动位置对换能器性能的影响 |
| 2.6 共形驱动换能器的预期优点 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 共形驱动椭圆环换能器的分析与设计 |
| 3.1 共形驱动椭圆环换能器结构 |
| 3.2 共形驱动椭圆环换能器有限元分析 |
| 3.2.1 换能器的主要振动模态及特征 |
| 3.2.2 换能器的电导纳特性分析 |
| 3.2.3 换能器辐射特性与结构优化 |
| 3.3 共形驱动椭圆环换能器样机仿真 |
| 3.4 共形驱动椭圆环换能器优质因数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 共形驱动三边型换能器的分析与设计 |
| 4.1 共形驱动三边型换能器的基本结构 |
| 4.2 共形驱动三边型换能器有限元分析 |
| 4.2.1 换能器主要振动模态及导纳特性 |
| 4.2.2 水中振动位移特性分析 |
| 4.2.3 换能器水中导纳与辐射特性分析 |
| 4.3 共形驱动三边型换能器样机仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 共形驱动指向性椭圆环换能器的分析与设计 |
| 5.1 低频指向性换能器应用的优势 |
| 5.2 换能器实现指向性的常见方法 |
| 5.2.1 阵列法 |
| 5.2.2 声障板法 |
| 5.2.3 多模态合成法 |
| 5.3 共形驱动指向性椭圆环换能器的结构模型 |
| 5.4 共形驱动指向性椭圆环换能器的有限元设计 |
| 5.5 边界条件对换能器指向性的影响 |
| 5.6 壳体尺寸对换能器低频指向性影响 |
| 5.6.1 壳体长短轴长度比对换能器指向性的影响 |
| 5.6.2 壳体厚度对换能器指向性的影响 |
| 5.7 共形驱动指向性椭圆环换能器样机仿真 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 共形驱动低频换能器的制作与测试 |
| 6.1 共形驱动低频换能器样机制作与装配 |
| 6.2 共形驱动低频换能器样机测试 |
| 6.2.1 共形驱动椭圆环换能器样机测试 |
| 6.2.2 共形驱动三边型换能器样机测试 |
| 6.2.3 共形驱动椭圆环换能器样机形成指向性测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）我国水声换能器技术研究进展与发展机遇（论文提纲范文）
| 1 我国水声换能器技术研究进展 |
| 1.1 低频换能器研究进展 |
| 1.1.1 弯曲振动低频换能器 |
| 1.1.2 弯张换能器 |
| 1.2 高频宽带换能器研究进展 |
| 1.3 深水换能器研究进展 |
| 1.4 矢量水听器研究进展 |
| 2 浅议我国水声换能器的发展现状与技术差距 |
| 3 海洋科技发展给水声换能器研究带来发展机遇 |
| 3.1 水声换能器是海洋信息化的主要信息源 |
| 3.2我国海洋信息化建设为水声换能器研究带来空前的发展机遇 |
| 4 结语 |
四、Terfenol-D鱼唇式弯张换能器（论文参考文献）
- [1]单频谐振式高精度水下声源设计方法研究与仿真验证[D]. 高菊. 浙江大学, 2021(01)
- [2]大功率超磁致伸缩换能器设计与测试分析[D]. 韩旭. 湖南大学, 2020
- [3]超磁致伸缩换能器阻抗匹配方法与实验研究[D]. 杨均权. 湖南大学, 2020
- [4]超磁致伸缩材料驱动低频宽带弯张换能器研究[D]. 许延峰. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [5]Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金薄带与涂层的制备、性能及应用基础研究[D]. 戚青丽. 北京科技大学, 2020(06)
- [6]双壳嵌套鱼唇式弯张换能器[J]. 刘永平,莫喜平,柴勇,张运强,崔斌. 声学学报, 2019(06)
- [7]稀土超磁致伸缩换能器谐振频率分析[A]. 方厚林,孙迪峰,刘阳,张亮永,张芳,孙德玉. 2019年全国声学大会论文集, 2019
- [8]Fe-Ga合金换能器输出特性分析与实验研究[D]. 李薇娜. 河北工业大学, 2019(06)
- [9]共形驱动低频换能器研究[D]. 周天放. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [10]我国水声换能器技术研究进展与发展机遇[J]. 莫喜平. 中国科学院院刊, 2019(03)