Page 156 - 《应用声学》2024年第6期

1332 2024 年 11 月

10 mm/min 时，两者切槽宽度分别为355.13 µm和 析压电柱谐振频率变化规律。最后对两种不同切槽
369.54 µm。测量阻抗如图 12 所示，两者对数阻抗 宽度的 1-3 压电复合材料进行阻抗检测，分析其对
曲线趋势一致，但前者曲线 (红色) 向右侧偏移。由 数阻抗曲线的变化趋势，验证仿真模型。最后得出
上可知，当进给速度为 20 mm/min 时，切割槽宽较 以下结论：
小，其压电柱宽度增大，对数阻抗曲线向右偏移，与 (1) 压电柱不一致会使复合材料对数阻抗曲线
上文仿真结果一致。 偏移，单一增加压电柱高度时，曲线向左偏移，单一
增加宽度或长度时，曲线向右偏移。
- (2) 压电柱不一致会使压电复合材料声场发生
4 -
偏转，压力云形状对称性变差，侧面产生杂波，且聚
焦声压减小 6.5%左右。当单一改变压电柱的宽、高
3 以及同时改变长、宽、高时，声场朝尺寸变化的一侧
lgZ
偏转，而单一改变压电柱的长度，则向尺寸变化的反
方向偏转。
2
(3) 压电柱性能呈现不一致性，以压电复合材
料几何中心为圆心，随着压电柱分布位置到圆心距
离的增加，其谐振频率逐渐增大。
300 350 400 450 500 550 600
F/kHz
(a) ᫾ઈࠫඋڏ
参 考 文 献
lgZ Phi 10-2000
F s =433.5 kHz
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本文基于 COMSOL 软件仿真分析了压电柱不 [7] Pakinam E, Islam S, Chunchun L, et al. Factors affecting
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一致性对压电复合材料声场以及谐振频率等的影
ites: a comprehensive review[J]. Ceramics International,
响，并对切割完成的 36 个压电柱进行阻抗检测，分 2021, 47(13): 17813–17825.