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本科毕业设计(论文)

题目:(中文)压电陶瓷扬声器 ansys 有限元分析
(英文)Finite Element Analysis of Piezoelectric
Ceramic Speaker with Ansys Software

分院机械工程与力学学院

专业工程力学

班级 063

学号 064090216

姓名潘海波

指导教师王骥职称教授

完成日期 5 月 15 日
诚信承诺

我谨在此承诺:本人所写的毕业论文《压电陶瓷扬声器有限元分
析》均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材
料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。

承诺人(签名):潘海波
2010 年 5 月 15 日
宁波大学机械与力学学院学院本科毕业设计(论文)

摘要
压电陶瓷扬声器是以压电陶瓷片的压电效应为基础,实现电能与声能相互
转换的器件。压电陶瓷片具有正逆压电效应,具有体积小、重量轻、结构简单、
工作可靠、灵敏度和信噪比高等优点。在最近的几年时间内,随着 3C 行业的迅
猛发展以及其对产品设计小型化的要求,压电式扬声器以其优势也得到了飞跃发
展。
在众多振动模式中,弯曲振动压电陶瓷扬声器具有诸多优点使之获得较多应
用。尤其是边缘固定的压电陶瓷-金属双迭片类弯曲振动扬声器。
对于一般的压电陶瓷振动分析,常用方法是等效电路法,如梅森(Mason)等
效电路法和克里姆霍尔兹(Krimholtz)等效电路法。理论分析和相关实验表明,在
忽略辐射阻尼和损耗的前提下,压电陶瓷换能器的谐振频率和压电振子的机械谐
振频率非常接近。
本文从压电陶瓷-金属双迭片压电振子的力学特性出发,在忽略辐射阻尼和
损耗的条件下,将边缘固定的压电陶瓷-金属双迭片压电振子视为边缘固定的、
中间部分为压电陶瓷-金属双迭片的薄圆板,导出在满足薄板小挠度变形和轴对
称的条件下压电振子弯曲位移的一般解。再由求出的一般解求得压电陶瓷-金属
双迭片弯曲型压电传感器的自由谐振频率。并利用 ansys 软件对其振动模态进行
了有限元分析。
关键词:压电陶瓷;扬声器;双迭片; ansys; 有限元;振动分析;
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压电陶瓷扬声器 ANSYS 有限元分析

Abstract
The Piezoelectric ceramic piezoelectric speakers is a devices based on the
piezoelectric effect to achieve conversion between audio and electrcity, Piezoelectric
ceramics with positive-inverse piezoelectric effect .It has many advantages like small,
light weight, simple structure, reliable, high sensitivity and SNR . In recent years,
with the 3C industry rapiddevelopment and their miniature design requirements,
piezoelectric speaker also has been a leap development.
Among the vibration mode, the bending vibration of piezoelectric ceramic speaker
has many advantages and thus obtain more ,
metal-piezoceramics bimorph flexural piezoelectric ceramic transducer clamped along
boundary is widely used.
For many kinds of piezoelectric ceramic vibration, equivalent electric circuit
analysis, such as Mason equivalent electric circuit analysis and Krimholtz equivalent
electric circuit analysis,is a kind of