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摘要
目的:基于声子晶体带隙理论，对换能器的前盖板进行了优化设计，使换能器具备良好的纵向振动性能。方法:将传统的夹心式压电换能器的前盖板设计成声子晶体结构，通过有限元仿真，分别研究了在一定频率范围内散射体圆心距和散射体半径，对材料的带隙总宽度以及换能器的共振/反共振频率和有效机电耦合系数的影响。结果:带隙总宽度随散射体圆心距增大而减小，随散射体半径增大而增大；换能器的共振/反共振频率随着散射体圆心距的增大呈现先减后增的趋势；换能器的反共振频率随散射体半径的增大呈减小趋势，共振频率随之呈增大趋势；有效机电耦合系数随散射体圆心距增大而增大，随散射体半径增大而减小。结论:换能器的前盖板采用声子晶体结构可以实现调控换能器的部分关键性能参数，研究结果对改善传统的夹心式压电换能器的振动性能具有一定的理论指导意义。
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