HITFL注入引出高压静电偏转板的物理设计

根据兰州重离子治疗专用装置(HITFL)物理设计的要求,采用三维电磁场程序ANSYS建立HITFL环上注入引出高压静电偏转板的物理模型。模型中高压电极的倒角半径为20 mm,电极半宽度为55mm,计算出静电偏转板物理要求区域内电场的非均匀度为-0.24%～0.24%,区间的电场集中系数为1.37(小于2),满足物理设计的要求。同时,利用了HIRFL-CSR(兰州重离子冷却储存环)工程CSRm环上注入引出高压静电偏转板物理设计的经验,HITFL环上的静电偏转板采用表面经过氧化处理的锻铝板材以满足耐压性和机械强度的要求。

含圆柱形衬砌直角域压电体的动力反平面特性

探讨了直角域附近一圆形衬砌对压电材料的反平面动力学行为的影响.通过利用镜像法对直角域情况进行等效处理到全空间中,在复数域中利用衬砌周围的边界条件构造方程求解未知系数,并通过编程进行最终的数值计算得出压电材料在衬砌周围的动应力和电场集中系数.在数值计算中,重点讨论了衬砌和基体为不同材料、衬砌和基体电极化方向相同和不同时,它们随压电材料物理系数、结构几何参数,以及入射波的频率变化的计算结果.结果表明,在SH波的作用下,压电材料在衬砌周围的动应力集中系数和电场集中系数都有一定的相似性,并且沿衬砌周围有规律的分布,然而在入射波的频率较低时二者的值相对较大,同时计算结果还与全空间衬砌下的计算结果有一定的相似性.

双相压电介质中界面附近圆孔的动态性能分析

采用Green函数法研究界面附近含圆形孔洞的双相压电介质对时间谐和SH波的散射问题。首先利用复变函数的方法构造出适合于该问题的位移Green函数和电场Green函数。然后利用契合思想,根据界面上的连续性条件建立起求解问题的第一类Fredholm型积分方程,得到了圆孔孔边周向剪应力的动应力集中系数和周向电场强度集中系数的解析表达式。最后作为算例,给出了界面附近圆孔边界的两组集中系数随入射波频率、材料的几何参数和物理参数变化的计算结果图,部分计算结果与已有文献进行了比较。

含圆孔直角域压电介质的动力反平面特性

为了研究直角域附近缺陷对压电材料的动力学行为的影响,利用复变函数法及镜像法研究含界面附近圆孔的直角域压电介质的动应力集中问题,得到了直角域压电介质中圆形孔洞对时间谐和的反平面剪切波散射引起的动应力集中系数和电场强度集中系数的解析表达式,并给出了它们随入射波频率、材料的物理常数和结构几何参数变化的计算结果图.结果表明,在某些参数组合情况下,压电直角域界面附近圆孔边界动应力集中系数的最大值为半无限压电域界面附近圆孔的2～3倍,且电场强度集中系数在低频情况下非常大.对含缺陷直角域压电介质进行动力学分析非常必要.

含可移动刚性夹杂直角域压电陶瓷的动态性能分析

为了研究缺陷对压电陶瓷器件的动力学性能的影响,提出了含可移动刚性夹杂的直角域压电陶瓷力学模型,利用复变函数法及镜像法研究了压电陶瓷中缺陷附近的动应力集中和电场强度集中问题,得到了反平面剪切波作用下缺陷周边的动应力集中系数和电场强度集中系数的解析表达式,并给出了计算结果图讨论它们随无量纲波数、陶瓷的物理参数和几何参数的变化规律。

半空间双相压电介质垂直边界附近圆孔对SH波的散射

利用"Green函数法"和"镜像法"对垂直边界附近含圆孔的半空间双相压电介质对SH波的散射问题进行分析,得到其稳态解。利用镜像法得到满足水平边界应力自由与电位移自由的波函数解析表达式。根据垂直边界连续性条件,利用"契合法"建立第一类Fredholm型积分方程组,得到圆孔周边的动应力集中系数与电场强度集中系数解析表达式。数值算例分析了入射波频率、入射角度、介质参数等对动应力集中系数与电场强度集中系数的影响,并与已有文献进行比较。计算表明,高频SH波垂直入射危害较大。

半空间双相压电介质垂直边界附近圆形夹杂的动态性能分析

利用"Green函数法"和"镜像法"对在SH波作用下半空间双相压电介质垂直边界附近圆形夹杂的动态性能进行分析,得到其稳态响应。利用镜像法得到满足水平边界应力自由与电位移自由的波函数解析表达式。根据垂直边界连续性条件,利用"契合法"建立第一类Fredholm型积分方程组,得到圆形夹杂周边的动应力集中系数与电场强度系数解析表达式。数值算例分析了入射波频率、入射角度、圆形夹杂位置等对动应力集中系数与电场强度系数的影响,并与已有文献进行比较。

径向非均匀压电介质中圆孔对SH波的散射

利用复变函数理论对SH波作用下含圆孔径向非均匀压电介质的反平面动力特性进行了研究。压电介质的密度沿径向按幂函数形式变化,但压电参数、弹性参数、介电参数均为常数。利用变量替换法将非均匀压电介质的变系数波动方程组转化为标准的Helmholtz方程组,得到了满足边界条件的波函数解析表达式。通过数值算例分析了入射角度、入射波频率、幂次等对应力集中系数和电场强度集中系数的影响,并与已有文献进行比较。结果表明,某些参数组合下,动应力集中系数与电场强度集中系数均随幂次增大而增大。