A 10-MHz SOI-Based Face Shear Square Micromechanical Resonator

A 10-MHz face shear （FS） square micro- mechanical resonator based on silicon-on-insulator （SO1） technology is presented in this paper. In order to examine the improvement of quality factor as well as motional resistance Rx in this structure, the center-stem anchor is employed in this study. The benefit of anchoring the square in the center, which is the nodal point, is that the energy losses through the anchor can be minimized. Hence, a quality factor value of 2.0 million and the motional resistance of 8.2 k~ can be obtained with an FS mode resonator via finite element （FE） simulation. The results show the significance of the FS mode in this design, not only in its structure but also in its square-extensional mode and Lame-mode. Additionally, an SOI-based fabrication process is proposed to support the design.

用于矢量水听器的压电单晶面剪切模式加速度计设计

面剪切振动模式产生于[011]极化方向zxt-45°切型的压电单晶,因具有高压电系数、高机械品质因数、高柔顺系数和低串扰效应等优点,故面剪切模式成为小尺寸、高灵敏度压电传感器的理想选择,在矢量水听器中有着良好的应用前景。该文通过分析面剪切模式振动原理,推导了面剪切模式压电加速度计的电压灵敏度表达式。利用有限元分析软件构建面剪切加速度计模型,研究结构参数对面剪切压电加速度计电压灵敏度和谐振频率的影响规律,优化结构尺寸,最终仿真得到面剪切加速度计开路电压灵敏度为389.72 mV/g,工作频带为20 Hz~3 kHz,横向灵敏度小于3.45%。研究结果表明,与传统的剪切式加速度计相比,所设计的面剪切式加速度计在质量块质量降低50%的同时,电压灵敏度提高了11.6%,这为降低水听器的平均密度、提升水声探测性能提供了新思路。

面切变压电复合材料及其换能器

本文通过控制压电相在压电复合材料中的分布形式，把四块完全相同的等腰直角王角形2－2型压电复合材料拼接起来，四个直角顶点位于晶片的中心，相邻块压电相的极化方向相对．这种新型材料可产生面切变振动，其换能器可辐射面切变波．

浅埋盾构隧道开挖面失稳发展过程模型试验

为了研究开挖面支护力、地层变形规律和开挖面失稳发展过程,利用对称性,采用半隧道模型,进行不同支护板后退速率下的4组试验.结果表明,支护板后退速率影响支护力和地层变形数值,而不影响其发展规律.随着支护板位移增大,支护力快速下降到最小值,接着上升到稳定值.相应地,开挖面失稳发展依次经历局部剪切带、闭合剪切带、贯穿剪切带3个阶段.与理论模型的对比发现,机动场模型处于闭合剪切带阶段,得到的支护力更接近于最小支护力;楔形体模型处于贯穿剪切带阶段,得到的支护力更接近于稳定支护力.

基于中厚板理论的关键岩层变形及破断特征研究

厚且坚硬关键岩层的变形与破断影响着上覆岩层的运动,针对传统“梁”或“薄板”理论在分析厚且坚硬关键岩层受力与破断适应性差的问题,基于中厚板理论对存在厚且坚硬关键岩层的孤岛工作面在初次来压、周期来压时关键岩层的位移及应力分布情况进行了研究,讨论了关键岩层厚度对于切应力分布的影响,揭示了关键岩层的受力与破断特征,提出了关键岩层破断模式判据。结果表明:在覆岩条件一定的条件下,关键岩层厚度越小,越容易发生拉伸破断,随着关键岩层厚度的逐渐增大,破断形式逐渐转变为拉剪混合破断和剪切破断;关键岩层厚度较小时,在破坏时多发生的是拉伸破断,破断后的关键岩层沿支点旋转形成绞接结构,不会对工作面造成太大的载荷;坚硬厚关键岩层则多发生剪切破断,对工作面造成冲击,易发生剪切破断的坚硬厚关键岩层破断位置与传统薄板理论确定的破断位置不同;坚硬厚关键岩层内分布的切应力随着岩层厚度的增加而增大,来压前后,关键岩层内部的应变能峰值由中部向工作面两端转移;坚硬厚关键岩层内部的切应力分布更为集中,将切应力集中分布的这部分区域作为围岩控制的重点,实现工作面灾害分区域、分级防控。

面剪切振动模式弛豫铁电单晶换能器

[011]极化方向、zxt-45°切型的PIN-PMT-PT单晶因其高剪切压电应变常数、高机电耦合系数和高柔顺系数等特点,在水声换能器中存在广阔的应用前景。通过设计中间质量块的方法,将单晶产生的剪切振动转换为换能器的纵向振动,并利用辐射头的弯曲振动和圆环尾质量块振动的耦合拓宽工作频带。通过有限元仿真分析,研究了结构参数对各阶模态振型和谐振频率的影响。最终仿真得到的换能器工作频带6~18 kHz,最大发送电压响应为138 dB,带内起伏小于4 dB。研究结果表明:采用面剪切工作模式有利于实现换能器低频、小尺寸、宽带发射。

轴压比对装配式双面叠合双肢剪力墙抗震性能的影响研究

双面叠合剪力墙是由两个外部预制墙体层和一个夹心内部现浇混凝土层叠合而成的新型装配式构件。本文将重点研究开设洞口后所形成的双面叠合双肢剪力墙,在不同轴压比作用下,连梁对墙板在地震荷载作用下的破坏形态和抗震性能的影响。通过ABAQUS有限元软件按现行规范要求建立合理的受力模型,试验分析表明:随着轴压比增大,装配式双面叠合剪力墙承载力和屈服强度都得到提高,但当轴压比超过0.5时开始出现下降趋势,抗震性能良好,适合用于具有抗震设防地区。