非均匀构型磁电弹层状周期复合结构导波特性研究

弹性波在磁电弹层状周期复合结构中传播时具有频率通带和频率带隙等特性，因而在新型电磁功能材料的声波导、声滤波器、声变送器、声学透镜以及减震降噪控制等方面有着潜在的应用前景。但在实际应用中，器件总是含表面、界面和缺陷等非均匀结构形式，这些非均匀结构因素的存在改变了完整周期结构的带隙特性，在周期结构中产生了表面波、界面波和导波等定域化模态。这些新的模态为新型磁电弹多层结构传感器、谐振器、滤波器和声波导等器件的设计和应用提供了可能。本项目将研究含表面、界面、板和缺陷层等非均匀构型的压电/弹性/压磁层状周期结构中导波的传播特性，探索周期结构中表面波、界面波和导波等定域化模态的存在性，并考虑结构的多场耦合特性和组分材料界面间的非理想特性对导波传播特性的影响。本项目的实施将为新型结构的磁电弹功能器件的设计和应用提供理论指导和技术支持，并进一步丰富和完善多场耦合介质的力学成果。

本项目研究了含表面、界面、板和缺陷层等非均匀结构形式的磁电弹层状周期结构中导波的传播特性。主要内容包括：压电/压磁、压电/弹性/压磁及其逆结构自由表面SH和面内Bloch表面波的传播特性；含压电或压磁缺陷层的压电/压磁层状周期结构中面内波的局部化特性；压电/弹性/压磁及其逆结构周期层状板中导波的带隙特性等。考查了自由表面电磁学边界条件、组分材料体积分数、组分层的排列次序以及组分材料特性对导波传播特性的影响。该项目的研究将对新型层状磁电弹功能器件的设计和应用提供理论基础。