在大功率超声领域中,弯振圆盘辐射体因具有大辐射面积的特点得到了很好的应用。中厚盘辐射体因机械强度高、横向尺寸小,在高频、大功率声辐射条件下是个好的选择。目前对圆盘弯振特性及声场指向性的研究计算,多数采用薄板理论。该理论因不计剪切形变对板振动的影响,人为地提高了板的刚度,所以得到的弯曲振动频率总是高于实际值。该理论适用于薄板(厚跨比<1/5),随着板厚的增加,薄板理论不再适用,这时建立相应的中厚板理论是有必要的。中厚板理论主要考虑了挤压、剪切和转动惯量效应。大功率的超声应用希望得到中厚盘的弯曲振动特性,进而求得其在一定边界条件下的声场指向性。指向性是描述声源辐射声场特性的一个重要指标。为了得到某些给定方向的有效声强,同时降低其他方向的干扰,人们在实际生活中广泛应用具有指向性的声辐射体。在水声方面,只有发射能量集中到某些特定的方向上,小功率能量发射探测的距离才会更远。所以人们对水声换能器及其基阵的声场指向性进行了理论设计及实验研究；在电声方面,与传统的扬声器相比,弯曲振动型平板扬声器因音质好、频带宽、价格相对便宜等优点迅速推广开来,对平板扬声器声场指向性的研究具有重要的理论和实际意义。对圆盘弯振特性及声场特性的研究,目前多数采用薄板理论。因中厚盘弯曲振动的解析解难以求得,对其弯曲振动特性及声场指向性的研究不多,本文数值计算了从薄到厚圆盘的弯振特性及声场指向性,具体进行了以下工作。采用有限元法数值计算了从薄到厚圆盘的弯曲振动特性,得到了弯振频率、节圆半径随厚度的变化规律,直观地显现了经典薄板理论的局限性,同时实测了圆盘的弯振频率,与有限元计算结果相吻合。计算了中厚盘各阶模态振型,提取出对应的振动位移及相关参数,对瑞利积分公式进行离散,根据中厚盘弯曲振动辐射声压及声场指向性的数值表达式,结合有限元法求出中厚盘振动位移解,计算了其辐射声场的指向性。本文的研究对中厚盘弯曲振动辐射体的应用提供了参考。