Архив номеров

Предложена математическая модель динамических процессов в биморфной пластине из неоднородных преднапряженных пьезоэлектрического и пьезомагнитного слоев. В основе модели, с одной стороны, лежит использование линеаризованных определяющих соотношений и уравнений движения преднапряженной магнитоэлектроупругой (МЭУ) среды. С другой стороны – использование численно-аналитического подхода при решении динамических задач для неоднородных преднапряженных МЭУ сред. Подход основан на сведении краевой задачи в частных производных к системе начально-краевых задач Коши относительно компонент расширенных тензора напряжений и вектора перемещений в сочетании с использованием эффективных высокоточных численных схем их решения. Предполагается, что неоднородные пьезоэлектрический и пьезомагнитный слои пластины выполнены из функционально градиентных материалов. При моделировании неоднородности использована двухкомпонентная модель, в рамках которой параметры основного материала слоя изменяются по толщине до параметров материала включения. Начально-деформированное состояние (НДС) в составляющих пластины однородно и наводится действием начальных механических напряжений. В рамках модели в квазистатическом приближении исследованы особенности распространения сдвиговых горизонтально поляризованных (SH) волн в пластине из преднапряженных функционально градиентных материалов на основе PZT-5H и CoFe₂O₄. Распространение волн инициировано действием удаленного источника гармонических колебаний, режим которых полагается установившимся. На границе раздела слоев выполнены условия сцепления, внешние поверхности свободны от механических воздействий, электрически закорочены и магнитно открыты. Исследованы особенности влияния характера и величины начальных деформаций каждого слоя на скорости SH-волн при различной локализации неоднородности пластины. Определены диапазоны частот максимального и минимального влияния НДС слоев на скорости различных мод ПАВ в широком диапазоне частот. Показано, что в случае НДС слоев с равными деформациями влияние НДС каждого слоя в отдельности дополняют и усиливают друг друга. В случае НДС с различным характером деформации слоев определены диапазоны частот с частичной компенсацией влияния НДС каждого слоя. Полученные результаты приведены в безразмерных параметрах и могут представлять особый интерес при разработке, проектировании и оптимизации новых материалов, используемых в современных приборах и устройствах на SH-ПАВ.