ДИСПЕРСИОННЫЕ СВОЙСТВА СОСТАВНОЙ ПЛАСТИНЫ ИЗ НЕОДНОРОДНЫХ ПЬЕЗО- И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЛОЕВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложен подход к исследованию дисперсионных свойств составной пластины из неоднородных пьезоэлектрического и диэлектрического слоев. При моделировании неоднородности слоев использована двухкомпонентная модель с функционально градиентным изменением свойств от параметров основного материала до параметров другого материала. Внешние поверхности пластины свободны от механических напряжений. Электрически они могут быть как открытыми и граничащими с вакуумом, так и короткозамкнутыми. На примере задачи о сдвиговых, инициированных бесконечно удаленным источником, гармонических колебаниях пластины исследовано влияние характера неоднородности, ее локализации и размера области перехода одного материала в другой на дисперсионные свойства структуры в широком диапазоне частот. Результаты исследования приведены в безразмерных параметрах, оформлены в виде графиков и могут представлять определенный интерес при разработке, проектировании и оптимизации функционально ориентированных материалов и структур, используемых при создании новых микро- и наноразмерных приборов и устройств на поверхностных акустических SH-волнах с высокими эксплуатационными характеристиками.

Об авторах

Т. И Белянкова

Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук

Российская Федерация, 344006, г. Ростов-на-Дону

Е. И Ворович

Донской государственный технический университет

Российская Федерация, 344010, г. Ростов-на-Дону

В. В Калинчук

Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук

Email: kalin@ssc-ras.ru
Российская Федерация, 344006, г. Ростов-на-Дону

Список литературы

  1. Tiersten H.F. 1969. Linear piezoelectric plate vibrations. New York, Plenum Press: 211 p.
  2. Mindiin R.D. 1955. An introduction to the mathematical theory of vibrations of elastic plates. World Scientific Publishing Co Pte Ltd: 190 p.
  3. Achenbach J.D. 1973. Wave propagation in elastic solids. Amsterdam, North-Holland: 425 p.
  4. Matthews H. 1977. Surface wave filters. Design, construction and use. New York, John Wiley & Sons: 521 p.
  5. Ash E.A., Farnell G.W., Gerard H.M., Oliner A.A., Slobodnik A.J., Smith H.I. 1978. Acoustic surface waves. Berlin, Heidelberg, Springer Verlag: XI + 334 p. doi: 10.1007/3-540-08575-0
  6. Гринченко В.Т., Мелешко В.В. 1981. Гармонические колебания и волны в упругих телах. Киев, Наукова думка: 283 с.
  7. Maugin G.A., Attou D. 1990. An asymptotic theory of thin piezoelectric plates. Q. J. Mech. Appl. Math. 43: 347–362. doi: 10.1093/qjmam/43.3.347
  8. Бреховских Л.М., Годин О.А. 1989. Акустика слоистых сред. М., Наука: 416 с.
  9. Wang J., Yang J. 2000. Higher-order theories of piezoelectric plates. Appl. Mech. Rev. 53(4): 87–99. doi: 10.1115/1.3097341
  10. Favretto-Cristini N., Komatitsch D., Carcione J.M., Cavallini F. 2011. Elastic surface waves in crystals. Part 1: Review of the physics. Ultrasonics. 51(6): 653–660. doi: 10.1016/j.ultras.2011.02.007
  11. Alshits V.I., Maugin G.A. 2005. Dynamics of multilayer’s: elastic waves in an anisotropic graded or stratified plate. Wave Motion. 41(4): 357–394. doi: 10.1016/j.wavemoti.2004.09.002
  12. Shuvalov A.L., Poncelet O., Kiselev A.P. 2008. Shear horizontal waves in transversely inhomogeneous plates. Wave Motion. 45(5): 605–615. doi: 10.1016/j.wavemoti.2007.07.008
  13. Kuznetsov S.V. 2014. Dispersion of SH and love waves. International Journal of Physics. 2(5): 170–180. doi: 10.12691/ijp-2-5-7
  14. Liu G.R., Tani J. 1994. Surface waves in functionally gradient piezoelectric plates. Journal of Vibration and Acoustics. 116(4):440–448. doi: 10.1115/1.2930447
  15. Zagrouba M., Bouhdima M.S. 2021. Investigation of SH wave propagation in piezoelectric plates. Acta Mechanica. 232(9):3363–3379. doi: 10.1007/s00707-021-02990-x
  16. Cao X.S., JinF., Wang Z.K. 2008. Theoretical investigation on horizontally shear waves in a functionally gradient piezoelectric material plate. Advanced Materials Research. 33–37: 707–712. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/amr.33-37.707' target='_blank'>www.scientific.net/amr.33-37.707
  17. Nie G., An Z., Liu J. 2009. SH-guided waves in layered piezoelectric/piezomagnetic plates. Progress in Natural Science. 19(7): 811–816. doi: 10.1016/j.pnsc.2008.10.007
  18. Ezzin H., Amor M.B., Ghozlen M.H.B. 2016. Propagation behavior of SH waves in layered piezoelectric/piezomagnetic plates. Acta Mechanica. 228(3): 1071–1081. doi: 10.1007/s00707-016-1744-9
  19. Wang Q. 2002. SH wave propagation in piezoelectric coupled plates. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. 49(5): 596–603. doi: 10.1109/tuffc.2002.1002458
  20. Son M.S., Kang Y.J. 2011. Propagation behavior of SH waves in layered piezoelectric plates. Journal of Mechanical Science and Technology. 25(3): 613–619. doi: 10.1007/s12206-011-0114-8
  21. Belyankova T.I., Kalinchuk V.V. 2021. Shear horizontal waves in piezoelectric structures with a functionally graded coating. Mechanics of Advanced Materials and Structures. 28(5): 486–494. doi: 10.1080/15376494.2019.1578006
  22. Belyankova T.I., Vorovich E.I., Kalinchuk V.V., Tukodova O.M. 2020. Peculiarities of surface acoustic waves, propagation in structures with functionally graded piezoelectric materials, coating from different ceramics on the basis of PZT. Journal of Advanced Dielectrics. 10(1–2): 2060017. doi: 10.1142/S2010135X20600176
  23. Belyankova T.I., Vorovich E.I., Kalinchuk V.V., Tukodova O.M. 2021. Specific features of SH-waves propagation in structures with prestressed inhomogeneous coating made of piezoceramics based on LiNbO3. Journal of Advanced Dielectrics. 11(4–5): 2160007. doi: 10.1142/S2010135X21600079
  24. Babeshko V.A., Evdokimova O.V., Babeshko O.M., Ryadchikov I.V. 2018. A method for the design of inhomogeneous materials and block structures. Doklady Physics. 63(10): 402–406. doi: 10.1134/S1028335818100014
  25. Igumnov L.A., Markov I.P. 2018. A boundary element approach for 3d transient dynamic problems of moderately thick multilayered anisotropic elastic composite plates. Materials Physics and Mechanics. 37(1): 79–83. doi: 10.18720/MPM.3712018_11

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Издательство «Наука», 2022

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах