Прогнозирование макроскопических свойств пьезоактивных композитов стохастической структуры

• Автор: Лещенко, Петр Викторович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 171 c. : ил.

ГЛАВА I. Макроскопические свойства пьезоактивных

композитов

1.1. Постановка задачи

1.2. Метод условных моментных функций

1.3. Плоские волны

1.4. Динамические макроскопические характеристики

1.5. Распространение макроскопических волн

Глава II. Распространение макроскопических волн в

пьезоактивных композитах слоистой структуры

2.1. Определение динамических макроскопических характеристик слоистых композитов

2.2. Фазовая и групповая скорости, коэффициенты рассеяния

2.3. Распространение волн без учета рассеяния
энергии
2.4. Распространение макроскопических волн
вдоль слоев
2.5. Макроскопические постоянные слоистых пьезоактивных композитов .. .' V
ПАВА Ш. Распространение макроскопических волн в пьезоактивных композитах волокнистой структуры
3.1. Определение динамических макроскопических характеристик волокнистых композитов
3.2. Распространение волн без учета рассеяния
энергии

3.3. Макроскопические волны в упругих композитах
с изотропными компонентами
3.4. Макроскопические постоянные волокнистых пьезоактивных композитов
Глава IV. Макроскопические постоянные пьезоактивных
композитов зернистой структуры
4.1. Макроскопические постоянные пьезоактивных композитов
4.2. Пьезоэлектрические композиты
4.3. Пьезомагнитные композиты с изотропными включениями
4.4. Предельные переходы: макроскопические постоянные слоистых и волокнистых композитов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Современный прогресс в ультразвуковой технике, и в частности гидроакустики, в значительной мере связан с созданием новых пьезоактивных [8б] (пьезоэлектрических и пьезомагнитных) материалов. Здесь исследования, направленные на поиск новых материалов, связаны с двумя основными направлениями:
I) улучшение химического состава пьезокерамики и режимов технологии ее изготовления [21, 79, 82, ИЗ, 114] ; 2) армирование пьезокерамики высокомодульными включениями [82] различной формы, что особенно связано с повышением прочности мощных источников ультразвука. При этом распределение включений (слоев, непрерывных поликристаллических и дискретных монокристальных волокон [ 38, 66, 72, 80] ) в силу технологических причин может носить как регулярный, так и случайный характер.
В решении этой проблемы наряду с экспериментальными исследованиями важное значение занимают теоретические методы расчета, позволяющие прогнозировать различные свойства композитов по известным физико-механическим и геометрическим параметрам компонент и тем самым вести целенаправленный поиск композитной, структуры, которая оптимальным образом сочетала бы в себе требуемые физико-механические свойства и в то же время удовлетворяла экономическим требованиям. При этом наличие теоретических методов прогнозирования позволяет значительно сократить число экспериментов, которые для современных пьезоактивных композитных материалов в большинстве случаев являются дорогостоящими.
Теоретические методы расчета пьезоактивных композитов представляют собой синтез соответствующих методов механики упругих композитных сред и моделей деформирования упругих тел
50.
найдена функциональная зависимость фазовой 3 и групповой V скорости макроскопических волн, а также коэффициента поглощения
V % = £ ('ХУ1 Л№ с /форма включений”, , Й )5
11 ^ 5 ’ (1.86)
которая позволяет исследовать зависимость фазовой и групповой скорости, а также коэффициент поглощения макроскопических упругих продольных и поперечных волн в пьезоактивных композитах стохастической структуры от физико-механических свойств ком-понент ( Д , ск , £ ), внутренней геометрии композита
(концентрации и формы включений), частоты (точнее отношения длины волны к характерным размерам включений), а также от направления распространения волны ( Й ).
Как видно из формул, определяющих функциональные зависимости (1.85) и (1.83), параметры "форма включений" и определяются довольно сложными выражениями. Поэтому, для произвольных значений этих параметров, задача связана с большими (но разрешимыми) математическими трудностями. В связи с этим в дальнейшем (при исследовании динамических свойств) будем рассматривать ряд частных, но важных с прикладной точки зрения случаев, ограничивающих область изменения этих параметров. Так, в главе П эти параметры будут иметь значения:
"форма включений" = "слоистый композит", ^ = 0°; в главе
III соответственно "волокнистый композит", й = 0°. В главе 1У, при исследовании статических свойств (00 = 0), ограничения на параметр "форма включений" не будут накладываться.