Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Амплитудно-фазовое взаимодействие и локализация сдвиговой электроупругой волны в пьезоэлектрическом волноводе с приповерхностными слабо-неоднородностями

Унанян, Арег Арменович (2017) Амплитудно-фазовое взаимодействие и локализация сдвиговой электроупругой волны в пьезоэлектрическом волноводе с приповерхностными слабо-неоднородностями. PhD thesis, Институт механики НАН РА.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (583Kb) | Preview

    Abstract

    С развитием новых направлений современной техники, приложения упругих волновых явлений становятся все более важными в областях радиоэлектроники, измерительной техники и электросвязи (обработка, усиление и задержка сигнала), в медицине (лучевая диагностика, ультразвуковое измерение), в металловедении (неразрушающий контроль элементов конструкций из разных материалов), а также в других областях. Для мобильных телефонов, компьютеров и других точных измерительных приборов радиоэлектроники, каждый месяц производятся миллионы волновых фильтров, резонаторов и периодических топографических решеток. Как правило, эти технические элементы являются простыми: однослойными, или композитными: многослойными волноводами, составленными из слоев разных материалов. Использование разных материалов в слоистых волноводах часто исходит из технической необходимости: достичь нужных характеристик волнового поля. В теории связанных физико-механических полей проблема исследования распространения высокочастотных волн в волноводах становится особенно важной при исследованиях динамических процессов в слоистых волноводах, со стыками между слоями негладких (шероховатых, волнистых) поверхностей. Из-за характера неоднородностей в приповерхностной зоне стыка слоев, конструкционный элемент реагирует граничным электромеханическим или термомеханическим нагрузкам по-разному. Это в свою очередь приводит к дополнительным поверхностным нагрузкам по сравнению со случаем модели идеально гладкой поверхности однородного материала. Приповерхностные неоднородности в сэндвиче многослойного волновода рассматриваются, или как кусочно-однородные структуры, когда характеристики материала представляются кусочно-постоянными функциями, или как непрерывная неоднородность материала любого слоя волновода, когда те же характеристики материала описываются непрерывными функциями. Հարթ ալիքային ազդանշանի տարածման դեպքում ալիքատարի մերձմակերևութային բարակ շերտերում ալիքային դաշտի բաշխման ուսումնասիրման պարզ մոդելային խնդրի օրինակի վրա ուսումնասիրվում է վիրտուալ հատումների մեթոդի և MELS վարկածների (MELS-Magneto Elastic Layered Systems) կիրառման արդյունավետությունը: Ցույց է տրվում, որ ամրակցված հարթ մակերևույթներով իզոտրոպ առաձգական շերտում առաջանում է ալիքային էներգիայի անհամաչափ տեղայնացում ալիքատարի միջնամասում, իսկ մեխանիկորեն ազատ հարթ մակերևույթների դեպքում միևնույն տեղում առաջանում է արդեն համաչափ տեղայնացում: Վիրտուլ առանձնացված, փոփոխական հաստությամբ մերձմակերևութային բարակ շերտերում մեխանիկորեն ազատ մակերևույթների թույլ անհամասեռությունը բերում է տարածվող նորմալ ալիքի և' աղավաղման, և' մասնակի տեղայնացման: Հայտնվում են ձևափոխման բերված գործակիցներ, բերված հաճախություններ, ձևավորվող ալիքի հաճախականության թողունակության և արգելման գոտիներ: Ցույց է տրվում, որ մակերևութային թույլ անհամասեռությունները ալիքատարում բերում են տարածվող նորմալ ալիքի անկայունության: Փոփոխական հաստությամբ մերձմակերևութային շերտում առաջանում է սահքի հորիզոնական (SH) կարճալիքային (բարձր հաճախականային) ազդանշանների տեղայնացում: Մակերևութային թույլ անհամասեռության առկայությունը կարող է տանել որոշակի երկարությամբ՝ կախված անհամասեռության գծային բնութագրերից, ալիքների ալգելքի: Վիրտուալ հատումների և MELS վարկածների օգտագործումը' ի տարբերություն ուղիղ լուծման, հնարավորություն է տալիս ի հայտ բերել մերձմակերևութային ալիքային էֆեկտները. դինամիկ բեռնավորում, ներքին ռեզոնանս, հաճախականության արգելման գոտիներ և այլն: Համասեռ առաձգական ալիքատարի մակերևութային անհամասեռությունները հարթ ալիքային ազդանշանը վերածում են ալիքատարի խորությամբ չմարող տատանողական շարժման և աղավաղում են ազդանշանի հարթ ճակատը: Ալիքային ազդանշանի' ալիքատարի մակերևույթների անհարթության չափերի հետ համեմատելի երկարության դեպքում, մակերևութային անհարթությունների առկայությունը բերում է մերձմակերևութային շերտում նոր տատանման, որը որոշակի երկարությամբ ալիքների դեպքում կարող է հանգեցնել ներքին ռեզոնանսի: The efficiency of virtual cross sections method and MELS (Magneto Elastic Layered Systems) hypotheses application is demonstrated on model problem about distribution of wave field in thin surface layers of waveguide, when plane wave signal is propagating in it. It is shown, that asymmetric localization of wave energy for clamped smooth surfaces of isotropic elastic layer occurs near the mid-surface layer, as well as symmetric localization occurs near the middle plane of the layer in the case of mechanically free smooth surfaces. The weak inhomogeneity of mechanically free surfaces leads to distortion of propagating normal wave in virtually cut thin layers of variable thickness of the near-surface zones of the waveguide. Given formation coefficients, given frequencies, frequency zones of transmission and zones of prohibited frequencies of formed wave appear. It is shown, that weak surface inhomogeneities lead to instability of propagating normal wave signal in waveguide. Localization of horizontally polarized shear (SH) shortwave (high frequency) signals occurs in the near-surface zone of variable thickness. The presence of surface weak inhomogeneity can lead to the prohibition of wave of certain lengths depending on the linear characteristics of the inhomogeneity parameters. The use of virtual sections and the introduction of hypotheses MELS, unlike the direct solution, allow identifying near-surface wave effects: effective dynamic load, internal resonance, frequency prohibition, etc. Surface heterogeneities of homogeneous elastic waveguide convert plane wave signal into non-attenuated oscillatory motion and distort the plane front of the signal. At the wave signal lengths comparable with the characteristic dimensions of the non-smooth surface of the waveguide, due to the presence of surface heterogeneities oscillations occur in the near-surface layer, which in the cases of certain wave signal lengths can cause internal resonance.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Սահքի էլեկտրաառաձգական ալիքի լայնույթա-փուլային փոխազդեցությունը և տեղայնացումը մերձմակերևութային թույլ անհամասեռություններով պյեզոէլեկտրական շերտում: Amplitude-frequency interaction and localization of electroelastic shear wave in piezoelectric waveguide with near-surface weak inhomogeneities.
    Uncontrolled Keywords: Հունանյան Արեգ Արմենի, Hunanyan A.A.
    Subjects: Physics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 02 Nov 2017 13:13
    Last Modified: 02 Nov 2017 13:13
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/5871

    Actions (login required)

    View Item