Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Фізико-математичні науки / Механіка деформівного твердого тіла


Бай Юлiя Петрiвна. Локалiзацiя та розсiяння нормальних пружних хвиль в складених анiзотропних хвилеводах : Дис... канд. наук: 01.02.04 - 2002.



Анотація до роботи:

Бай Ю.П. Локалізація та розсіяння нормальних пружних хвиль в складених анізотропних хвилеводах. – Рукопис.

Дисертацiя на здобуття вченого ступеня кандидата фiзико-математичних наук за спецiальнiстю 01.02.04 - механіка деформiвного твердого тiла, Донецький національний унiверситет, Донецьк, 2002.

Дисертаційна робота присвячена теоретичному чисельно-аналітичному дослідженню дисперсійних спектрів та властивостей узагальнених поверхневих і нормальних хвиль в пружних анізотропних хвилеводах, складених з двох різнорідних півпросторів, шару та півпростору, або двох шарів з анізотропних монокристалічних матеріалів орторомбічної системи. Побудовані та досліджені дисперсійні співвідношення для хвиль зазначених типів у випадку їх розповсюдження вздовж довільного напрямку в площині ідеального або ковзного контакту компонентів хвилеводів, досліджені кінематичні та енергетичні характеристики нормальних та узагальнених поверхневих хвиль. Вивчено властивості узагальнених поверхневих хвиль Стоунлі і Лява в анізотропних хвилеводах тривимірної геометрії. З'ясовані структури та особливості повних дисперсійних спектрів трьохпарціальних нормальних хвиль в двошарових кристалічних хвилеводах та проведене якiсне i кiлькiсне дослiдження закономiрностей локалiзацiї біжучих нормальних хвиль у високочастотному короткохвильовому діапазоні.

В дисертаційній роботі в тривимірній постановці досліджені проблеми визначення структури дисперсійних спектрів, кінематичних і енергетичних характеристик, а також асимптотичних властивостей узагальнених поверхневих та нормальних пружних хвиль у складених анізотропних хвилеводах. До основних наукових результатів роботи відносяться такі:

1. Побудовані розв’язки просторових задач про розповсюдження узагальнених поверхневих трьохпарціальних хвиль Стоунлі та Лява вздовж довільного напрямку в площині ідеального механічного або ковзного контакту різнорідних пружних півпросторів або шару та півпростору з монокристалічних материалів орторомбічної системи. Встановлені умови існування поверхневих хвиль зазначених типів у хвилеводних структурах з реальних монокристалів; розроблена методика чисельно-аналітичного дослідження дисперсійних рівнянь для хвиль даних типів. Проведено розрахунки фазових швидкостей узагальнених хвиль Стоунлі та дисперсійних спектрів узагальнених хвиль Лява при різних напрямках їх розповсюдження в структурах з реальних орторомбічних монокристалів. Встановлені нові притаманні анізотропним хвилеводам типи асимптотичної поведінки узагальнених трьохпарціальних поверхневих хвиль Лява у високочастотному короткохвилевому діапазоні і, зокрема, знайдено властивий лише анізотропним хвилеводам випадок їх асимптотичної трансформації в узагальнені хвилі Стоунлі.

2. Отримані аналітичні форми дисперсійних співвідношень для трьохпарціальних нормальних хвиль, що розповсюджуються вздовж довільного напрямку в площині ідеального або ковзного контакту двох монокристалічних шарів орторомбічної системи з колінеарними пружноеквівалентними напрямками. Розроблена і програмно реалізована методика чисельно – аналітичного дослідження дійсних, уявних та комплексних гілок повних дисперсійних спектрів нормальних хвиль зазначеного типу, яка, зокрема, використовує результати детального аналізу гілок кратних коренів характеристичних рівнянь Кристофелю для матеріалів контактуючих шарів.

3. Вивчено структури повних дисперсійних спектрів біжучих та крайових стоячих нормальних хвиль в двохшарових анізотропних хвилеводах орторомбічної системи для напрямків розповсюдження, що співпадають або не співпадають з пружноеквівалентними напрямками контактуючих матеріалів. Проведене структурне порівняння зазначених спектрів для двохшарового хвилеводу з окремими спектрами симметричних та антисимметричних нормальних хвиль у кожному з контактуючих шарів та зі спектром, одержаним внаслідок їх суперпозиції. Для двошарового хвилеводу, утвореного ідеально контактуючими шарами з монокристалів сегнетової солі та тартрату натрію амонію, проведене детальне дослідження сукупної трансформації дійсних, уявних та комплексних гілок дисперсійного спектру при послідовний зміні напрямку розповсюдження трьохпарціальних нормальних хвиль між двома пружноеквівалентними напрямками в площині хвилеводу. Досліджена залежність структури дисперсійних спектрів від фізико-механічних властивостей компонентів хвилеводу у випадку співпадання їх відносних товщин. Для хвилеводу, механічні властивості компонентів якого суттєво відрізняються, досліджено вплив співвідношення товщин контактуючих шарів на загальну структуру дисперсійного спектру у пружноеквівалентному напрямку розповсюдження.

4. Проведене якісне і кількісне дослідження асимптотичної високочастотної короткохвильової поведінки біжучих трьохпарціальних нормальних хвиль з довільним напрямком розповсюдження в площині двошарового ортотропного хвилеводу. Встановлені принципово можливі механізми їх асимптотичної трансформації і граничні значення їх фазових швидкостей у високочастотному короткохвильовому діапазоні. Отримані критерії для визначення кількості можливих асимптотичних значень фазових швидкостей нормальних хвиль у цьому діапазоні і відповідні варіанти локалізації високочастотних коротких трьохпарціальних нормальних хвиль. Встановлено, що принципові відмінності в якісних схемах асимптотичної поведінки нормальних хвиль в двошарових ізотропних та двошарових анізотропних хвилеводах можуть виникати лише в тому випадку, якщо для матеріалу хоча б одного з контактуючих шарів існує нетривіальна залежність v = vD(), яка відповідає дійсним кореням дискримінанту характеристичного рівняння Кристофеля. Встановлені відмінності в асимптотичній поведінці мод трьохпарціальних біжучих нормальних хвиль при різних типах умов контакту шарів хвилеводу. На прикладі двошарового хвилеводу, складеного з монокристалічних орторомбічних шарів цинку-сульфату-гептагідрату та стронцію-форміату, проведено детальний аналіз кінематичних та енергетичних характеристик трьохпарціальних біжучих нормальних хвиль чотирьох нижчих мод для різних напрямків їх розповсюдження.

5. Вивчені і описані закономірності процесів поширення, дисперсійного розсіяння та локалізації ультраакустичних хвиль в складених анізотропних хвилеводах поглиблюють рівень знань у галузі фундаментальних основ хвильової механіки і можуть знайти ефективне прикладне застосування при розробці принципових схем функціонування та проектуванні хвилеводних компонентів акустоелектронної техніки, які реалізують задачу селективної передачі сигнальної інформаціїї, а також у неруйнівному контролі, прикладній сейсмоакустиці.

Публікації автора:

  1. Сторожев В.И., Шпак В.А., Бай Ю.П. Локализованные волны вдоль неупругоэквивалентных направлений в плоскости контакта анизотропных полубесконечных сред орторомбической системы // Вісн. Донец. ун-ту. Сер. А. - 1999. - Вип. 1. - С. 46-50.

  2. Бай Ю.П. Полный дисперсионный спектр нормальных волн в двухслойных кристаллических пластинах пространственной геометрии // Теорет. и прикладная механика. - 2001. - Вып. 32. - С. 145-150.

  3. Бай Ю.П., Сторожев В.И., Шпак В.А. Коротковолновые асимптотические свойства нормальных волн в двухслойных кристаллических пластинах // Акуст. вiсник. - 2001. - Т.4, № 2. - C. 3-10.

  4. Бай Ю.П., Сторожев В.И., Шпак В.А. Спектр и предельные свойства обобщенных волн Лява в волноводной структуре с ортотропными компонентами // Теорет. и прикладная механика. - 2002. - Вып. 35. - С. 123-131.

  5. В.А. Шпак, В.И. Сторожев, Ю.П. Бай. Нормальные волны в двухслойных пластинах с идеальным и несовершенным механическими контактами слоев // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. - 2001. - Спецвып.: Мат. моделирование. - С. 172-173.

  6. Бай Ю.П., Сторожев В.И., Шпак В.А. Локализованные волны в поперечно-анизотропном волноводе // Труды Междунар. конф. "Современные проблемы механики сплошной среды". – Ростов-на-Дону. - 2000. – С.16-19.

  7. Бай Ю.П., Сторожев В.И., Шпак В.А. Полный спектр и локализация нормальных волн в двухслойных пластинах пространственной геометрии // Математичнi проблеми механiки неоднорiдних структур: В 2-х т. - Львiв. - 2000. - Т.2. - С. 219-222.

  8. Шпак В.А., Бай Ю.П. Волны типа Стоунли на границе контакта анизотропных полупространств орторомбического класса // Тез. докл. ІІ Белорус. конгр. по теорет. и прикл. механике "Механика-99". – Минск. - 1999. - С. 350.

  9. Шпак В.А., Бай Ю.П. Локализованные упругие волны в существенно анизотропных двухслойных телах // Тез. докл. Междунар. конф. "Устойчивость, управление и динамика твердого тела". – Донецк. - 1999. - С. 110.

  10. Бай Ю.П., Сторожев В.И., Шпак В.А. Структура и особенности полных спектров нормальных волн в двухслойных кристаллических пластинах орторомбической системы. // Тези доп. Всеукр. конф. "Математичнi проблеми технiчної механiки". - Дніпродзержинськ. - 2001. - С. 4.

  11. Шпак В.А., Бай Ю.П. Построение и анализ дисперсионного уравнения для двухслойной кристаллической пластины с несовершенным контактом слоев // Праці наук. конф. ДонНУ за підсум. наук. - досл. роботи у 1999-2000 рр. Секція мат. наук. - Донецьк: ДонНУ. - 2001. - С. 40-42.