Нец П.А., Евдокимов А.А., Татаркин А.А., Еремин А.А. «Влияние условий контакта между пьезопреобразователем и упругим слоем на особенности возбуждения фундаментальных и высших волн Лэмба» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 80-81 (2025)

Обсуждаются результаты компьютерного моделирования и экспериментального изучения особенностей возбуждения бегущих упругих волн (волн Лэмба) в изотропном слое поверхностным пьезопреобразователем. Используемая в работе вычислительная схема основана на гибридном численно-аналитическом подходе (Е.В. Глушков, Н.В. Глушкова, А.А. Евдокимов, Акуст. журн. 64(1) (2018) 3–12), сочетающем конечно-элементные расчеты для ограниченной области, содержащей пьезоактуатор, и представления волнового поля в оставшихся полубесконечных однородных частях волновода в виде суперпозиции нормальных мод. Исследовано влияние различных типичных для инженерной практики условий контакта между пьезоэлементом и упругим слоем (контакт без трения, моделирующий установку пьезоактуатора с использованием ультразвукового геля, контакт через клеевую прослойку с различными упругими свойствами) на амплитудно-частотные характеристики фундаментальных и высших волн Лэмба, а также на особенности распределения волновой энергии между отдельными нормальными модами. Для экспериментальной верификации полученных результатов с использованием лазерной виброметрии проводились измерения ультразвуковых колебаний в образцах из алюминия, возбуждаемых устанавливаемыми на их поверхность пьезокерамическими преобразователями в форме прямоугольных пластин. В качестве контактной среды применялся ультразвуковой гель, цианакрилатный клей или тонкая двухсторонняя клеевая пленка. Для широкого диапазона частот наблюдается хорошая согласованность между расчетными и экспериментальными относительными амплитудами отдельных волн Лэмба, в том числе и высших, в зависимости от условий контакта между пьезоактуатором и упругой подложкой. Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России № FZEN-2024-0003. Ключевые слова: бегущие упругие волны, поверхностные пьезоэлементы, клеевая прослойка, возбудимость нормальных мод