Белянкова Т.И., Ворович Е.И., Калинчук В.В. «Особенности распространения SH-волн в биморфной пьезоэлектрической/пьезомагнитной пластине из функционально градиентных материалов» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 3, с. 14-29 (2025)

В квазистатическом приближении исследуются особенности распространения сдвиговых горизонтально поляризованных поверхностных акустических волн (SH-ПАВ) в составной магнитоэлектроупругой пластине из неоднородных пьезоэлектрического и пьезомагнитного слоев. При моделировании неоднородности слоев использована двухкомпонентная модель функционально градиентных материалов с изменением свойств по толщине от параметров основного материала до параметров материала включения. В качестве основных материалов пьезоэлектрического и пьезомагнитного слоев пластины использованы PZT-5H и CoFe₂O₄. Включения пьезоэлектрического слоя представляют собой керамику на основе PZT с различными упругими, пьезоэлектрическими и диэлектрическими свойствами. Неоднородность пьезомагнитного слоя моделирует твердый раствор материалов слоев в узкой переходной области у границы раздела. Распространение SH-ПАВ в пластине инициировано действием удаленного источника гармонических колебаний, режим которых полагается установившимся. На границе раздела неоднородных слоев выполнены условия сцепления. На внешних поверхностях, свободно контактирующих с вакуумом, в отсутствие механических напряжений рассмотрены четыре типа электрических и магнитных условий, в зависимости от которых рассмотрены четыре задачи. Решение строится в пространстве образов Фурье путем сведения к системе начально-краевых задач Коши. Получены удобные для численной реализации матричные представления дисперсионных уравнений задач. На примере задачи с электрически закороченными и магнитно- открытыми поверхностными условиями исследовано влияние характера неоднородности пьезоэлектрического и пьезомагнитного слоев пластины на особенности поведения скоростей SH-ПАВ в широком диапазоне частот. Определены особенности влияния локализации различных типов включений пьезоэлектрического слоя на их поведение. Установлены особенности поведения скоростей SH-ПАВ в магнитоэлектроупругой пластине при различных характеристиках неоднородности у границы раздела. Полученные результаты приведены в безразмерных параметрах и могут представлять особый интерес при разработке, проектировании и оптимизации новых материалов для современных микро- и наноразмерных приборов и устройств на SH ПАВ.