Розсіяння SH-хвиль пружним волокном за наявності тонкого п’єзоелектричного міжфазного включення

Yu. I. Maksymiv, V. V. Matus

Анотація


Запропоновано аналітично-числовий метод дослідження усталених хвильових полів, розсіяних у необмеженому пружному середовищі пружним волокном з перерізом неканонічної форми за наявності тонкого міжфазного п’єзоелектричного включення малої жорсткості в умовах поздовжнього зсуву. Алгоритм дослідження ґрунтується на використанні методу нульового поля. Проаналізовано вплив механічних та геометричних параметрів композита на амплітудно-частотні характеристики SH-хвиль, розсіяних волокном у дальню зону.

 

Зразок для цитування: Ю. І. Максимів, В. В. Матус, “Розсіяння SH-хвиль пружним волокном за наявності тонкого п’єзоелектричного міжфазного включення,” Мат. методи та фіз.-мех. поля, 66, №3-4, 93–99 (2023), https://doi.org/10.15407/mmpmf2023.66.3-4.93-99

Ключові слова


пружне волокно неканонічного поперечного перерізу, п’єзоелектричне тонкостінне міжфазне включення, ефективні умови контакту, SH-хвиля, метод нульового поля

Посилання


Ya. I. Kunets, V. V. Matus, “Asymptotic approach in the dynamic problems of the theory of elasticity for bodies with thin elastic inclusions,” Mat. Met. Fiz.-Mekh. Polya, 63, No. 1, 75–93 (2020) (in Ukrainian), http://doi.org/10.15407/mmpmf2020.63.1.75-93; English translation: J. Math. Sci., 270, No. 1, 87–106 (2023), https://doi.org/10.1007/s10958-023-06334-z

Ia. M. Pasternak, H. T. Sulym, N. L. Ilchuk, “Interaction of physicomechanical fields in bodies with thin structural inhomogeneities: a survey,” Mat. Met. Fiz.-Mekh. Polya, 61, No. 2, 57–79 (2021) (in Ukrainian); English translation: J. Math. Sci., 253, No. 1, 63–83 (2021), https://doi.org/10.1007/s10958-021-05213-9

Y. Benveniste, “An interface model for a three-dimensional curved thin piezoelectric interphase between two piezoelectric media,” Math. Mech. Solids, 14, No. 1-2, 102–122 (2009), https://doi.org/10.1177/1081286508092605

S.-T. Gu, J.-T. Liu, Q.-C. He, “Piezoelectric composites: Imperfect interface models, weak formulations and benchmark problems,” Comp. Mater. Sci., 94, 182–190 (2014), https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2014.03.052

X. Guo, P. Wei, L. Li, Q. Tang, “Influences of mechanically and dielectrically imperfect interfaces on the reflection and transmission waves between two piezoelectric half spaces,” Int. J. Solids Struct., 63, 184–205 (2015), https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2015.02.050

J.-Y. Kim, “Attenuation and speed of antiplane shear wave in fiber-reinforced composites with random interfacial cracks,” Int. J. Solids Struct., 38, No. 40-41, 7121–7137 (2001), https://doi.org/10.1016/S0020-7683(00)00424-8

Ya. I. Kunets, V. V. Matus, V. V. Mykhas'kiv, A. Bostrӧm, Ch. Zhang, “Scattering of a SH-wave by an elastic fiber of nonclassical cross section with an interface crack,” Mech. Compos. Mater., 44, No. 2, 165–172 (2008), https://doi.org/10.1007/s11029-008-9002-4

M. Serpilli, “Asymptotic curved interface models in piezoelectric composites,” Comptes Rendus. Mécanique, 344, No. 10, 744–749 (2016), https://doi.org/10.1016/j.crme.2016.08.001

M. Serpilli, R. Rizzoni, R. Rodriguez-Ramos, F. Lebon, S. Dumont, “A novel form of imperfect contact laws in flexoelectricity,” Compos. Struct., 300, Art. 116059 (2022), https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2022.116059

Y. Shi, Y. Wan, Z. Zhong, “Dynamic effective property of fibrous piezoelectric composites with spring- or membrane-type imperfect interfaces,” Mech. Res. Commun., 84, 116–124 (2017), https://doi.org/10.1016/j.mechrescom.2017.06.007

C. Tuloup, W. Harizi, Z. Aboura, Y. Meyer, “Integration of piezoelectric transducers (PZT and PVDF) within polymer-matrix composites for structural health monitoring applications: new success and challenges,” Int. J. Smart Nano Mater., 11, No. 4, 343–369 (2020), https://doi.org/10.1080/19475411.2020.1830196

S. Ueda, S. Biwa, K. Watanabe, R. Heuer, C. Pecorari, “On the stiffness of spring model for closed crack,” Int. J. Eng. Sci., 44, No. 13-14, 874–888 (2006), https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2006.06.002

X. Wang, E. Pan, A. K. Roy, “Scattering of antiplane shear wave by a piezoelectric circular cylinder with an imperfect interface,” Acta Mech., 193, 177–195 (2007), https://doi.org/10.1007/s00707-007-0465-5


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 3.0 License.