URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Бардзокас Д.И., Кудрявцев Б.А., Сеник Н.А. Распространение волн в электромагнитоупругих средах
Id: 14778
 
391 руб.

Распространение волн в электромагнитоупругих средах

URSS. 2003. 336 с. Мягкая обложка. ISBN 5-354-00422-5.

 Аннотация

В книге на современном уровне при помощи математических методов изучаются связанные электромагнитоупругие волны, поверхностные волны Релея в пьезоэлектрических и магнитоупругих средах, волны Лэмба, сдвиговые волны в пьезоэлектриках и критерии пробоя диэлектриков и пьезоэлектриков.

Для специалистов в области механики деформируемого твердого тела, акустики и дефектоскопии, а также аспирантов и студентов, специализирующихся в области физики и механики сплошных сред.


 Оглавление

Введение
1 Общие соотношения механики пьезоэлектрических и электропроводящих сред в электромагнитном поле
  1.1.Основные соотношения электродинамики
  1.2.Пьезоэлектрический эффект в кристаллах и уравнения электроупругости пьезоэлектриков
  1.3.Определяющие соотношения теории магнитоупругости
  1.4.Энергия распространяющихся упругоэлектромагнитных волн
2 Связанные магнитоэлектроупругие волны в неограниченной среде
  2.1.Распространение электроупругих волн в неограниченной пьезоэлектрической среде с конечной проводимостью
  2.2.Распространение плоских волн в пьезоэлектрической среде класса 6mm
  2.3.Плоские магнитоупругие волны в изотропной электропроводящей среде
3 Поверхностные волны Рэлея в пьезоэлектрических и магнитоупругих средах
  3.1.Возбуждение волн Рэлея в пьезоэлектрическом полупространстве двумя разноименно заряженными электродами
  3.2.Колебания пьезоэлектрического полупространства с периодической системой электродов
  3.3.Антисимметричная конечная система электродов на границе пьезоэлектрика
  3.4.Возбуждение осесимметричных волн Рэлея в пьезоэлектрическом полупространстве кольцевым и круглым электродами
  3.5.Магнитоупругие поверхностные волны Рэлея в упругом полупространстве
4 Сдвиговые волны в пьезоэлектриках
  4.1.Возбуждение поверхностных волн Гуляева--Блюстейна в пьезоэлектрическом полупространстве конечной антисимметричной системой электродов
  4.2.Структура и характеристики сдвиговой волны в гексагональном слое пьезоэлектрика
  4.3.Колебания пьезоэлектрического кругового цилиндра с системой поверхностных электродов
  4.4.Сдвиговые волны в акустически связанных полупространствах диэлектрика и пьезоэлектрика
5 Гармонические волны Лэмба в пьезоэлектрической полосе
  5.1.Возбуждение и характеристики симметричных волн Лэмба в пьезоэлектрической полосе
  5.2.Возбуждение и характеристики антисимметричных волн Лэмба в пьезоэлектрической полосе
6 Критерии пробоя диэлектриков и пьезоэлектриков
  6.1.Энергетический анализ пробоя диэлектриков
  6.2.Инвариантные интегралы, коэффициенты интенсивности плотности зарядов и феноменологические критерии пробоя диэлектриков
  6.3.Практическое применение критериев пробоя диэлектриков
  6.4.Энергетический анализ и феноменологические критерии электромеханического разрушения пьезоэлектриков
Литература
Об авторах

 Введение

Открытое более 100 лет назад французскими учеными Пьером и Жаком Кюри явление пьезоэлектричества все больше используется в различных областях науки и техники и, прежде всего, в радиотехнике, акустике, дефектоскопии, метрологии, вычислительной технике и акустооптике. В основе этого явления лежит способность некоторых материалов деформироваться при воздействии на них внешних электрических полей. Известна обратимость этого явления, проявляющаяся в возбуждении электрического поля при деформации пьезоэлектрика внешними механическими нагрузками. Первое практическое применение этого явления связывают с именем Поля Ланжевена, сконструировавшего сонар, в котором в качестве излучателя и приемника ультразвука использовались чувствительные элементы из кварца. С середины 50-х годов XX века после создания искусственных материалов, обладающих пьезоэффектом, область применения пьезоэлектриков существенно расширилась и в настоящее время разработано большое количество устройств различного назначения, в основу работы которых положено явление пьезоэлектричества. Примерно с этого же времени было начато исследование проблемы взаимодействия деформируемых сред с электромагнитными полями и к настоящему времени разработан ряд моделей, учитывающих те или иные аспекты этого взаимодействия. В частности, построены модели пьезоэлектрических и пьезомагнитных сред, пьезополупроводящей среды, электромагнитоупругой проводящей среды и ряд других моделей. Более полное представление о различных моделях взаимодействия, областях их применения и методах расчета различных устройств читатель может найти в обзорах, а также специальных монографиях на эту тему (см. Литература) и имеющихся в них указаниях на литературу.

Возросшие требования и точности расчетов многочисленных устройств акустоэлектроники на поверхностных акустических волнах (ПАВ), а также необходимость оценки влияния на их параметры внешних электромагнитных полей стимулировали интенсивные исследования в этой области, которые изложены в многочисленных журнальных публикациях. Значительная часть этих исследований была выполнена с использованием различных приближенных подходов. В связи с этим математическое исследование волновых процессов в электромагнитоупругих средах на основе строгого решения соответствующих задач электромагнитоупругости является весьма актуальным. В последнее время этому вопросу уделяется все большее внимание в работах ведущих ученых этой области. К настоящему времени в литературе накопилось много разного рода исследований и конкретных результатов в области статических и динамических задач электроупругости (см. Литература).

Из всего многообразия эффектов, возникающих в результате взаимодействия упругой среды с электромагнитным полем, в предлагаемой вниманию читателя монографии дано изложение основных результатов, полученных в области исследования гармонических волн в пьезоэлектрических и магнитоупругих средах. Этот выбор объясняется, с одной стороны, научными интересами авторов, а с другой -- большим практическим использованием гармонических волн в пьезоэлектрических и магнитоупругих средах.

Предлагаемая монография состоит из 6 глав, введения и списка литературы и условно может быть разделена на две части. В первой части (введение и глава 1) дается краткий обзор основных задач, возникающих при расчете устройств на объемных и поверхностных волнах в магнитоупругих и электроупругих средах и методов их решения. При этом особое внимание уделяется анализу методов расчета устройств на ПАВ в пьезоэлектриках.

В первой главе, носящей вспомогательный характер, приводятся основные соотношения электродинамики и описание пьезоэлектрических и магнитоупругих эффектов, даются постановки соответствующих задач о возбуждении и распространении волн в различных средах: а также приводятся основные энергетические характеристики волновых полей. Одной из наших целей было дать краткое и вместе с тем достаточно полное изложение основных задач электромагнитоупругости, так чтобы можно было понять материал, изложенный в последующих главах, без дополнительного обращения к первоисточникам.

Во второй главе приводятся результаты исследования гармонических волн в неограниченных электромагнитоупругих средах, причем в отличие от других монографий на эту тему исследование объемных волн в пьезоэлектриках и магнитоупругих средах в нашей монографии строится с учетом электродинамических эффектов и проводимости материалов. Помимо того, что с учетом указанных эффектов более точно отражаются реальные свойства материалов, излагаемые результаты позволяют проанализировать влияние этих величин на основные параметры волн и тем самым обоснованно использовать более простые модели сред в определенном диапазоне длин  волн.

В третьей, четвертой и пятой главах рассматриваются задачи, связанные с возбуждением поверхностных волн Рэлея, сдвиговых поверхностных волн и волн Лэмба. Несмотря на большое количество работ, связанных с исследованием возбуждения гармонических поверхностных волн в пьезоэлектриках с помощью поверхностных электродов лишь в немногих из них решения соответствующих краевых задач строятся с привлечением уравнений электроупругости без каких-либо дополнительных упрощений.

Решение соответствующих краевых задач электроупругости о возбуждении поверхностных волн системами электродов проводится на основе строгого решения уравнений электроупругости без каких-либо дополнительных предположений. Предлагаемый метод исследования основан на сведении решения задач к системам сингулярных интегральных уравнений с последующим их решением методом Бубнова--Галёркина, позволяет построить эффективные алгоритмы решения задач на ЭВМ и с их помощью исследовать кинематические и энергетические характеристики возбуждаемых волн. Проводится достаточно подробное исследование поведения электроупругих волн у краев электродов, даются важные для приложений формулы емкости электродов и токов смещения, и наконец проводится параметрическое исследование коэффициентов интенсивности плотности зарядов, что позволяет по новому подойти к решению важной проблемы электромеханического разрушения пьезоэлектриков с системами электродов. Решению этой проблемы посвящена шестая глава книги.

Исследование явления электромеханического разрушения пьезоэлектриков, когда очагом разрушения или пробоя является край электродов, по нашему мнению имеет теоретический и практический интерес. Необходимость прогнозирования электромеханического разрушения различных устройств на поверхностных волнах, возбуждаемых электродами, стимулировала работу авторов в этом направлении, а ее результаты изложены в шестой главе. Предлагается новый подход к решению этой проблемы, основанный на обобщении методов механики разрушения на случай пьезоэлектрических сред с системами электродов. Предлагаемые в этой главе критерии пробоя диэлектриков и электромеханического разрушения пьезоэлектриков основаны на законах сохранения энергии и обобщают идеи и методы линейной механики разрушения. Отметим, что в случае пробоя вакуума предлагаемые критерии дают согласующиеся с экспериментом результаты. Полученные в этой главе результаты позволяют надеяться на эффективность предлагаемых критериев электромеханического разрушения пьезоэлектриков и диэлектриков, и тем самым обоснованно подходить к решению проблемы электромеханического разрушения пьезоэлектриков. Надеемся, что материал этой главы привлечет внимание исследователей и разработчиков устройств с поверхностными электродами к проблеме электромеханического разрушения пьезоэлектриков.

Авторы благодарят Ламброса И.Бардзокаса за экономическую помощь для публикации этой книги.


 Об авторах

Кудрявцев Борис Александрович

Родился в 1937 г. близ Рыбинска Ярославской области. После школы поступил в Московский авиационный институт (МАИ), после окончания которого в 1959 г. был принят в Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (ЦНИИМаш), в котором проработал около 10 лет, занимаясь вопросами обеспечения прочности изделий ракетно-космической техники и сосредоточив внимание на задачах разработки методов расчета тонкостенных оболочек и пластин, включая вопросы изучения особенностей напряженно-деформированного состояния вблизи инородных включений, полостей и трещин, а также практические задачи, в том числе ряд задач механики разрушения. В начале 70-х гг. Б.А.Кудрявцев был приглашен на кафедру высшей математики Московского института химического машиностроения (МИХМ), где проработал более 20 лет, пройдя путь от преподавателя до заведующего кафедрой. В эти годы на кафедре был организован всесоюзный семинар по механике твердого деформируемого тела, на котором рассматривались вопросы, связанные с исследованием взаимодействия твердого деформируемого тела с электромагнитными полями. В 1983--1984 гг. Б.А.Кудрявцев подготовил и защитил в Ленинградском государственном университете докторскую диссертацию, посвященную вопросам взаимодействия упругой среды с электромагнитным полем, включая и вопросы взаимодействия тел с трещинами с магнитными и электрическими полями. За время работы семинара было подготовлено около 20 кандидатских и 3 докторских диссертации. Семинар пользовался большой популярностью в СССР и взаимодействовал с родственными семинарами, которыми руководили такие ученые, как И.И.Ворович (Ростов-на-Дону), А.Н.Гузь (Институт механики, г.Киев), А.Ф.Улитко (Киевский университет), А.А.Ильюшин (Московский университет), А.С.Космодамианский (Донецкий университет), С.А.Амбарцумян (Институт механики, г.Ереван).

Б.А.Кудрявцев -- автор около 130 научных статей и книги "Электромагнитоупругость пьезоэлектрических и электропроводных тел" (в соавторстве с В.З.Партоном). Он также был руководителем многих научно-исследовательских работ, выполнявшихся на кафедре по заказам промышленных институтов.

Книга, которая предлагается читателю, была задумана Б.А.Кудрявцевым в начале 90Нх гг., и начальный вариант ее рукописи был почти готов при жизни нашего учителя. Однако в 1994 г. Б.А.Кудрявцев скоропостижно скончался. Издание этой книги, идеологом которой он являлся, в которой рассмотрены также и появившиеся в последнее десятилетие новые работы, как надеемся мы, его ученики, будет достойной памятью Б.А.Кудрявцеву -- ученому и педагогу.

Д.И.Бардзокас (Афины), Н.А.Сеник (Москва)

Бардзокас Демостенис Иоаннис 

Профессор Афинского национального технического университета (N.T.U.A.). Родился в 1952 г. в г.Ташкенте, в семье греческих политэмигрантов. В 1975 г. окончил механико-математический факультет Ташкентского государственного университета им.В.И.Ленина. В 1976 г. был принят научным сотрудником на кафедру механики Афинского нац. техн. университета. Под руководством академика П.С.Теокариса в 1984 г. защитил диссертацию "Исследование плоских задач укрепления тел с трещинами и плоских контактных задач упругих тел методом ТФКП". С 1987 по 1990 гг. проходил научную стажировку в МИХМ под руководством В.З.Партона и Б.А.Кудрявцева. Опубликовал более 100 научных работ по различным разделам механики сплошной среды (механика разрушения, упругость, термоупругость, электроупругость, механика композиционных материалов, теория волн и т.д.).

Сеник Николай Александрович

Родился в 1955 г. близ г.Запорожье (Украина). Окончил механико-математический факультет МГУ в 1978 г. В 1981 г. был принят в аспирантуру на кафедру высшей математики Московского института химического машиностроения (МИХМ), где в ту пору преподавал Б.А.Кудрявцев. В 1984 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, связанную с теорией тонкостенных пьезоэлектрических оболочек. С 1985 г. -- старший научный сотрудник в Научно-исследовательском институте электромеханики (НИИЭМ). Одновременно принимал активное участие в семинаре по механике твердого деформируемого тела при кафедре высшей математики МИХМ. В 1992 г. защитил в Московском государственном университете диссертацию на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. С 1994 г. возглавил в НИИЭМ научно-исследовательскую лабораторию по разработке перспективных космических аппаратов, а также по обеспечению прочностных параметров и тепловых режимов космических аппаратов серии "Метеор". В 2001 г. назначен заместителем главного конструктора по космическому аппарату "Вулкан". В настоящее время работает в НИИЭМ начальником отдела перспективных космических разработок.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце