Розглянуто електропружні коливання класичного поперечно-повздовжнього п'єзотрансформатора і виведена уточнену формулу для коефіцієнта трансформації в режимі холостого ходу з урахуванням різниці пружних піддатливостей у вхідній і вихідній секціях. Відзначено задовільне узгодження розрахунку з експериментом для перших чотирьох мод коливань.

Проаналізовано поздовжні механічні коливання в секціях збудження та генераторній плоского п'єзоелектричного трансформатора поперечно-поздовжнього типу. Показано, що поздовжні напруження в обох секціях оcсесиметричні відносно лінії розділу. Наведено результати експериментального вивчення напруженого стану секції збудження з застосуванням методу п'єзотрансформаторного датчика.

Методом п'єзотрансформаторного датчика досліджено форми коливань і механічні втрати енергії в порожнистих зрізаних конусах із п'єзокераміки. Показано, що частотний спектр коливань таких тіл містить симетричні й несиметричні форми, а втрати енергії залежать від форми коливань та рівня електричного навантаження.

Проаналізовано частотні властивості компонент вихідної різниці електричних потенціалів плоского п'єзотрансформатора. Встановлено обернено-пропорційну залежність функцій передачі від квадрата частоти у разі врахування механічних втрат. Результати аналізу зіставлено з експериментальними даними.

Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень електромеханічних резонансних коливань тонких п'єзоелектричних пластин різної геометричної форми у широкому частотному діапазоні. Висвітлено фізичну природу п'єзоелектричних явищ у кристалах і п'єзокераміці. Наведено методи експериментального дослідження електромеханічних коливань тонкостінних п'єзокерамічних тіл. Проаналізовано радіальні та невісесиметричні коливання тонких п'єзоелектричних дисків і кругових кілець. Розкрито особливості спектра коливань і напруженого стану п'єзокерамічних пластин у формі прямо-, шести- , трикутників і ромбів. Розглянуто вплив рівня електричного, механічного та теплового навантаження на характеристики коливань.

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований электромеханических резонансных колебаний тонких пьезоэлектрических пластин разной геометрической формы в широком частотном диапазоне. Освещена физическая природа пьезоэлектрических явлений в кристаллах и пьезокерамике. Приведены методы экспериментального исследования электромеханических колебаний тонкостенных пьезокерамических тел. Проанализированы радиальные и неосесимметрические колебания тонких пьезоэлектрических дисков и круговых колец. Раскрыты особенности спектра колебаний и напряженного состояния пьезокерамических пластин в форме прям-, шести-, триугольников и ромбов. Рассмотрено влияние уровня электрической, механической и тепловой нагрузки на характеристики колебаний.

На основі поглибленого аналізу напруженого стану п'єзокерамічної пластини з застосуванням апарату функцій комплексного змінного й експериментального методу проведено ідентифікацію перших восьми мод спектра планарних коливань прямокутної п'єзокерамічної пластини-трансформатора. Показано, зокрема, що коефіцієнти передачі пристрою на першій та другій, а також на третій та шостій поздовжніх модах практично збігаються.

Оцінено вплив діелектричних, маханічних і п'єзоелектричних втрат енергії на основні електропружні характеристики плоского поперечно-поздовжнього п'єзотрансформатора. Показано, що на резонансних частотах виявляються лише механічні втрати.

Проаналізовано одержані раніше співвідношення для компонент зміщень і напружень у широкому діапазоні частот і виведено вирази для вхідної провідності двосекційного плоского п'єзотрансформатора поперечно-поздовжнього типу.

Узагальнено вирази для електростатичної індукції та вхідної провідності пластинкового п'єзотрансформатора.

Проведено аналіз, систематизацію і узагальнення наукових результатів, одержаних у процесі вивчення проблеми резонансних електромеханічних коливань п'єзокерамічних пластин у формі дисків, кілець, багатокутників і опублікованих протягом останніх 30-ти років. Значну увагу приділено експериментальним методам дослідження резонансних коливань та одержаним результатам. Показано, зокрема, що у всіх п'єзокерамічних пластинах існують такі моди коливань, на яких деформування відбувається синфазно по всьому об'єму.

На прикладі резонансних радіальних коливань тонкого п'єзокерамічного диска з суцільними електродами й товщинною поляризацією оцінено вплив геометричної форми п'єзотрансформаторних датчиків на їх електричні потенціали, а також взаємний вплив близьких сусідніх датчиків.

Відзначено, що в усіх п'єзоелектричних тілах відбувається перетворення енергії із механічної форми в електричну (прямий п'єзоефект) або із електричної форми в механічну (зворотний п'єзоефект). Ефективність такого перетворення може оцінюватися кількома способами, а саме: за коефіцієнтом електромеханічного зв'язку, величиною повної провідності, відношенням активної та реактивної компонент повної провідності, коефіцієнтом передачі п'єзотрансформаторного датчика. Згадані способи порівняно між собою. Надано прості інженерні формули для визначення основних параметрів п'єзокераміки з вимірювань максимальної та мінімальної провідностей за умови радіальних коливань тонкого диска із суцільними електродами. Показано, зокрема, що в експериментальних дослідженнях застосування єдиного методу є недостатнім і доцільно поєднувати декілька підходів.

Аналитически и экспериментально исследованы компоненты динамических механических напряжений при резонансных колебаниях тонких пьезокерамических дисков с толщинной поляризацией. Предложен прямой метод экспериментального определения планарного коэффициента электромеханической связи.

Досліджено еволюцію планарних коливань прямокутної п'єзокерамічної пластини у випадку зміни відношення сторін, починаючи з квадрата. Експериментальні дані одержано з використанням комплексної методики, яка включає схему Мезона, схему Оное та метод п'єзотрансформаторного датчика. По мірі збільшення відношення сторін (у разі переходу від квадрата до прямокутника) простежується швидке підвищення інтенсивності електромеханічних коливань на першому поздовжньому резонансі та поступове її зниження на першій "радіальній" моді. У випадку зміни відношення сторін, коли один із розмірів залишається сталим, змінюються резонансні частоти всіх мод коливань.

Викладено спробу систематизувати експериментальні дані для прямокутної п'єзокерамічної пластинки й зіставити їх із планарними коливаннями тонкого п'єзокерамічного напівдиска. Результати експериментального дослідження планарних коливань п'єзокерамічного напівдиска розглянуто вперше. Сусідні моди коливань прямокутної пластини із суцільними електродами демонструють сильну суперпозицію та взаємозв'язок.

Проведено сравнение трех методов исследования эффективности электромеханического преобразования энергии - методов четырехполюсника Мезона, позволяющего определять частоты максимальной и минимальной проводимости и затем вычислять коэффициент электромеханической связи, пьезотрансформаторного датчика для измерения планарного коэффициента электромеханической связи и других электромеханических коэффициентов и полной проводимости. Показано, что в экспериментальных исследованиях каждый из этих методов можно использовать отдельно или вместе с другими; каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, последние можно частично устранять при одновременном применении всех этих методов.

Проаналізовано, систематизовано й узагальнено наукові результати, одержані у ході вивчення проблеми резонансних електромеханічних коливань елементів конструкцій із п'єзокераміки у формі тонкостінних оболонок обертання та їх фрагментів, а також секціонованих циліндрів. Значну увагу приділено експериментальним дослідженням резонансних коливань та їх результатам. Показано, що у всіх п'єзокерамічних оболонкових структурах найвищу інтенсивність коливань мають ті моди, на яких деформування відбувається синфазно по всьому об'єму.

Проведено комплексне експериментально-теоретичне дослідження електромеханічних резонансних коливань і ефективності перетворення енергії в п'єзокерамічних тонкостінних типових елементах конструкцій у кіло- і мегагерцовому діапазонах частот електричного навантаження. Побудовано узагальнені аналітичні розв'язки задач про радіальні коливання тонкої круглої пластини з концентричним електродним покриттям, несиметричні радіально-зсувні коливання кругових кілець з товщинною поляризацією, а також поздовжні коливання двосекційних прямокутних пластин, що різняться пружними податливостями в секціях. Проведено експериментальні дослідження широкого класу важливих для інженерної практики нових задач з визначення особливостей деформування типових елементів конструкцій з п'єзокераміки у діапазоні від найнижчих планарних і згинових мод до обертонів товщинних резонансів. Апробовано нові методики визначення комплексних параметрів п'єзокераміки на базі вимірювань резонансних частот і провідностей за радіальних коливань круглих пластин і кілець. Вивчено поведінку п'єзокерамічних зразків під впливом інтенсивних механічних, теплових та електричних полів.

Проведено аналіз, систематизацію і узагальнення результатів, одержаних під час дослідження резонансних електромеханічних коливань п'єзокерамічних пластин у формі напівдисків. Значну увагу приділено новим експериментальним методам та результатам дослідження резонансних коливань.

Описано уточнену експериментальну методику для вимiрювання резонансних частот i повної провiдностi при ємнiсному навантаженнi та результати її застосування для дослiдження коливань п'єзокерамічного сфероїда ускладненої геометричної форми. Показано, що деформування сфероїда на всiх сильних резонансах є несиметричним у просторi.