Наведено огляд наукових праць з розробки класичних і уточнених моделей термомеханічної поведінки тонкостінних одно- і багатошарових елементів із в'язкопружних матеріалів із урахуванням температурної залежності властивостей, фізичної та геометричної нелінійностей у разі одного з найбільш характерних видів деформування - моногармонічного. Викладено методи розв'язку нелінійних зв'язуваних задач термов'язкопружності та результати розв'язку деяких конкретних задач про коливання і розігрів тонкостінних стрижнів, пластин і оболонок у квазістатичній та динамічній постановках. Відзначено наявність ряду термомеханічних ефектів, що породжуються зв'язаністю механічних і теплових полів, фізичною і геометричною нелінійностями за умов їх роздільного та сумісного врахування.

Розглядаються електромеханічні гармонійні коливання складених в'язкопружних п'єзокерамічних конічних оболонок з урахуванням часткової деполяризації матеріалу в деяких областях п'єзоелемента, де температура розігріву досягає температури Кюрі. Отриманo температурно-частотні характеристики для різних iсторій навантаження та теплових граничних умов, вивчено вплив деполяризаційних процесів на коефіцієнти електромеханічного зв'язку.

Розглянуто спряжену задачу про гармонічні електромеханічні коливання і дисипативний розігрів тонких замкнутої сферичної та нескінченно довгої циліндричної оболонок із п'єзоактивного матеріалу з урахуванням температурної залежності в'язкопружних властивостей та явища температурної деполяризації. Враховано наявність акустичного середовища в середині та зовні оболонки. Для випадку постійних електромеханічних характеристик отримано явний вираз для критичного електричного навантаження якого температура дисипативного розігріву оболонки досягає точки Кюрі. На прикладі сферичної оболонки досліджено вплив на критичне електричне навантаження частоти гармонічної нагрузки, геометричних параметрів та зовнішнього акустичного середовища, а також температурної залежності електромеханічних властивостей, включаючи точку Кюрі, на температурно-частотні характеристики.

Узагальнено результати досліджень щодо вивчення електромеханічної поведінки тонкостінних елементів із в'язкопружних п'єзоактивних матеріалів за умов гармонічного навантаження. Сформульовано спрощену постановку нелінійної задачі електротермов'язкопружності гармонічно деформованого тіла з урахуванням зв'язаності механічних, теплових і електричних полів деформацій, температурної залежності властивостей матеріалу та його фізичної нелінійності. Наведено огляд запропонованих, в основному, авторами клaсичних та уточнених моделей електромеханіки одно- та багатошаруватих оболонок і пластинок за умов загального та гармонічного навантаження з урахуванням залежності електромеханічних характеристик матеріалу від температури, фізичної та геометричної нелінійностей. Обговорено методи розв'язку нелінійних зв'язаних задач електротермов'язкопружності. Наведено аналітичні та числові розв'язки окремих квазістатичних і динамічних задач електротермов'язкопружності для тонкостінних елементів у вигляді стрижнів, пластин і оболонок різної конфігурації за умов гармонічного електричного навантаження. Досліджено вплив дисипації, залежності властивостей матеріалу від температури дисипативного розігріву, фізичної та геометричної нелінійностей на гармонічні та параметричні коливання, а також стійкість розглянутих п'єзоелементів.

Індекс рубрикатора НБУВ: В251.331.063.1-8

Рубрики:

Електров'язкопружність < Теорія в'язкопружності >

Шифр НБУВ: Ж29095 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Разработан алгоритм поиска медицинской информации в Интернете. Приведены Интернет-адреса сайтов периодических изданий и медицинских ВУЗ.

Приведена характеристика современных поисковых систем в области медицины и перечень медицинских журналов, издающихся во всем мире.

Розв'язано модельну задачу про вимушені поздовжні коливання стрижня із фізично нелінійного в'язкопружного матеріалу та проведено оцінку степеня точності, з якою витримується одночастотний режим під час резонансних коливань цього стрижня.

Одержано аналітичний розв'язок задачі про коливання та дисипативний розігрів порожнистої сфери із поляризованої по товщині п'єзокераміки з урахуванням теплової деполяризації. Сфера знаходиться під дією квазістатичного навантаження різницею електричного потенціалу, що гармонічно змінюється в часі. Внутрішня поверхня теплоізольована, а на зовнішній - реалізується конвективний теплообмін із зовнішнім середовищем. Проведено числові розрахунки; виконано аналіз умов появи деполяризованої області та її впливу на напружено-деформований стан і температуру розігріву сфери.

Розглянуто задачу про радіальні коливання та дисипативний розігрів кільцевої поляризованої по товщині п'єзокерамічної пластинки з неоднорідно електродованими площинами, які навантажені гармонічним електричним збудженням. В'язкопружна поведінка п'єзокераміки описується концепцією комплексних величин. У разі квазістатичного гармонічного навантаження побудовано аналітичний розв'язок задачі. Динамічна нелінійна задача зв'язаної термов'язкопружності з урахуванням температурної залежності властивостей п'єзокераміки розв'язується за допомогою методу крокового інтегрування в часі з використанням числових методів дискретної ортогоналізації та кінцевих різниць. На основі числових розрахунків для п'єзокераміки ЦТСтБС-2 проведено аналіз впливу неоднорідного покриття електродами зовнішніх площин пластинки на напружено-деформований стан, власну частоту й амплітудно- і температурно-частотні характеристики.

У динамічній постановці задачі розглянуто моногармонічні радіальні коливання та дисипативний розігрів нескінченно довгого порожнистого п'єзокерамічного циліндра з урахуванням температурної залежності комплексних електромеханічних характеристик у широкому діапазоні температур, що включає і область деполяризації матеріалу. Досліджено вплив умов теплообміну, рівня електричного навантаження та геометричних розмірів на термоелектромеханічні величини за вимушених коливань циліндра в околі першого резонансу.

На базі теорії балок типу С. П. Тимошенка розв'язано задачу про коливання і дисипативний розігрів нескінченної в'язкопружної балки під дією рухомого навантаження. Досліджено вплив деформації поперечного зсуву та інерції повороту елемента на критичні швидкості руху навантаження, амплітуду згинних коливань та температуру дисипативного розігріву балки.

Розглянуто задачу про згинні коливання і дисипативний розігрів кругової біморфної п'єзокерамічної пластинки з неоднорідно електродованими площинами, які навантажені гармонічним електричним збудженням. В'язкопружна поведінка п'єзокераміки описується концепцією комплексних модулів, що залежать від температури розігріву. Нелінійна зв'язана задача термов'язкопружності розв'язується за допомогою методу крокового інтегрування у часі з використанням числових методів дискретної ортогоналізації при інтегруванні рівнянь механіки і скінченних різниць для розв'язку рівнянь теплопровідності. На підставі числових розрахунків для п'єзокераміки ЦТСтБС-2 проведено аналіз впливу неоднорідного покриття електродами зовнішніх площин пластинки на резонансну частоту, амплітуду та форму згинних коливань, а також амплітудно- і температурночастотні характеристики, обумовлені моногармонічним електричним навантаженням.

Розглянуто задачу про вимушені згинні коливання та дисипативний розігрів біморфної кільцевої пластинки із в'язкопружної поляризованої по товщині п'єзокераміки з неоднорідно електродованими зовнішніми площинами, які навантажені гармонічним електричним збудженням. В'язкопружна поведінка матеріалу описується концепцією комплексних модулів, які залежать від температури. Зв'язана нелінійна задача термов'язкопружності розв'язується кроковим за часом методом з використанням на кожній ітерації методу дискретної ортогоналізації для інтегрування рівнянь механіки і явної схеми методу скінченних різниць під час розв'язання рівняння теплопровідності з нелінійним джерелом тепла. За допомогою числових розрахунків показано, у разі зміни площі кільцевого електрода, можна керувати власною частотою, впливати на розподіл механічних напружень та переміщень, на рівень температури вібророзігріву й амплітудно- та температурно-частотні характеристики. За деяких умов закріплення існує оптимальна електродна поверхня, на якій прикладене електричне навантаження зумовлює коливання з максимальними амплітудами прогинів.

Розглянуто зв'язану задачу про згинні коливання та дисипативний розігрів кільцевої в'язкопружної пластинки з п'єзокерамічними актуаторами за електромеханічного моногармонічного навантаження. Враховано температурну залежність комплексних характеристик пасивного та п'єзоактивного матеріалів. Зв'язану нелінійну задачу термов'язкопружності розв'язано кроковим за часом методом з використанням на кожній ітерації методу дискретної ортогоналізації для інтегрування рівнянь механіки та явної схеми методу скінченних різниць у ході розв'язання рівняння теплопровідності з нелінійним джерелом тепла. Досліджено вплив температури дисипативного розігріву, умов закріплення пластинки, товщини та площі актуатора на активне демпфірування вимушених резонансних коливань кільцевої пластинки за дії рівномірного поперечного гармонічного тиску.

Досліджено вимушені моногармонічні згинні коливання і дисипативний розігрів тришарової п'єзоактивної круглої пластини при моногармонічному механічному та електричному навантаженні. Внутрішній пасивний шар пластини є в'язкопружним. Верхній та нижній шари (актуатори) є п'єзоелектричними і мають протилежну поляризацію по товщині шарів. Пластина знаходиться під дією гармонічного тиску та електричним потенціалом. В'язкопружна поведінка матеріалів описується комплексними модулями, які залежать від температури розігріву. Спряжена нелінійна задача розв'язується за допомогою числових методів. На базі числових розрахунків показано, що шляхом зміни площі та товщини актуатора можна керувати власною частотою, амплітудою коливань, механічними напруженнями та температурою дисипативного розігріву. Розрахунки показали, що температурна залежність комплексних характеристик не впливає на потенціал, який подається на актуатор для компенсації механічного навантаження.

В уточненій постановці розглянуто зв'язану задачу про вимушені згинні коливання та дисипативний розігрів круглої в'язкопружної пластинки з п'єзоактивними актуаторами у разі вісесиметричного електромеханічного навантаження. В'язкопружну поведінку матеріалів описано концепцією комплексних модулів, які залежать від температури дисипативного розігріву. Моделювання електромеханічної поведінки пластинки грунтується на прийнятті гіпотез типу Тимошенка для механічних змінних та адекватних їм гіпотез відносно електричних польових величин у п'єзоактивних шарах актуатора. Температура вважається постійною по товщині пакета. Нелінійну задачу розв'язано за допомогою крокового за часом методу з використанням на кожному кроці методів дискретної ортогоналізації та скінченних різниць для розв'язання відповідно рівнянь механіки та теплопровідності. За допомогою числових розрахунків досліджено вплив деформації зсуву, температурної залежності властивостей матеріалів, граничних умов і геометричних параметрів пластинки на коливальні характеристики та величину електричного потенціалу, підведеного до електродів актуатора для компенсації механічного навантаження, що обумовлює вимушені коливання.

Розглянуто зв'язану задачу про згинні коливання та дисипативний розігрів кільцевої в'язкопружної ізотропної пластинки з п'єзокерамічними актуаторами при електромеханічному навантаженні з врахуванням деформації зсуву. Враховано температурну залежність комплексних характеристик пасивного і п'єзоактивного матеріалів. Зв'язану нелінійну задачу електротермов'язкопружності розв'язано за допомогою крокового за часом методу з використанням на кожній ітерації методу дискретної ортогоналізації для інтегрування рівнянь механіки і явної схеми методу скінченних різниць під час розв'язання рівнянь теплопровідності з нелінійним джерелом тепла. Досліджено вплив деформацій зсуву, механічних умов закріплення пластинки, геометричних розмірів п'єзоактуатора та температури дисипативного розігріву на активне демпфірування вимушених коливань кільцевої пластинки за дії рівномірного поперечного моногармонічного тиску.

Розглянуто задачу про вимушені моногармонічні коливання та дисипативний розігрів круглої термов'язкопружної пластинки з п'єзоелектричними сенсором і актуатором. В'язкопружна поведінка пасивного (без п'єзоефекту) і п'єзоактивного матеріалів описується концепцією комплексних модулів. Задачі електропружності та теплопровідності розв'язано за допомогою числових методів. Прийнято, що механічне навантаження невідоме. Досліджено вплив температури дисипативного розігріву на активне демпфування коливань пластинки.

Розглянуто зв'язану задачу про вимушені вісесиметричні коливання та дисипативний розігрів в'язкопружних циліндричних оболонок з п'єзокерамічними актуаторами за моногармонічного електромеханічного навантаження. Враховано температурну залежність комплексних характеристик пасивного і п'єзоактивного матеріалів. Зв'язану нелінійну задачу електротермомеханіки розв'язано методом крокового за часом інтегрування з використанням на кожній ітерації методу дискретної ортогоналізації для інтегрування рівнянь механіки і явної схеми методу скінченних різниць у ході розв'язання рівняння теплопровідності. Досліджено вплив умов механічного закріплення торців оболонки, геометричних розмірів п'єзоактуатора та температури дисипативного розігріву на активне демпфірування вимушених коливань циліндричної оболонки і показник актуатора за дії рівномірного поперечного моногармонічного тиску.