В рамках стационарной задачи гидроэлектроупругости о приеме звуковых волн преобразователем из пьезокерамики с разрезными электродами, решена задача о приеме звука и описаны особенности формирования выходного напряжения преобразователя на нагрузках электродов в условиях симметричного электрического нагружения. При этом рассмотрен модовый состав и определены амплитудные и фазовые частотные характеристики выходного напряжения.

В результате решения задачи об излучении акустических волн системой круговых цилиндрических пьезокерамических преобразователей с разрезными электродами в электроупругой постановке найден алгоритм, позволяющий аналитически определять динамические характеристики антенной решетки, образованной из преобразователей указанного вида.

С использованием решения задачи гидроэлектроупругости о приеме звуковых волн системами в виде решеток на основе пьезокерамических круговых тонкостенных преобразователей с разрезными электродами исследованы общие закономерности акустомеханического взаимодействия преобразователей решетки для различных углов падения плоской акустической волны и волновых размеров.

В рамках стационарной задачи гидроэлектроупругости о приеме звуковых волн преобразователем из пьезокерамики с разрезными электродами, предложены аналитические соотношения для определения электрических напряжений на нагрузках электродов. При этом приведенные соотношения характеризуют модовый состав указанной электромеханической системы и дают возможность определить вклады каждой отдельной модовой составляющей в совокупный выходной сигнал.

В рамках стационарной задачи гидроэлектроупругости о приеме звуковых волн преобразователем из пьезокерамики с разрезными электродами, решена задача о приеме звука и описаны закономерности формирования акустического поля на поверхности преобразователя в условиях симметричного электрического нагружения. При этом, рассмотрен модовый состав и определены амплитудные и фазовые частотные характеристики поля.

В рамках стационарной задачи гидроэлектроупругости о приеме звуковых волн преобразователем из пьезокерамики с разрезными электродами, получены амплитудные и фазовые зависимости от частоты семейства модовых составляющих механических характеристик приемного цилиндрического кругового электроупругого преобразователя в условиях симметричного электрического нагружения. Рассчитаны и описаны образованные распределения нормальных составляющих и полных перемещений точек поверхности одиночного преобразователя с учетом связанности.

С использованием решения задачи гидроэлектроупругости о приеме звуковых волн антенными решетками на основе пьезокерамических круговых тонкостенных преобразователей с разрезными электродами исследованы общие закономерности формирования электрических сигналов на нагрузках электродов в условиях акусто-механического взаимодействия преобразователей решетки и в зависимости от расстояния между ними.

Рассмотрены методы расширения полосы пластинчатых преобразователей путем возбуждения ступенчатыми и трапецеидальными импульсами. Методом комбинации переходных характеристик показана возможность излучения и рассчитаны амплитуда и форма короткого (полупериодного) ультразвукового импульса путем возбуждения резонансного недемпфированного преобразователя с двумя акустическими слоями электрическим импульсом ступенчатой формы, а методом интеграла Дюамеля - однопериодного импульса путем возбуждения трапецеидальным импульсом.

Предложен новый поход к описанию формирования электрического поля в материале электроупругого преобразователя, который представлен в виде цилиндрической круговой тонкостенной радиальной поляризованной оболочки. Задача решена при помощи "сквозного" метода, который предполагает совместное решение уравнений для акустического, механического и электрического полей с учетом физических свойств излучающего преобразователя. Получено общее аналитическое решение "сквозной" задачи в виде системы результирующих уравнений для рассмотренной электроупругой колебательной системы в вакууме с распределенными параметрами, записанными относительно аксиальных и радиальных перемещений.

Аналитически решена задача о приеме звука цилиндрическим электроупругим преобразователем с полностью электродированной поверхностью, размещенным в замкнутом волновом слое с учетом многомодовости системы. Решение задачи производится с помощью метода частичных областей, а также свойств полноты и ортогональности цилиндрических волновых функций при сопряжении полей на границах частичных областей. Определены коэффициенты разложения акустических, механических и электрических полей оболочки и волнового кольцевого слоя.

Рассмотрена задача о приеме звука цилиндрическим преобразователем в кольцевом слое с учетом электроупругих свойств пьезокерамической оболочки и переходного слоя в "сквозной" постановке. Исследованы интерференционные картины распределений давлений перед кольцевым слоем в освещенной зоне при акустически жестком, акустически мягком и промежуточном упругом материале слоя для различных толщин слоя, а также угловые распределения полного поля при различных расстояниях от поверхности преобразователя. Установлена зависимость интерференционных максимумов и минимумов ближнего поля от степени жесткости (упругости) волнового слоя. Показаны закономерности влияния выбора материалов и размеров волнового слоя на величину и местоположение интерференционных максимумов и минимумов давления в освещенной области, а также на угловые характеристики полного поля.

Определено влияние параметров замкнутого упругого кольцевого слоя на электромеханические характеристики излучающего электроакустического цилиндрического электроупругого пьезокерамического радиально поляризованного преобразователя. Для решения задачи использовались метод частичных областей, метод Фурье, а также свойство полноты и ортогональности цилиндрических волновых функций.

Рассмотрены угловые и амплитудно-частотные зависимости электромеханических характеристик приемного электроупругого преобразователя с полностью электродированной поверхностью, который размещен в замкнутом кольцевом слое. Рассчитаны и проанализированы распределения нормальных, радиальных и суммарных перемещений точек поверхности, импеданс системы и напряжение создаваемое на нагрузке электродов. Показаны закономерности влияния выбора материалов и размеров волнового слоя на величину и местоположение частоты резонанса системы. Выявлены и проанализированы особенности и отличия предложенного "сквозного" подхода в сравнении с традиционными методами.

Численно решена задача излучения для электроупругой модели цилиндрического гидроакустического пьезокерамического преобразователя, выполненного в виде тонкой пьезокерамической оболочки, которая полностью электродирована и размещена в упругом слое. На примере типовых экранирующих материалов (пористые резины, пенопласты) исследованы импедансные характеристики и описаны особенности работы излучающей системы в кольцевом слое.

Численно решена задача излучения для электроупругой модели цилиндрического гидроакустического пьезокерамического преобразователя, выполненного в виде тонкой пьезокерамической оболочки, которая полностью электродирована и размещена в упругом слое. На примере слоев, выполненных из разнородных материалов, характеризуемых относительным волновым сопротивлением материала, исследованы частотные зависимости коэффициента прохождения по давлению и описаны его некоторые особенности в контексте рассматриваемой "сквозной" постановки задачи излучения.

Аналитически решена задача о приеме звука цилиндрическим электроупругим преобразователем с полностью электродированной поверхностью, размещенным в замкнутом волновом слое с учетом многомодовости системы. Решение задачи производится с помощью метода частичных областей с использованием метода Фурье, а также свойств полноты и ортогональности цилиндрических волновых функций при сопряжении полей на границах частичных областей. Определены коэффициенты разложения звуковых полей оболочки и волнового кольцевого слоя. Получены угловые распределения падающей плоской звуковой волны, поле рассеяния на пьезокерамической оболочке, а также найден максимум давления полного поля при изменении точки наблюдения.

Проведен анализ статистических методов многопараметрической оптимизации и обоснован выбор метода "независимого" глобального поиска. Построен алгоритм, соответствующий выбранному методу оптимизации с заданными оптимизируемыми параметрами и пределами их изменения. Определены параметры согласующих акустических переходных слоев и электрических корректирующих цепей, которые обеспечивают максимальную полосу пропускания.

Построена математическая модель несимметричного биморфного пьезоэлектрического акселерометра. Выведено уточненное выражение для аксиальной координаты нейтральной поверхности чувствительного элемента. В явном виде получены формулы для его физико-механических характеристик. Выполнен расчет частотной зависимости чувствительности преобразователя и проанализирована ее зависимость от различных параметров акселерометра.

С использованием свойств электроакустического шестиполюсника предложен метод измерения низкочастотных значений коэффициента отражения звукопоглощающих акустических материалов в волноводах, заполненных водой. В его основе - возможность контроля с акустической стороны за реакцией среды на шестиполюсник, работающий в качестве возбудителя колебаний. В установках, использующих предлагаемый метод, в волноводе отсутствуют измерительные гидрофоны. Это увеличивает общую эксплуатационную надежность при работе на высоких гидростатических давлениях.

Предложен метод измерения коэффициента отражения звукопоглощающих акустических материалов на низких частотах в заполненных водой волноводах, который предполагает использование одного измерительного гидрофона - приемника колебательной скорости. Возбудитель акустических колебаний в волноводе выполнен в виде электроакустического шестиполюсника. В измерительных установках, на основании предлагаемого метода, наличие приемника колебательной скорости позволяет снивелировать влияние колебаний стенок волновода. Как результат возрастают точность измерения расстояния между испытуемым объектом и гидрофоном, а также общая эксплуатационная надежность при работе в условиях высоких гидростатических давлений.