Архив статей журнала

ОБ АНАЛИТИЧЕСКОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ КОМПОНЕНТ ТЕНЗОРА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ДЛЯ ПЛЕНОЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПЬЕЗОМАТЕРИАЛОВ (2024)
Выпуск: № 2 (2024)
Авторы: Дементьев Илья Игоревич, Костина Анна Олеговна

В настоящее время пьезоэлектрические материалы на основе пленок, например, из поливинилиденфторидов, нашли широкое применение в разных отраслях промышленности. Интерес к этим материалам обоснован, прежде всего, выгодными, по сравнению с материалами на основе пьезокерамических составов, величинами плотности пленочного материала, а также величинами эффективных пьезоэлектрических коэффициентов, что позволяет реализовать в изделиях новые принципы нагружения с целью преобразования механической энергии в электрическую энергию. Кроме того, меньшая жесткость пленочных полимерных материалов, по сравнению с жесткостью чувствительных элементов электроакустических преобразователей на основе пьезокерамических составов, обеспечивает возможность создания конструкций преобразователей большой площади или собранных из этих преобразователей апертур антенн, повторяющих обводы корпусов носителей. В статье описаны перспективы внедрения пленочных полимерных пьезоматериалов в изделия гидроакустической и электрогенераторной техники. Очевидно, что внедрение новых материалов в гидроакустическую и пьезогенераторную технику требует переосмысления методик расчетов характеристик изделий на основе пленочных пьезоактивных материалов. Одной из основных характеристик электроакустических преобразователей, применяющихся, как в гидроакустической технике, так и в изделиях генерации электрической энергии за счет использования волнения поверхности моря или океана, является энергетический коэффициент электромеханической связи. Указанный коэффициент является тензорной физической величиной, а, соответственно, для анизотропных материалов, которыми являются пьезоактивные пленки, например, из поливинилиденфторидов, необходим математический аппарат, который позволял бы определять компоненты тензора энергетического коэффициента электромеханической связи в ходе проектирования изделий гидроакустической и пьезогенераторной техники. Попытка разработки такого математического аппарат предпринята авторами статьи, но в ходе выполненных работ установлена аналитическая неопределенность компонент тензора энергетического коэффициента электромеханической связи. В статье представлено научное обоснование выявленной аналитической неопределенности компонент тензора энергетического коэффициента электромеханической связи из уравнений, устанавливающих зависимости указанных компонент от коэффициентов, характеризующих механические и пьезоэлектрические свойства пленочных материалов с учетом их анизотропии.

Сохранить в закладках