ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Статистические моменты структурных полей деформирования квазипериодических композитов из "Электроупругость пьезокомпозитов с нерегулярными структурами " Используем сингулярное приближение метода периодических составляющих для расчета тензора эффективных упругих свойств С для трех квазипериодических структур композитов с изотропно разупорядочен-ными сферическими включениями (см. рис. 2.1, о), разупорядоченными в плоскости г 0г2 однонаправленными вдоль оси гз волокнами (рис. 2.2, а) и с разупорядоченными вдоль оси гз ориентированными пластинчатыми включениями (см. рис. 2.6, а). Для первого и второго композитов в случае, когда разупорядоченность становится бесконечно малой, структура вырождается в периодическую с кубической и тетрагональной симметрией соответственно, для третьего — пластинчатые включения объединяются в систему с трансверсально-изотропной симметрией периодических тонких слоев. [c.79] На рис. 2.13 и рис. 2.14 представлены результаты расчета отклонений Д компонент тензора С для квазипериодической структуры сферопластика при Ер I Ем = 20 и 100 от значений С для периодической структуры в зависимости от величины относительного объемного содержания Уо сферических включений при разных значениях степени разупорядоченности к. [c.80] Результаты расчета эффективных упругих постоянных однонаправленного волокнистого композита представлены в табл. 2.2 (форма представления данных — такая же, как в табл. 2.1). [c.82] Композит С ориентированными пластинчатыми включениями. Рассчитаем эффективные упругие свойства композита с ориентированными пластинчатыми включениями (см. рис. 2.6). Компоненты тензора С композита с периодической слоистой структурой могут быть рассчитаны по формулам из монографии [31. [c.82] Степень анизотропии упругих свойств композита с ориентированными пластинчатыми порами может существенно зависеть от степени разупорядоченности к. Так, численный расчет показал, что если Уо = 0,4, то с ростом степени разупорядоченности А от О до 1 отношение модуля Е к Е1 изменяется от О до 0,5. [c.83] Из результатов, представленных на рис. 2.17, видно, что постоянные Е , (7 3, е 5 и А33/Л0 с увеличением содержания в композите слоев пьезоэлектрической керамики Уо монотонно возрастают. Значение коэффициента Пуассона с увеличением г о сначала уменьшается, достигая своего минимального значения при г о 0,5, а затем монотонно возрастает. Постоянные Л /Ло и 633 достигают максимального значения при Уо 0,9 и г о 0,95 соответственно. Постоянная 31 в интервале изменения величины Уо примерно от 0,6 до 0,95 имеет положительное значение. Зависимость Е и 0 2 от величины Уо носит практически линейный характер. [c.85] Для рассматриваемых пьезокомпозитов с периодическими матричными структурами решения, обозначенные на рис. 2.19 и 2.20 сплошными линиями, получены в обобщенном сингулярном приближении (2.175)-(2.177), (2.291)-(2.295), когда свойства среды сравнения приравнены к свойствам матрицы. [c.89] Туннельные поры в пьезоакерамике Р7Т-4. Результаты влияния величины относительного объемного содержания туннельных пор круглого поперечного сечения, ориентированных вдоль оси гз, на значения компонент трансверсально-изотропных тензоров эффективных упругих, пьезоэлектрических и диэлектрических свойств пьезокерамики PZT-4 представлены в табл. 2.5 и 2.6 для значений степени разупорядоченности пор к = 0 и 1 (рис. 2.2). [c.91] Важным выводом является то, что композит может обладать пироэлектрическим эффектом (тг / 0) даже в том случае, если этим эффектом не обладают (т. е. тг = 0) составляющие его фазы /. В результате внешнего нагрева у такого композита в фазах и на макроуровне будут возникать электрические (или магнитные) поля. [c.94] Отметим для сравнения, что пьезоэлектрические свойства трансверсально-изотропной керамики титаната бария, обладающей пироэффектом. [c.98] В табл. 2.8 представлены эффективные постоянные пьезоэлектрокерамики титаната бария со сферическими порами (см. рис. 2.21, а), рассчитанные в сингулярном приближении метода периодических составляющих через соответствующие отклонения значений этих постоянных от решений для керамики с периодической системой пор (при р = 1) при различных значениях Уо и минимальной гарантированной прослойке матрицы между порами, равной 2% величины радиуса пор. [c.98] Условия нагружения пористой пьезокерамики задавались значениями напряженности электрического поля на макроуровне Е О (рис. 2.24, а) и /1 / О (рис. 2.24, 6), остальные компоненты вектора равны нулю / = О и тензор макродеформаций е = 0. [c.103] Наиболее сильно аналогичный эффект проявляется для первого инварианта напряжений (рис. 2.24, б) и, в отличие от предшествуюш,его случая, максимальные значения здесь соответствуют уже не сферической форме пор, а слабо сплюснутым порам с отношением главных полуосей з/ 1(2) 0,5 -Ь 0,7. [c.103] Результаты расчета основных эффективных коэффициентов электромеханической связи / зз, и для трансверсально-изотропной пористой пьезокерамики PZT-4 относительно соответствуюш,их значений коэффициентов км пьезокерамики при отсутствии пор представлены на рис. 2.25 и 2.26 при различных значениях пористости Ьо и главных полуосей а,з/ац2) ориентированных эллипсоидальных пор. [c.103] Из анализа графиков на рис. 2.25, а следует, что сферическая форма пор соответствует максимальным значениям коэффициента электромеханической связи к1 . [c.103] Важным результатом, следуюш,им из рис. 2.26, является независимость от Уо для пьезокерамики с вытянутыми вдоль оси гз игольчатыми аз/ац2) 1), и в частности туннельными [а 1ац2) сю), порами эффективного коэффициента электромеханической связи к к к кмзз) и незначительное, менее 20% по сравнению с пьезокерамикой без пор, снижение эффективных коэффициентов электромеханической связи к и к . [c.103] Вернуться к основной статье