ЧАСТИНА І: АНАЛІТИЧНІ СПІВВІДНОШЕННЯ ДЛЯ КОЕФІЦІЄНТІВ ЗВ'ЯЗКУ І КОМПОНЕНТІВ ПОВНОЇ ПРОВІДНОСТІ
Стаття присвячена аналізу вимушених коливань нерівномірно навантажених перетворювачів, таких як пластини-стрижні із товщинною поляризацією при одному або двох двосторонніх розрі-зах електродного покриття, тонкі диски й кругові кільця з суцільними й розділеними концентрич-ними та діаметральними розрізами електродів, а також частково електродованих пластин У пе-ршій частині наведені аналітичні співвідношення, якими описуються радіальні коливання тонких п'єзокерамічних дисків із неповними електродами та поздовжні коливання стрижнів із неоднорід-ним електричним навантаженням. У другій частині наведені експериментальні дані для поздовж-ніх коливань стрижнів-пластин з розділеними або частковими електродами.Бібл. 74, рис. 1 Ключові слова: п'єзокерамічні пластини та стрижні; розділені електроди; нерівномірне елек-тричне навантаження; коефіцієнт електромеханічного зв'язку; вхідний адмітанс.Вступ. Коливання п'єзокерамічних елементів конструкцій характеризуються високими коефіці-єнтами електромеханічного зв'язку і значними амплітудами механічних напружень та зміщень [1 -6]. Сама природа внутрішніх фізичних проце-сів у таких тілах призводить до того, що і змі-щення, і напруження, і провідність, і імпеданс, і миттєва потужність мають біля резонансних ча-стот як активні, так і реактивні компоненти. Ось чому, щоб розрахувати будь-яку амплітуду, треба брати до уваги втрати енергії [7 -12].Електромеханічні коливання збуджуються в п'єзокерамічних елементах за допомогою еле-ктричного поля, яке створюється електричною напругою, прикладеною до розміщених на його поверхні електродів. Товщина електродного пок-риття незначна (лише кілька сотень ангстремів), тому, як правило, його маса в розрахунках до уваги не береться. Досліди вчених показали, що форма і положення електродного покриття істотно впли-вають на електромеханічні характеристики пере-творювачів [13 -15]. Власна між-електродна єм-ність п'єзокерамічних елементів іноді досягає кі-льканадцяти нанофарадів і істотно впливає на внутрішні електромеханічні процеси в них [1, 3 -6].Ефективність перетворення електричної ене-ргії в механічну й навпаки у п'єзоелектричних електромеханічних акустичних перетворювачах (резонаторах, трансформаторах, фільтрах час-тот тощо) залежить, насамперед, від матеріалу і геометричної форми перетворювача, а також від форми й положення електродного покриття [3 -6, 10, 16].П'єзоелектричні пластини та стрижні із ква-рцу, турмаліну, сегнетової солі тощо інтенсивно досліджувалися ще на початку ХХ ст. Детальний огляд публікацій з цього питання подано в моно-графії У. Кеді [17]. Встановлено, зокрема, що для , де вперше розглянуті поздовжні коливання стрижня з одним двостороннім розрізом електродного по-криття при кількох режимах навантаження (про-тифазні електроди, коротке замикання однієї з ді-лянок або її холостий хід) й наведені експериме-нтальні дані щодо напруженого стану пластини.
Акустичні прилади та системиТреба принагідно зауважити, що задовго до праць [25 -32...