Научный руководитель: Тополов Виталий Юрьевич, доктор физико-математических наук
Соавторы: Радченко Григорий Сергеевич

В предлагаемой модели 1-1-композит (рис.1,а) представляет собой систему чередующихся в направлениях и прямоугольных параллелепипедов из СПК и полимера и описывается точечной группой симметрии mm2. Основания всех параллелепипедов лежат в плоскости , а их высоты, отсчитываемые вдоль оси поляризации , равны h, причем h >> |LN| и h >> |LU|. Усреднение констант СПК (показан штриховкой) и полимерного компонентов проводилось по параметрам концентрации t = |LR| / |LU| и n = |MN| / |LN| вдоль осей и соответственно. В ходе анализа численных результатов для 1-1-композитов "СПК ПКР-7М - аральдит" и "СПК модифицированного - аральдит" установлено, что

1) эффективные пьезомодули , пьезокоэффициенты , коэффициент электромеханической связи при n= 0,1 изменяются в более широких интервалах, чем при n= 0,5, что является следствием бόльшего перераспределения внутренних механических и электрических полей вдоль и слоев с заметно различающейся толщиной (см. рис.1,а);

2) в композитах с n= 0,5 обнаруживается постоянство по t таких величин, как , , , диэлектрической проницаемости , пьезочувствительности , квадрата параметра приема , пьезокоэффициента ;

3) анизотропия имеет место для композита на основе ПКР-7М,, - для композита на основе модифицированного (j= 1;2).

В отличие от структуры типа 1-1 3-3-композит "СПК - полимер" характеризуется трансверсальной изотропией (¥ mm). Данный композит формируется из ячеек Банно, каждая из которых содержит три взаимноперпендикулярных СПК стержня (показаны пунктиром на рис.1,б), внедренных в полимерную матрицу. Граничные условия для механических и электрических полей на каждом этапе усреднения задают два вектора по 9 компонент в каждом, один из которых состоит из непрерывных компонент, а другой - из компонент, которые терпят разрыв. Эти компоненты выбираются среди следующих: и - матричные компоненты тензоров напряжений и деформаций, и - компоненты векторов электрической индукции и напряженности электрического поля соответственно. Непрерывными компонентами на первом этапе являются , на втором этапе - , на третьем этапе - . Отношение площади сечения СПК стержня к площади основания полимерной матрицы на гранях, перпендикулярных осям и , предполагается одинаковым и равным ; аналогичное отношение площадей на гранях, перпендикулярных , равно . Параметры концентрации и варьируются в интервалах [0; 0,9] и [0,1; 0,9] соответственно. В ходе анализа расчетных данных для 3-3-композитов "СПК-аральдит" обнаружены следующие экстремумы концентрационных зависимостей от :

1) для композита на основе ПКР-73 max при = 0...0,8, min при = 0, min() при = 0, max при = 0,2... 0,3, max при = 0,4...0,9, min при = 0,1; 0,3...0,6, max при = 0,1...0,6, max при = 0,1...0,6, min при = 0,1, minпри = 0,1...0,3, где - коэффициенты электромеханической связи, и - гидростатические пьезокоэффициенты, - гидростатический коэффициент электромеханической связи, ;

2) для композита на основе модифицированного max при = 0...0,5, max при = 0,6...0,8, min при = 0, max() при = 0,1...0,8; дополнительно при = 0 наблюдается точка разрыва фактора анизотропии , где - планарный коэффициент электромеханической связи;

3) для композита на основе PZ-34 max при = 0,9, max при = 0,7, max при = 0,7...0,9, max() при = 0,1...0,8.