Предложена физико-математическая модель электрического отклика на упругое ударное возбуждение гетерогенных материалов, содержащих пьезоэлектрические включения. Для создания модели использованы классические теоретические соотношения. Установлено, что ток смещения, возникающий при возбуждении пьезоэлектрического источника акустоэлектрических преобразований акустической волной, пропорционален скорости смещения, обратно пропорционален кубу расстояния от источника до электрического приемника и зависит от геометрии расположения пьезоэлектрической оси источника относительно точки удара и электрического приемника. Проведены экспериментальные исследования параметров электрических откликов на упругое ударное возбуждение гипсовых моделей, содержащих единичные искусственные пьезоэлектрические включения. Установлена сходимость результатов математического моделирования с экспериментальными данными.
It is proposed physico-mathematical model of electric response on elastic impact excitation of heterogeneous materials containing piezoelectric inclusion. To create the model the classical theoretical relations are used. It is established that the displacement current occuring due to excitation of acoustoelectric transformation in piezoelectric source by the acoustic wave is proportional to the displacement velocity and inversely proportional to the distance power of cube from the source to the electric receiver, and depends on the piezoelectric source axis geometry relatively to the impact point and the electric receiver. The electric response parameters to elastic impact excitation of gypsum models with artificial single piezoelectric inclusion are experimentally studied. The convergence of the results of mathematical modeling and experimentaldataisfounded.
1. Суржиков А. П., Фурса Т. В. Механоэлектрические преобразования при упругом ударном возбуждении композиционных диэлектрических материалов // ЖТФ. 2008. Т. 78. № 4. – С. 71–76.
2. Фурса Т. В. О механизме механоэлектрических преобразований при ударном возбуждении композиционных материалов на основе цементного вяжущего // ЖТФ. 2001. Т. 71. Вып. 7. – С. 53–56.
3. Фурса Т. В., Данн Д. Д. Механоэлектрические преобразования в гетерогенных материалах, содержащих пьезоэлектрические включения // ЖТФ. 2011. Т. 91. Вып. 8. – С. 53–58.
4. Фурса Т. В., Найден Е. П., Осипов К. Ю., Усманов Р. У. Особенности механоэлектрических преобразований в диэлектрических материалах в области структурных фазовых превращений // ЖТФ. 2004. Т. 74. № 12. – С. 52–55.
5. Фурса Т. В., Суржиков А. П., Осипов К. Ю. Разработка акустоэлектрического метода определения пористости диэлектрических материалов // Дефектоскопия. 2007. № 2. – С. 27–34.
6. Фурса Т. В., Осипов К. Ю., Данн Д. Д. Разработка неразрушающего метода контроля прочности бетона с дефектной структурой на основе явления механоэлектрических преобразований // Дефектоскопия. 2011. № 5. – С. 39–47.
7. Фурса Т. В., Осипов К. Ю., Данн Д. Д. Способ контроля прочности изделий из твердых материалов // Пат. 2453824 Российская Федерация, МПК 7 G 01 N 3/32, опубликовано 20.06.2012. Бюл. 17.
8. Neishtadt N. M., Eppelbaum L. V., Levitski A. G. Case History Application of piezoelectric and seismoelectrokinetic phenomena in exploration geophysics: Review of Russian and Israeli experiences // Geophysics. 2006. Vol. 71. No. 2. – Р. 41–53.