ОБ АНАЛИТИЧЕСКОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ КОМПОНЕНТ ТЕНЗОРА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ДЛЯ ПЛЕНОЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПЬЕЗОМАТЕРИАЛОВ
Аннотация
В настоящее время пьезоэлектрические материалы на основе пленок, например, из поливини- лиденфторидов, нашли широкое применение в разных отраслях промышленности. Интерес к этим материалам обоснован, прежде всего, выгодными, по сравнению с материалами на основе пьезоке- рамических составов, величинами плотности пленочного материала, а также величинами эффек- тивных 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 чувстви- тельных элементов электроакустических преобразователей на основе пьезокерамических составов, обеспечивает возможность создания конструкций преобразователей большой площади или собран- ных из этих преобразователей апертур антенн, повторяющих обводы корпусов носителей. В статье описаны перспективы внедрения пленочных полимерных пьезоматериалов в изделия гидроакустиче- ской и электрогенераторной техники. Очевидно, что внедрение новых материалов в гидроакустиче- скую и пьезогенераторную технику требует переосмысления методик расчетов характеристик изделий на основе пленочных пьезоактивных материалов. Одной из основных характеристик элек- троакустических преобразователей, применяющихся, как в гидроакустической технике, так и в из- делиях генерации электрической энергии за счет использования волнения поверхности моря или океа- на, является энергетический коэффициент электромеханической связи. Указанный коэффициент является тензорной физической величиной, а, соответственно, для анизотропных материалов, ко- торыми являются пьезоактивные пленки, например, из поливинилиденфторидов, необходим мате- матический аппарат, который позволял бы определять компоненты тензора энергетического ко- эффициента электромеханической связи в ходе проектирования изделий гидроакустической и пьезо- генераторной техники. Попытка разработки такого математического аппарат предпринята ав- торами статьи, но в ходе выполненных работ установлена аналитическая неопределенность ком- понент тензора энергетического коэффициента электромеханической связи. В статье представле- но научное обоснование выявленной аналитической неопределенности компонент тензора энергети- ческого коэффициента электромеханической связи из уравнений, устанавливающих зависимости указанных компонент от коэффициентов, характеризующих механические и пьезоэлектрические свойства пленочных материалов с учетом их анизотропии.
