Исследование модели распространения обобщенных поверхностных волн Лява с учетом многофакторной и локализованной неоднородности анизотропных компонентов волновода

Представлены результаты исследований по получению и расчетному анализу аналитической формы дисперсионных соотношений, описывающих распространение обобщенных поверхностных волн Лява в волноводе из трансверсально-изотропного функционально-градиентного слоя с двухфакторной одноосной экспоненциальной неоднородностью по толщине на трансверсально-изотропном функционально-градиентном подстилающем полупространстве, однофакторная одноосная приповерхностная неоднородность которого описывается двойной экспоненциальной функцией. Приведены результаты численных экспериментов, связанных с описанием влияния факторов анизотропии и неоднородности на дисперсионные, кинематические и энергетические характеристики рассматриваемых волн.

1. Викторов И. А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М.: Наука, 1981. 287 с.

2. Jakoby B., Vellekoop M. J. Properties of Love waves: Application in sensors // Smart Mater. Struct. 1997. V. 6. P. 668–679. https://doi.org/10.1088/0964-1726/6/6/003.

3. Drafts B. Acoustic wave technology sensors // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 2001. V. 49, No 4. P. 795–802. https://doi.org/10.1109/22.915466.

4. Sehra G., Cole M., Gardner J. W. Miniature taste sensing system based on dual SH-SAW sensor device: An electronic tongue // Sens. Actuators, B. 2004. V. 103, Nos 1–2. P. 233–239. https://doi.org/10.1016/j.snb.2004.04.055.

5. Morgan D. P. A history of surface acoustic wave devices // Int. J. High Speed Electron. Syst. 2000. V. 10, No 3. P. 553–602. https://doi.org/10.1142/S0129156400000593.

6. Войцеховский А. В., Скрыльников А. А. Функциональная акустоэлектроника. Томск: Томск. гос. ун-т, 2013. 362 с.

7. Goldstein R. V., Gorodtsov V. A., Lisovenko D. S. Rayleigh and Love surface waves in isotropic media with negative Poisson's ratio // Mech. Solids. 2014. V. 49, No 4. P. 422–434. https://doi.org/10.3103/S0025654414040074.

8. Sukumar S. Dispersion of Love waves in a composite layer resting on monoclinic half-space // J. Appl. Math. 2011. V. 2011, No 1. Art. 21349. https://doi.org/10.1155/2011/721349.

9. Zhang S., Gu B., Zhang H., Pan R., Alamusi, Feng X. Frequency dispersion of Love waves in a piezoelectric nanofilm bonded on a semi-infinite elastic substrate // Chin. J. Mech. Eng. 2015. V. 28, No 6. P. 1157–1162. https://doi.org/10.3901/CJME.2015.0709.090.

10. Alam P., Kundu S., Gupta S. Dispersion and attenuation of Love-type waves due to a point source in magneto-viscoelastic layer // J. Mech. 2018. V. 34, No 6. P. 801–816. https://doi.org/10.1017/jmech.2017.110.

11. Alam P., Kundu S., Badruddin I. A., Khan T. M. Y. Dispersion and attenuation characteristics of Love-type waves in a fiber-reinforced composite over a viscoelastic substrate // Phys. Wave Phenom. 2019. V. 27, No 4. P. 281–289. https://doi.org/10.3103/S1541308X19040083.

12. Kumari C., Kundu S. Impact of prestressed anisotropic porous and prestressed anisotropic magnetoelastic layers on a Love-type wave // Int. J. Geomech. 2023. V. 23, No 9. Art. 04023143. https://doi.org/10.1061/IJGNAI.GMENG-711.

13. Kundu S., Gupta S., Majhi D. K. Love wave propagation in porous rigid layer lying over an initially stressed half space // Int. J. Appl. Phys. Math. 2013. V. 3, No 2. P. 140–142. https://doi.org/10.7763/IJAPM.2013.V3.193.

14. Kundu S., Gupta S., Manna S. Propagation of Love wave in fiber-reinforced medium lying over an initially stressed orthotropic half-space // Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech. 2014. V. 38, No 11. P. 1172–1182. https://doi.org/10.1002/nag.2254.

15. Жаворонок С. И. Задачи о дисперсии волн в неоднородных волноводах: методы решения (обзор). Часть I // МКМК. 2021. Т. 27, № 2. С. 227–260. https://doi.org/10.33113/mkmk.ras.2021.27.02.227_260.06.

16. Жаворонок С. И. Задачи о дисперсии волн в неоднородных волноводах: методы решения (обзор). Часть II // МКМК. 2022. Т. 28, № 1. С. 36–86. https://doi.org/10.33113/mkmk.ras.2022.28.01.036086.03.

17. Гордиенко А. И., Ивашко В. В., Вегера И. И. Разработка и применение функционально-градиентных материалов // Вестн. ГГТУ им. П. О. Сухого. 2007. № 2 (29). С. 51–57.

18. Bhavar V. A., Kattire P., Thakare S., patil S., Singh R. K. P. A review on functionally gradient materials (FGMs) and their applications // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2017. V. 229, No 1. Art. 012021. https://doi.org/10.1088/1757-899X/229/1/012021.

19. Vasavi B., Raghavendra G., Ojha S., Acharya S., Venkateswara babu P., Chowdary S., Gara D. k. State of the art in functionally graded materials // Compos. Struct. 2021. V. 262. Art. 113596. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.113596.

20. Kong Y.-P., Chen C.-H., Liu J.-X. Propagation of Love waves in the orthotropic layer/functionally graded piezoelectric half-space // J. Shanghai Jiaotong Univ. 2013. V. 47, No 2. P. 210–215.

21. Manna S., Kundu S., Gupta S. Love wave propagation in a piezoelectric layer overlying in an inhomogeneous elastic half-space // J. Vib. Control. 2015. V. 21, No 13. P. 2553–2568. https://doi.org/10.1177/1077546313513626.

22. Kakar R. Love waves in Voigt-type viscoelastic inhomogeneous layer overlying a gravitational half-space // Int. J. Geomech. 2016. V. 16, No 3. Art. 04015068. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000582.

23. Ezzin H., Wang B., Qian Z. Propagation behavior of ultrasonic Love waves in functionally graded piezoelectric-piezomagnetic materials with exponential variation // Mech. Mater. 2020. V. 148. Art. 103492. https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2020.103492.

24. Goyal R., Kumar S. Estimating the effects of imperfect bonding and size-dependency on Love-type wave propagation in functionally graded orthotropic material under the influence of initial stress // Mech. Mater. 2021. V. 155. Art. 103772. https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2021.103772.

25. Глухов А. А., Сторожев В. И., Шалдырван В. А. Волны Лява в структуре «однородный изотропный слой на трансверсально-изотропном полупространстве с двойной экспоненциальной неоднородностью» // Журн. теорет. прикл. механ. 2023. № 1 (82). С. 32–39. https://doi.org/10.24412/0136-4545-2023-1-32-39.

26. Глухов А. А. Дисперсионное соотношение для поверхностных волн Лява в составной структуре «функционально-градиентный экспоненциально-неоднородный анизотропный слой на функционально-градиентном анизотропном полупространстве с приграничной неоднородностью» // Тр. РАНИМИ. 2024. Т. 2, № 3 (41). С. 214–221. https://doi.org/10.24412/2519-2418-2024-341-214-221.