Анализ вторых гармоник локализованных SH волн в анизотропном слое между анизотропными полупространствами при проскальзывающем контакте материалов

Abstract

В работе используется модель геометрически и физически нелинейного деформирования анизотропной упругой среды. Построено теоретическое численно-аналитическое решение краевой задачи определения нелинейных ангармонических возмущений, которые генерируются при распространении локализованных сдвиговых волн в волноводе в виде слоя из монокристалла класса m3m кубической системы, вмещенного с неидеальным проскальзывающим механическим контактом между однотипными полупространствами монокристаллического материала класса m3m кубической системы. Численные исследования проведены для комбинации материалов волновода: слой хлорида натрия между полупространствами из материала кремния. Исследованы и обобщены амплитудно-частотные зависимости для кинематических характеристик упругих волновых смещений сдвиговых волн и их нелинейных вторых гармоник. Проанализированы эффекты влияния физико-механических характеристик волноводной структуры на амплитудные уровни и формы волновых движений нелинейных вторых гармоник исследуемых локализованных упругих волн.

В роботi використовується модель геометрично та фiзично нелiнiйного деформування анiзотропного пружного середовища. Побудовано теоретичний чисельно-аналiтичний розв’язок крайової задачi визначення нелiнiйних ангармонiчних збурень, якi генеруються при поширеннi локалiзованих зсувних хвиль в хвилеводi у виглядi шару з монокристала класу m3m кубiчної системи, вмiщеного з неiдеальним ковзним механiчним контактом мiж однотипними пiвпросторами монокристалiчного матерiалу класу m3m кубiчної системи. Числовi дослiдження проведенi для комбiнацiї матерiалiв хвилеводу – шар хлориду натрiю мiж пiвпросторами з матерiалу кремнiю. Дослiджено та узагальнено амплiтудно-частотнi залежностi для кiнематичних характеристик пружних хвильових зсувiв SH хвиль та їх нелiнiйних других гармонiк. Проаналiзовано ефекти впливу фiзико-механiчних характеристик хвилеводної структури на амплiтуднi рiвнi i форми хвильових рухiв нелiнiйних других гармонiк дослiджуваних локалiзованих пружних хвиль.

The model of geometrically and physically nonlinear deformation of anisotropic elastic medium is used in this work. A theoretical numerical-analytic solution of the boundary value problem of determining nonlinear anharmonic disturbances that are generated because of localized shear waves propagation in a waveguide in the form of a single-crystal layer of the m3m class of a cubic system localised with nonideal slipping mechanical contact between the same half-spaces of a single-crystal material of m3m class of a cubic system is constructed. Numerical investigations have been carried out for a combination of waveguide materials: a layer of sodium chloride between half-spaces of silicon. Amplitude-frequency dependences for kinematic characteristics of elastic wave displacements of shear waves and their nonlinear second harmonics are researched and generalized. The effects of influence of physical and mechanical characteristics of waveguide structure on amplitude levels and forms of nonlinear second harmonics wave movements of the investigated localized elastic waves are analyzed.