Введение
ГЛАВА 1. Модели и численные методы гомогенизации пористых пьезоэлектрических материалов 13
1.1. Методы моделирования пористых пьезокомпозиционных материалов 13
1.2. Применения пористой пьезокерамики 17
1.3. Постановки задач электроупругости и конечно-элементные аппроксимации 18
1.3.1. Классическая постановка задач электроупругости 19
1.3.2. Обобщенная постановка задачи электроупругости 25
1.3.3. Полудискретные конечно-элементные аппроксимации в задачах электроупругости 29
1.4. Конечно-элементное моделирование неоднородного поля поляризации пористой пьезокерамики 32
1.5. Развитие и обоснование метода эффективных модулей для определения осредненных характеристик композитных пьезокерамических материалов 36
1.6. Методы генерации представительных объемов 51
Выводы к главе 1 56
ГЛАВА 2. Вычислительные эксперименты по определению эффективных модулей пористых пьезокерамических материалов и их анализ 58
2.1. Анализ экспериментальных данных по влиянию пористости на материальные константы пьезокерамики 58
2.2. Результаты численных экспериментов по определению зависимостей материальных констант от пористости для материалов различной сегнетожесткости 64
2.3. Сравнительный анализ результатов численных экспериментов с известными экспериментальными данными по определению зависимостей некоторых материальных констант от пористости 70
2.4. Результаты численных экспериментов по определению зависимостей полных наборов материальных констант от пористости для пьезокерамики различной степени сегнетожесткости 76
2.5. Пример моделирования одномерного пьезоизлучателя в КЭ пакете ANSYS 91
Выводы к главе 2
ГЛАВА 3. Конечно-элементное моделирование и многокритериальная оптимизация параметров гидроакустических преобразователей на основе пористых пьезокомпозиционных материалов 98
3.1. Некоторые подходы к решению задач оптимизации акустических пьезопреобразователей 98
3.2. Выбор материалов для элементов многослойного пьезоизлучателя 108
3.3. О конструкционном демпфировании пористого материала 110
3.4. Постановка связанной задачи акустики и электроупругости для многослойного пьезоэлектрического преобразователя 113
3.5. Постановка задачи оптимизации многослойного пьезоэлектрического преобразователя 115
3.6. Результаты численного решения задачи оптимизации многослойного пьезоэлектрического преобразователя 118
3.7. Приложение разработанных методов определения эффективных модулей к задаче многокритериальной оптимизации многослойного гидрофона с пьезоактивной перфорированной мембраной 123
Выводы к главе 3 132
ГЛАВА 4. Описание программного комплекса 134
4.1. Программные модули генерации представительных объемов и расчета эффективных модулей пьезокомпозиционного материала 136
4.2. Описание программного комплекса многокритериальной оптимизации подводного многослойного пьезоизлучателя на основе пористой пьезокерамики 140
Структура модели задачи FE projector.mph 144
Выводы к главе 4 155
Заключение 156
Список литературы 159
