Возбуждение пьезоактивными элементами упругих волн в изотропных и анизотропных композитных волноводах и их дифракция на локальных неоднородностях

Исследованы упругие колебания слоистых композитных материалов с локализованными неоднородностями, возникающие под воздействием пленочных пьезоактивных элементов. Изучены процессы возбуждения и распространения бегущих упругих волн от области приложения силового воздействия и их дифракции на поверхностных и внутренних локальных неоднородностях (дефектах) в приложении к задачам ультразвукового неразрушающего контроля. В качестве основного метода исследований используется полуаналитический интегральный подход, в рамках которого волновые поля представляются контурными интегралами, содержащими произведения символов матрицы Грина слоистой упругой среды и вектора поверхностной нагрузки. Разработаны новые математические и компьютерные модели для расчета волновых характеристик бегущих волн, возбуждаемых пьезонакладками в слоистой композитной подложке с произвольной анизотропией упругих свойств. На их основе предложен алгоритм частотной настройки систем активного ультразвукового контроля для определения оптимальных режимов излучения с учетом структуры материала и размеров пьезоисточника и методика определения эффективных упругих модулей анизотропного композита с использованием измеренных дисперсионных характеристик. Исследована дифракция фундаментальных симметричных и антисимметричных мод на дефектах различных типов, моделирующих реальные повреждения. Проведена экспериментальная проверка разработанных компьютерных моделей.