双介质磁电弹性材料中的界面波分析

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磁电弹性材料因为具有较强的磁电耦合效应而拥有非常广泛的应用前景,特别是在传感、智能控制、超声波、无损检测、智能材料系统与结构等高新技术领域。所以开展这种新型智能材料结构的动力学性能研究具有十分重大的意义。  本文研究了上、下半空间为两种不同的均匀横观各向同性磁电弹性材料中的界面波问题。首先建立了界面波在横观各向同性磁电弹性半空间传播的基本方程,表示出界面波的一般解;然后利用界面处的弹性连接条件和电磁边界条件将上下半空间的一般解耦合成一体,并求解得出界面波的存在条件;讨论了在不同界面弹性连接条件和磁、电边界情况下界面波问题,其中界面的弹性连接状态包括完全连接和滑移连接两种,磁、电边界为25种磁学和电学边界条件的组合;确定了关于界面波波速的久期方程,阐明了界面波的存在性和唯一性,并进行了数值计算,得到了界面波波速,并通过偏振矢量确定了界面波的类型。  计算结果表明:在上、下不同的均匀磁电弹性材料所构成的双介质结构中,只有在滑移连接下存在界面波,而且只可能有两种形式的界面波存在,分别称为广义Rayleigh型界面波和广义B-G型界面波。这些研究对磁电弹性材料分析、设计和应用具有重要的理论意义。
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