donstuAdvanced Engineering Research (Rostov-on-Don)Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)2687-1653Don State Technical University10.12737/12600donstu-24Research ArticleMECHANICSМЕХАНИКАScalarization method in problems of elastic surface-wave propagation in rotating transversely isotropic half-spaceМетод скаляризации в задачах распространения поверхностных упругих волн во вращающемся трансверсально-изотропном полупространствеМирошниченкоИгорь ПавловичMiroshnichenkoIgor P.Ipmir2011@yandex.ruПогореловВадим АлексеевичPogorelovVadim A.Ipmir2011@yandex.ruСизовВалерий ПавловичSizovValery PIpmir2011@yandex.ruДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian FederationРостовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязиРоссияRostov Scientific Research Institute for RadiocommunicationRussian Federation201530092015153718Copyright © Miroshnichenko I.P., Pogorelov V.A., Sizov V.P., 20152015Мирошниченко И.П., Погорелов В.А., Сизов В.П.Miroshnichenko I.P., Pogorelov V.A., Sizov V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/24

The work objectives are to generalize the scalarization method of dynamic elastic fields in the transversely isotropic media to the tasks for the environments rotating with a constant angular velocity, and to develop the methodological apparatus for describing the effect of rotation on the parameters of surface acoustic waves. On the basis of this method, the scientific-methodical device for the construction of new acoustic-wave gyroscopes is proposed. Parameter determination ratios for surface-acoustic waves (SAW) propagating on the boundary of the rotating half-space of the transversely isotropic material with arbitrarily spaced axis of material symmetry are obtained and validated. An example of the numerical simulation for the isotropic rotating half-space case is given. The proposed methodological apparatus and numerical simulation examples can be used to develop new types of gyroscopes on acoustic-wave systems for navigation, guidance and control of various mobile objects in aviation, robotics, etc

Целями работы являются обобщение метода скаляризации динамических упругих полей в трансверсально-изотропных средах на задачи для сред, вращающихся с постоянной угловой скоростью, а также разработка научно-методического аппарата для описания влияния вращения на параметры поверхностных акустических волн. На основе указанного метода предложен научно-методический аппарат для конструирования новых гироскопов на акустических волнах. Получены и обоснованы соотношения для расчета параметров поверхностных акустических волн (ПАВ), распространяющихся на границе вращающегося полупространства из трансверсально-изотропного материала с произвольно расположенной осью материальной симметрии. Приведен пример численного моделирования для случая изотропного вращающегося полупространства. Предлагаемый научно-методический аппарат и примеры численного моделирования могут быть использованы для разработки новых видов гироскопов на акустических волнах для систем навигации, ориентации и управления различными подвижными объектами в авиации, робототехнике и т.п.

метод скаляризациитрансверсально-изотропная средаакустические волныповерхностные акустические волныscalarization methodtransversely isotropic mediumacoustic wavessurface acoustic wavesjReferencesФельсен, Л. Излучение и рассеяние волн / Л. Фельсен, Н. Маркуш. - Москва : Мир, 1978. - Т. 1. - 547 с.Felsen, L., Marcush, N. Izluchenie i rasseyanie voln. [Radiation and scattering of waves.] Moscow: Mir, 1978, vol. 1, 547 p. (in Russian).Морс, Ф. М. Методы теоретической физики / Ф. М. Морс, Г. Фешбах. - Москва : Издательство иностранной литературы, 1960. - Т. 2. - 896 с.Morse, F.-М., Feshbach, H. Metody teoreticheskoy fiziki. [Methods of Theoretical Physics.] Moscow: Izdatel'stvo inostrannoy literatury, 1960, vol. 2, 896 p. (in Russian).Сизов, В. П. О скаляризации динамических упругих полей в трансверсально-изотропных средах / В. П. Сизов // Известия РАН. Механика твердого тела. - 1988. - № 5. - С. 55-58.Sizov, V.P. O skalyarizatsii dinamicheskikh uprugikh poley v transversal'no-izotropnykh sredakh. [On scalarization of dynamic elastic fields in transversely isotropic media.] Izvestia: Mechanics of Solids, 1988, no. 5, pp. 55–58 (in Russian).Петров, А. М. Определение напряженно-деформированного состояния в многослойной цилиндрической трубе при динамических нагрузках / А. М. Петров, В. П. Сизов // Известия РАН. Механика твердого тела. - 1994. - № 5. - С. 69-75.Petrov, А.М., Sizov, V.P. Opredelenie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya v mnogosloynoy tsilindricheskoy trube pri dinamicheskikh nagruzkakh. [Determination of stress-strain state in a multi-cylindrical tube under dynamic loads.] Izvestia: Mechanics of Solids, 1994, no. 5, pp. 69–75 (in Russian).Мирошниченко, И. П. Определение напряженно-деформированного состояния в слоистой цилиндрической конструкции при многократном воздействии локальных динамических нагрузок / И. П. Мирошниченко, В. П. Сизов // Известия РАН. Механика твердого тела. - 2000. - № 1. - С. 97-104.Miroshnichenko, I.P., Sizov, V.P. Opredelenie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya v sloistoy tsilindricheskoy konstruktsii pri mnogokratnom vozdeystvii lokal'nykh dinamicheskikh nagruzok. [Determination of stressstrain state in a layered cylindrical structure under local dynamic loading.] Izvestia: Mechanics of Solids, 2000, no. 1, pp. 97– 104 (in Russian).Петров, А. М. Динамическое поведение анизотропных многослойных цилиндрических конструкций / А. М. Петров, В. П. Сизов // Известия РАН. Механика твердого тела. - 2000. - № 3. - С. 34-39.Petrov, А.М., Sizov, V.P Dinamicheskoe povedenie anizotropnykh mnogosloynykh tsilindricheskikh konstruktsiy. [Dynamic behavior of anisotropic multilayered cylindrical structures.] Izvestia: Mechanics of Solids, 2000, no. 3, pp. 34–39 (in Russian).Микроакустомеханический гироскоп : патент 2543706 Рос. Федерация : МПК G 01 C 19/56, H 03 H 9/25 / Ю. В. Вахтин [и др.]. - № 2013143420/28 ; заявл. 25.09.2013 ; опубл. 10.03.2015, Бюл. № 7. - 8 с.Vakhtin, Y.V., et al. Mikroakustomekhanicheskiy giroskop: patent 2543706 Ros. Federatsiya: MPK G 01 C 19/56, H 03 H 9/25. [Microacoustomehanichal gyroscope.] RF Patent no. 2543706, 2015 (in Russian).Гироскоп на поверхностных акустических волнах : патент 2390727 Рос. Федерация / В. А. Калинин [и др.]. - № 2009109734/28 ; заявл. 17.03.2009 ; опубл. 27.05.2010, Бюл. № 15. - 8 с.Kalinin, V.A., et al. Giroskop na poverkhnostnykh akusticheskikh volnakh: patent 2390727 Ros. Federatsiya. [Acoustic-surface-wave gyroscope.] RF Patent no. 2390727, 2010 (in Russian).Apparatus and method for detecting a rotation : patent 7895892 В2 US / R. Aigner. - 01.03.2011.Aigner, R. Apparatus and method for detecting a rotation: patent 7895892 В2 US, 01.03.2011.Новацкий В. Теория упругости / В. Новацкий. - Москва : Мир, 1975. - 872 с.Novatsky, V. Teoriya uprugosti. [Elasticity theory.] Moscow: Mir, 1975, 872 p. (in Russian).Федоров, Ф. И. Теория упругих волн в кристаллах / Ф. И. Федоров. - Москва : Наука, 1965. - 386 с.Fedorov, F.I. Teoriya uprugikh voln v kristallakh. [Elastic wave theory in crystals.] Moscow: Nauka, 1965, 386 p. (in Russian).Сиротин, Ю. И. Основы кристаллографии / Ю. И. Сиротин, М. П. Шаскольская. - Москва : Наука, 1975. - 680 с.Sirotin, Y.I., Shaskolskaya, M.P. Osnovy kristallografii. [Basic crystallography.] Moscow: Nauka, 1975, 680 p. (in Russian).Рашевский, П. К. Риманова геометрия и тензорный анализ / П. К. Рашевский. - Москва : Наука, 1967. - 664 с.Rashevskiy, P.К. Rimanova geometriya i tenzornyy analiz. [Riemann geometry and tensor analysis.] Moscow: Nauka, 1967, 664 p. (in Russian).Бреховских, Л. М. Волны в слоистых средах / Л. М. Бреховских. - Москва : АН СССР, 1957. - 502 с.Brekhovskikh, L.М. Volny v sloistykh sredakh. [Waves in layered media.] Moscow: AN SSSR, 1957, 502 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.