ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2014, № 1 · ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Анализ нелинейного возбуждения гиперзвуковых колебаний магнитострикционного преобразователя на основе модели связанных осцилляторов в квадратичном приближении

В.С. Власов1, А.П. Иванов1, В.Г. Шавров2, В.И. Щеглов2

1 Сыктывкарский государственный университет, Россия
2 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Полный текст УДК 537.874; 537.624 EDN SBPFFP

Аннотация

В применении к анализу работы магнитострикционного преобразователя СВЧ диапазона рассмотрено возбуждение гиперзвука переменным магнитным полем в геометрии нормально намагниченной ферритовой пластины. В рамках квадратичного приближения получена система двух связанных уравнений второго порядка для намагниченности и упругого смещения, включающая нелинейные составляющие третьего порядка, эквивалентная модельной системе из двух связанных осцилляторов. Путем рассмотрения развития колебаний во времени и анализа амплитудно-частотных характеристик выявлены пределы применимости и точность квадратичного приближения вплоть до углов прецессии намагниченности, достигающих 40 градусов. Показано, что использование квадратичного приближения приводит к сокращению времени машинного счета на два порядка.

  • гиперзвук
  • магнитоупругость
  • hypersound
  • magnetoelasticity
  • нелинейные колебания
Abstract (in English)

In connection to microwave magnetostriction transducer the hypersound vibrations excitation in geometry of normal magnetized ferrite plate is investigated. In quadratic approximation it is obtained the system of two connected second order equations for magnetization and elastic displacement maintained nonlinear three order components which equivalent to model system of two connected oscillators. By the analysis of vibrations time development and amplitude-frequency characteristics it is found that the quadratic approximation is applicable to magnetization angle precession as 40 degree. It is shown that quadratic approximation leads to decrease of computer calculation time on two order value.

Для цитирования

Власов В.С., Иванов А.П., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Анализ нелинейного возбуждения гиперзвуковых колебаний магнитострикционного преобразователя на основе модели связанных осцилляторов в квадратичном приближении // Журнал радиоэлектроники. – 2014. – № 1.

Литература

  1. Физическая энциклопедия. Т.1. М.: Советская энциклопедия. 1988. Статья «Гиперзвук».
  2. Физическая акустика. Под ред. Мэзона У., Терстона Р. Т.1-7. М.: Мир. 1966-1974.
  3. Такер Дж., Рэмптон В., Гиперзвук в физике твердого тела. М.: Мир. 1975.
  4. Поверхностные акустические волны. Под ред. Олинера А. М.: Мир. 1981.
  5. Викторов И.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М.: Наука. 1981.
  6. Bleustein J.L. // Appl. Phys. Lett. 1968. V.13. P.412.
  7. Гуляев Ю.В. // ПЖЭТФ. 1969. Т.9. С.63.
  8. Кикучи Е. Ультразвуковые преобразователи. М.: Мир. 1972.
  9. Голямина И.П. // Магнитострикционные излучатели из ферритов. В кн.: Физика и техника мощного ультразвука. Кн.1. Источники мощного ультразвука. М., Наука, 1967.
  10. Comstock R.L., LeCraw R.C. // J. Appl. Phys. 1963. V.34. № 10. P.3022.
  11. Ле-Кроу Р., Комсток Р. // В кн.: У. Мэзон (ред.): Физическая акустика. Т.3Б. Динамика решетки. М.: Мир. 1968. С.156.
  12. Suhl H. // J. Phys. Chem. Sol. 1957. V.1. №4. P.209.
  13. Моносов Я.А. // Нелинейный ферромагнитный резонанс. М.: Наука. 1971.
  14. Захаров В.Е., Львов В.С., Старобинец С.С. // УФН. 1974. Т.114. №4. С.609.
  15. A.G. Temiryazev, M.P. Tikhomirova, P.E. Zilberman. // J. Appl. Phys. 1994. V.76. №12. P.5586.
  16. Зильберман П.Е., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П. // ЖЭТФ. 1995. Т.108. №1. С.281.
  17. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П. // РЭ. 1999. Т.44. № 10. С.1262.
  18. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П. // ФТТ. 2000 Т.42. №6. С.1062.
  19. Gerrits Th., Schneider M.L., Kos A.B., Silva T.J. // Phys.Rev.B. 2006. V.73. №9. P.094454(7).
  20. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2009. Т.54. №7. С.863.
  21. Власов В.С., Иванов А.П., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // Журнал радиоэлектроники. 2013. №11. (http://jre.cplire.ru/jre/nov13/3/text.pdf).
  22. Мигулин В.В., Медведев В.И., Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Основы теории колебаний. М.: Наука. 1978.
  23. Карлов Н.В., Кириченко Н.А. Колебания, волны, структуры. М.: Физматлит. 2003.
  24. Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // Сб. тр. XXI Межд. конференции «Электромагнитное поле и материалы». Москва: НИУ МЭИ. 2013. С.164.
  25. Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // Сб. тр. XXI Межд. конференции «Электромагнитное поле и материалы». Москва: НИУ МЭИ. 2013. С.177.
  26. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2011. Т.56. №1. С.84
  27. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2011. Т.56. №6. С.719.
  28. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2011. Т.56. №9. С.1120.
  29. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2012. Т.57. №5. С.501.
  30. Власов В.С., Кирушев М.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2013. Т.58. №8. С.806.
  31. Власов В.С., Кирушев М.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2013. Т.58. №9. С.857.
  32. Власов В.С., Котов Л.Н., Щеглов В.И. Нелинейная прецессия вектора намагниченности в условиях ориентационного перехода. Сыктывкар: ИПО СыктГУ. 2013.
  33. Заславский Г.М., Сагдеев Р.З. Введение в нелинейную физику. М.: Наука. 1988.
  34. Vlasov V.S., Kotov L.N., Asadullin F.F. // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 2006.V.300. №1. P. e48-e51.
  35. Власов В.С. Исследование релаксационной и нелинейной динамики магнитных и магнитоупругих колебаний пленок и частиц. Диссертация на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. МГУ. 2007.
  36. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2010. Т.55. №6. С.689
  37. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. М.: Физматлит. 1994.
  38. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука. 1973.