Резонансні властивості п'єзоелектричного гіроскопічного сенсора на об'ємних хвилях зсуву

Ulitko, І., Улітко, І., Борисейко, О., Лебедєва, І., Курилко, О. (2026). Resonance properties of a piezoelectric gyroscopic sensor based on bulk acoustic shear waves. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Physics and Mathematics, 82(1), 2218–2055. https://doi.org/10.17721/1812-5409.2026/1.21

Розроблено математичну модель п'єзоелектричного гіроскопічного сенсора на об'ємних акустичних хвилях зсуву, що поширюються за товщиною шару із п'єзоелектричною анізотропією, перпендикулярною до навантажувального електричного поля. Шар обертається навколо перпендикулярної до його бічних граней осі, а збуджувані зсувні хвилі мають властивості Коріолісової дисперсії. Отримані спряжені рівняння руху є одновимірними за товщиною шару лише у разі відсутності механічних сил на границях та однорідних умов електричного навантаження.
Побудовано аналітичний розв'язок задачі, отримано точні формули розподілів напружень і переміщень за товщиною шару в біжучих зсувних хвилях, що мають еліптичну поляризацію зв'язаних компонентів у серединній площині. Відповідно до точного розв'язку для товщинної компоненти поля зміщених зарядів отримано вираз для функції струму провідності в зовнішньому колі та побудовано амплітудно-частотну характеристику гіроскопічного сенсора на первинній (збуджуваній) та вторинній (сенсорній) модах. Визначено, що на першому основному резонансі шару ефективність збуджуваної моди становить близько 24 %, а ефективність сенсорної моди – близько 1,8 % за значення нормованої кутової швидкості порядку 0,01.