Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

05.04 Нелинейная акустика твердых тел

 

Бредихин В.В., Казаков В.В., Лебедев А.В., Манаков С.А. «Экспериментальное исследование динамических нагрузочных характеристик» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 43 (2017)

Описывается созданная экспериментальная установка для измерения зависимостей напряжение-деформация образцов твердых тел. Установка позволяет проводить акустические измерения для деформаций растяжения-сжатия и кручения в широком диапазоне частот и амплитуд (деформации до 10–5). В качестве пробной волны, время распространения которой зависит от напряженного состояния, создаваемого в результате растяжения–сжатия или кручения, используется ультразвуковой импульс с характерной частотой около 2 МГц. Представлены результаты измерений динамических нагрузочных характеристик для образца песчаника Berea.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 43 (2017) | Рубрики: 04.14 05.04 05.12

 

Кравчук В.А. «Вибрационная прочность бистальных балок, предварительно напряженных вытяжкой стенки» Вестник Тихоокеанского государственного университета (ТОГУ), № 2, с. 91-98 (2017)

Проведены исследования вибрационной прочности биметаллических балок, предварительно напряженных продольной вытяжкой тонкой стенки. Установлено, что формообразование изгибаемых элементов, составленных из стали различной прочности совместно с предварительным напряжением конструкции является определяющей предпосылкой повышения их выносливости. Методика предварительного напряжения балок предполагает образования в зоне максимального изгибающего момента зон пластического деформирования материала стенки балки. Доказано, что пластических деформаций охватывает только 4% общей фронтальной площади стенки. На этом основании делается вывод о преобладающей работе материала поясов и стенки в упругой области и об отсутствии влияния зоны пластического деформирования на выносливость балок. Циклическое нагружение и разгрузка биметаллических предварительно напряженных балок приводит к увеличению начальных нормальных предварительных напряжений и дополнительному повышению вибрационной прочности конструкций.

Вестник Тихоокеанского государственного университета (ТОГУ), № 2, с. 91-98 (2017) | Рубрики: 04.15 05.04

 

Паймушин В.Н., Холмогоров С.А. «Непротиворечивые уравнения нелинейной теории прямых многослойных стержней в квадратичном приближении» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 159, № 1, с. 75-87 (2017)

Для прямых стержней слоистой структуры на основе модели С.П. Тимошенко с учетом поперечного обжатия, используемой для каждого слоя, построены два варианта одномерных уравнений, описывающих геометрически нелинейное деформирование при произвольных перемещениях и малых деформациях. В их основу положены предложенные ранее непротиворечивые соотношения нелинейной теории упругости, использование которых не приводит к появлению «ложных» бифуркационных решений. Первый вариант соответствует контактной постановке задачи, в соответствии с которой в точках сопряжения слоёв введены в рассмотрение в качестве неизвестных контактные напряжения, а второй вариант – предварительному удовлетворению кинематическим условиям сопряжения слоёв по перемещениям.

Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 159, № 1, с. 75-87 (2017) | Рубрики: 05.02 05.04

 

Коробов А.И., Прохоров В.М., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В. «Упругие свойства изотропного графита» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 52 (2017)

Ультразвуковым методом исследованы линейные и нелинейные упругие свойства графита. Измерения проводились импульсным методом. В образцах изотропного конструкционного графита, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда, измерены скорости сдвиговых и продольных объемных упругих волн (ОАВ). Измерения скорости ОАВ позволили определить все независимые компоненты тензора упругости второго порядка в графите. В этих образцах также был исследован акустоупругий эффект: экспериментально измерена зависимость скоростей ОАВ от величины одноосного сжатия, приложенного к образцу. По результатам этих измерений методом Терстона–Браггера определены все независимые компоненты тензора упругости третьего порядка в изотропном графите.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 52 (2017) | Рубрика: 05.04

 

Кияшко С.Б., Назаров В.Е., Радостин А.В. «Самоподобные волны в средах с разномодульной и гистерезисной нелинейностью» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 52 (2017)

Проведено теоретическое исследование и численное моделирование распространения однополярных импульсов в средах с гистерезисной нелинейностью и линейной диссипацией. Получено автомодельное решение точное аналитическое выражение для самоподобных импульсов, являющееся предельной формой любого однополярного возмущения.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 52 (2017) | Рубрика: 05.04

 

Максимов Г.А. «Фазовый переход от вязкоупругости к пластичности. описание на основе обобщенного вариационного принципа для диссипативной механики сплошных сред» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 67 (2017)

На основе обобщенного вариационного принципа (ОВП) для диссипативной механики сплошной среды показано, что фазовый переход от вязкоупругого поведения среды к пластическому может быть описан в терминах нелинейной релаксации внутренних микровращений материальных точек. В линейном приближении получаемые на основе ОВП уравнения движения соответствуют вязкоупругой среде, частным случаем которой является среда Максвелла с низкочастотным поведением как у обычной вязкой жидкости. В докладе показано, что за счет выбора только нужной функциональной зависимости сдвиговой нелинейности можно добится перехода от вязкоупруго поведения среды к ее пластическому поведению с ростом сдвиговой деформации.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 67 (2017) | Рубрика: 05.04

 

Остриков Н.Н., Ипатов М.С., Лаврухина М.П., Яковец М.А., Рудиков А.А. «Исследование нелинейных свойств сотовых ЗПК при высоких уровнях звукового давления» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 118 (2017)

Реальный уровень шума вблизи вентилятора ТРДД может достигать 160 дБ. В этих условиях работа классических сотовых ЗПК. устанавливаемых в трактах ТРДД, характеризуется наличием нелинейного эффекта – зависимостью импеданса ЗПК от уровня и спектрального состава звука. Данный эффект начинает оказывать влияние на импеданс таких ЗПК при уровнях шума более 110 дБ благодаря появлению интенсивных вихрей, возникающих при протекании газа через отверстия перфорированных листов ЗПК под воздействием акустических пульсаций давления. В этих условиях успех настройки параметров ЗПК на максимальное затухание шума в канале всецело зависит от точности полуэмпирических моделей, описывающих зависимость их импеданса от уровня и спектрального состава пульсаций звукового давления. В настоящем исследовании на основе измерений импеданса однослойных сотовых образцов ЗПК на интерферометре нормального падения звука при высоких уровнях звукового давления проводится сравнительный анализ различных полуэмпирических моделей импеданса (модели А.Ф. Соболева и моделей ряда зарубежных авторов, уточненных за последние пять лет). Отличительной особенностью настоящих исследований является использование 3D принтера для изготовления образцов ЗПК, которое повышает качество изготовления образцов и обеспечивает повышенную контролируемость их параметров. Проведены исследования репрезентативной выборки однослойных сотовых образцов ЗПК, в которых варьировались все значимые геометрические параметры, включая узор перфорации при одинаковом её проценте. В том числе, при одинаковом уровне звуковых пульсаций давления варьировался спектр падающего звука.

Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 118 (2017) | Рубрики: 05.04 10.07

 

Мальков В.М., Малькова Ю.В. «Моделирование нелинейной деформации пластины с упругим эллиптическим включением гармоническим материалом Джона» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 4, № 1, с. 121-130 (2017)

Получено точное аналитическое решение нелинейной плоской задачи для пластины с эллиптическим включением. На бесконечности заданы постоянные номинальные (условные) напряжения. Механические свойства пластины и включения моделируются гармоническим материалом Джона. Напряжения и перемещения выражены через две аналитические функции комплексной переменной, которые определяются из нелинейных граничных задач. Принятие гипотезы о постоянстве тензора номинальных напряжений в области включения позволило сложную задачу сопряжения двух упругих тел свести к решению двух более простых задач для пластины с эллиптическим отверстием. Справедливость гипотезы доказана тем фактом, что полученное решение точно удовлетворяет всем уравнениям и граничным условиям задачи. Установлено существование критических нагрузок сжатия пластины, при которых происходит потеря устойчивости материала. Решены частные задачи о пластине со свободным отверстием и о пластине с жестким включением.

Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 4, № 1, с. 121-130 (2017) | Рубрика: 05.04

 

Максимов Г.А. «Фазовый переход от вязко-упругости к пластичности. Описание на основе обобщенного вариационного принципа для диссипативной механики сплошных сред» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

На основе обобщенного вариационного принципа (ОВП) для диссипативной механики сплошной среды показано, что фазовый переход от вязко-упругого поведения среды к пластическому может быть описан в терминах нелинейной релаксации внутренних микровращений материальных точек. В линейном приближении получаемые на основе ОВП уравнения движения соответствуют вязко-упругой среде, частным случаем которой является среда Максвелла с низкочастотным поведением как у обычной вязкой жидкости. В докладе показано, что за счет выбора только нужной функциональной зависимости сдвиговой нелинейности можно добиться перехода от вязко-упруго поведения среды к ее пластическому поведению с ростом сдвиговой деформации.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017) | Рубрика: 05.04

 

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В., Ахматгалиев В.А. «Генерация высших акустических гармоник на плоской шероховатой границе двух твердых тел» Акустический журнал, 63, № 5, с. 481-488 (2017)

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния статического давления, приложенного к плоской шероховатой границе двух твердых тел, на ее нелинейные упругие свойства. Исследования проведены спектральным методом по эффективности генерации высших акустических гармоник, возникающих при отражении от границы и прохождении через нее продольной упругой волны конечной амплитуды. Была обнаружена немонотонная зависимость амплитуд акустических гармоник от величины приложенного к границе внешнего реверсивного статического давления: для амплитуд второй и третьей гармоник наблюдались выраженные максимумы амплитуды с уменьшением внешнего статического давления. Было также обнаружено, что амплитуды второй, третьей и четвертой акустических гармоник увеличиваются при уменьшении внешнего статического давления (по сравнению с их значениями при тех же величинах давления при его увеличении). Экспериментально определенная степенная зависимость высших акустических гармоник от амплитуды первой акустической гармоники значительно отличалась от классических показателей для этих гармоник. Было проанализировано влияние внешнего давления на величину нелинейных упругих параметров второго и третьего порядков. Анализ экспериментальных результатов был проведен на основе неклассической акустической нелинейности.

Акустический журнал, 63, № 5, с. 481-488 (2017) | Рубрики: 05.04 06.03 09.01 14.04

 

Умар М.З., Вавилов В.П., Абдулла Х., Ариффин А.К. «Обнаружение низкоэнергетических ударных повреждений в углерод-углеродных композитах с помощью ультразвуковой инфракрасной термографии» Дефектоскопия, № 7, с. 62-70 (2017)

Композиционные материалы широко используются в авиакосмической технике, судо- и автомобилестроении благодаря их высокой прочности, сравнительно низкой массе и коррозионной стойкости. Композиты подвержены ударным повреждениям, которые могут возникать в процессе как производства, так и эксплуатации (например, в результате падения инструмента, ударов птиц и багажа в авиации, града и т.п. факторов). Низкоэнергетические повреждения (менее 20–40 Дж) могут быть незаметными на поврежденной поверхности, однако приводят к значительным дефектам (сложным комбинациям трещин, расслоений, разрывов волокон и др.) внутри композита. Представлены результаты применения метода ультразвуковой инфракрасной термографии для обнаружения ударных повреждений с энергией 5–30 Дж в углерод-углеродном композите.

Дефектоскопия, № 7, с. 62-70 (2017) | Рубрика: 05.04

 

Бекетов С.Б., Кунина П.С., Бунякин А.В., Дубов В.В. «Разрушение технологических трубопроводов вследствие низкочастотных вибраций» Дефектоскопия, № 9, с. 54-61 (2017)

Рассмотрено нестационарное течение газа по трубопроводной системе компрессорной станции на входе в магистральный газопровод. Изучены факторы, влияющие на причины возникновения и развития пульсаций потока газа и, как следствие, опасных низкочастотных вибраций трубопроводов, приведена математическая модель этого процесса. Для решения задачи использована система уравнений акустического приближения, которая позволяет учесть топологию трубопроводной сети типа «дерево» в нагнетательной части компрессорной станции. При этом не учитываются повороты труб на 90°, наличие препятствий в виде запорно-регулирующей арматуры и уклоны трубопроводов.

Дефектоскопия, № 9, с. 54-61 (2017) | Рубрика: 05.04

 

Акбарзаде М., Фаршидиянфар А. «Нелинейный анализ динамики защемленной упругой конусообразной консоли» Прикладная механика и техническая физика, 58, № 3, с. 210-221 (2017)

Проведено аналитическое моделирование динамики упруго защемленной конусообразной консоли. Нелинейное дифференциальное уравнение колебаний решено с использованием пяти аналитических методов. Получены аналитические зависимости собственной частоты колебаний от начальной амплитуды. Проведено сравнение полученных решений с точным решением задачи и показано, что они хорошо согласуются.

Прикладная механика и техническая физика, 58, № 3, с. 210-221 (2017) | Рубрики: 05.04 10.06