Зверев А.Я. «Виброакустика многостенной композитной панели» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 228-229 (2019)

На стенде АК-11 проведены исследования но определению звукоизоляции и виброакустических характеристик инновационной панели, состоящей из многостенной силовой композитной панели с теплостойким заполнителем, сотовой панели интерьера и матами ТЗИ между стенками. Испытания проведены как с панелью в сборе, так и с ее составляющими – силовой панелью и панелью интерьера. Определена звукоизоляция силовой панели и панели интерьера, а также их виброакустические характеристики: усредненные но поверхности панели уровни виброускорений, полный коэффициент потерь, коэффициенты потерь на излучение в камеру высокого и низкого уровней, акустическая вибровозбудимость, модальная плотность. Показано, что силовая и интерьерная панели в сравнении с композитными панелями сопоставимой массы обладают гораздо худшими акустическими свойствами. Измерена звукоизоляция панели в сборе при различной толщине матов между ее двумя стенками. Определены эффекты влияния матов ТЗИ на звукоизоляцию панели при наличии и при отсутствии панели интерьера Показано, что наличие жестких связей между стенками приводит к резкому снижению звукоизоляции конструкции и фактически аннулирует положительный эффект матов ТЗИ. Для эффективной работы матов ТЗИ структурные связи между двумя стенками должны отсутствовать, либо их необходимо в максимальной степени ослабить. Определено влияние количества и местоположения точечных связей между стенками на ЗИ конструкции. Для исследования влияния жесткости точечных связей на акустические характеристики конструкции изготовлены и испытаны шпильки с виброизолирующей вставкой. Определена их эффективность и показано, что такие шпильки являются эффективным средством улучшения акустических характеристик конструкции. Исследовано влияние облицовки панели интерьера и силовой панели вибропоглощающим материалом (ВПМ) на звукоизоляцию. Определено, что при наличии жестких связей между стенками облицовка панели интерьера ВПМ является достаточно эффективной мерой, но ее эффективность меньше эффективности виброизолирующих шпилек. При слабой структурной связи между стенками эффективность облицовки панели интерьера вибропоглощающим материалом резко снижается. Дополнительная облицовка силовой панели ВПМ при наличии матов ТЗИ между стенками не приводит к заметному повышению звукоизоляции конструкции.

Медведский А.Л., Мартиросов М.И., Хомченко А.В. «Численное исследование динамики композитных подкреплённых панелей с межслоевыми дефектами технологического характера при нестационарных воздействиях» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 230-231 (2019)

Классическими дефектами в элементах конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ) являются: непроклей и расслоение. Такие дефекты относятся к внутренним, так как охватывают внутренние слои композитного пакета. Во многих случаях дефекты могут быть обнаружены только с использованием дорогостоящих средств неразрушающего контроля (в том числе, ультразвуковая дефектоскопия, рентгеновская, токовихревая, оптическая голография, акустический контроль). Особое место в механике композитов занимают задачи о динамическом поведении последних и исследование разрушения панелей с использованием различных критериев. Описывается решение задачи методом конечных элементов (МКЭ) с помощью программного комплекса LS-DYNA с применением явной схемы интегрирования по времени полной системы уравнений МКЭ.

Паршина Л.В., Рябов В.М., Ярцев Б.А. «Рассеяние энергии при колебаниях неоднородных композитных структур. 1. Постановка задачи» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 5, № 2, с. 300–309 (2018)

Предложена математическая модель затухающих колебаний слоистых пластин, образованных конечным числом компонуемых в анизотропную структуру произвольно ориентированных ортотропных вязкоупругих слоев конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ), на одну из наружных поверхностей которой нанесен слой «жесткого» изотропного вязкоупругого полимера. Модель строится на основе использования вариационного принципа Гамильтона, уточненной теории пластин Рейсснера–Миндлина и принципа упруго-вязкоупругого соответствия в линейной теории вязкоупругости. При описании физических соотношений материалов слоев ортотропных конструкционных ПКМ влияние частоты колебаний и температуры окружающей среды считается пренебрежимо малым, в то время как для слоя «жесткого» вязкоупругого полимера учет температурно-частотной зависимости упруго-диссипативных характеристик выполняется на основе экспериментально определенных обобщенных кривых. В качестве частного случая общей задачи путем пренебрежения деформированием срединной поверхности в направлении одной из осей пластины получены уравнения движения балки Тимошенко, на одну из наружных поверхностей которой нанесен слой «жесткого» изотропного вязкоупругого полимера. Минимизация функционала Гамильтона позволяет свести задачу о затухающих колебаниях анизотропных конструкций к алгебраической проблеме комплексных собственных значений. Для формирования системы алгебраических уравнений применяется метод Ритца с использованием многочленов Лежандра в качестве координатных функций. Сначала находятся вещественные решения. Для нахождения комплексных собственных частот системы в качестве их начальных значений используются найденные вещественные собственные частоты

Гриценко С.А., Мейрманов А.М. «Усредненная модель распространения малых возмущений в конфигурации упругое тело–пороупругая среда для двухскоростного континуума» Вестник Московского энергетического института (МЭИ), № 4, с. 127-134 (2019)

Статья продолжает серию работ авторов, посвященных усреднению математических моделей, описывающих процессы изотермической акустики в гетерогенной среде с двумя компонентами, разделенными общей границей. Одна из компонент является упругим телом, другая – пороупругой сплошной средой. Пороупругой средой называют упругое тело, пронизанное системой пор, заполненных жидкостью. В качестве исходной модели использована точная математическая модель, полученная на основе классических законов механики сплошной среды. Дифференциальные уравнения модели содержат быстро осциллирующие коэффициенты, появляющиеся в результате перехода к безразмерным переменным. Предполагается, что существуют конечные или бесконечные пределы таких коэффициентов при стремлении к нулю малого параметра эпсилон. Авторы полагают малый параметр эпсилон равным отношению среднего размера пор к характерному размеру рассматриваемой области, от них зависят не только коэффициенты дифференциальных уравнений, но и геометрия рассматриваемой области. Выведены различные усредненные (предельные) модели с отсутствующими быстроосциллирующими коэффициентами. Для того, чтобы воспользоваться теорией усреднения и известными результатами об усреднении, добавлены упрощающие геометрические предположения о периодичностях и связанностях порового пространства и упругого скелета. Под усредненными моделями понимаются такие краевые задачи для уравнений или систем с относительно медленно меняющимися характеристиками, что решения краевых задач для исходных моделей сходятся (в некотором смысле) к решению соответствующих уравнений для усредненной модели, когда период s рассматриваемой периодической структуры стремится к нулю. В зависимости от характеристик сплошной среды (жидкость вязкая, слабовязкая, сжимаемая, несжимаемая, скелет сильно деформируемый, упругий, абсолютно твердый и т. д.) предельные режимы получаются различными. Исследован один из случаев со слабосжимаемой, слабовязкой жидкостью и слабодеформируемым упругим скелетом в одной области и упругим телом в другой. Исходная математическая модель достаточно точно отражает реальный физический процесс, однако настолько сложна, что стандартная схема усреднения для нее не работает. Поэтому в качестве основного инструмента использован метод двухмасштабной сходимости. С одной стороны, часто нельзя вычислить предельные режимы модели даже в терминах слабой сходимости, но это возможно сделать в терминах двухмасштабной сходимости. С другой стороны, последовательность решений, как правило, получается ограниченной, но не компактной, и в этом случае слабый предел последовательности не является удовлетворительным приближением к решению исходной математической модели, а предпочтительнее использовать двухмасштабный предел. Для отдельно взятой пороупругой области или для области, занятой упругим телом, результаты представлены ранее в работах авторов. В данном случае изучается совместное движение упругого тела и пористой упругой среды, и основная проблема заключается в выводе условий на общей границе упругой и пороупругой областей. Ключевые слова: композитные среды, периодическая структура, уравнения ламе, уравнения акустики, пороупругость, усреднение периодических структур, двухмасштабная сходимость.