Кириллов В.И., Марков А.О., Шмидт Э.Г. «Вероятностные методы оценки длительной прочности пьезоматериалов» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XIII Всероссийской конференции, 24–26 мая 2016 г., с. 116-119 (2016)

В рамках задачи оценки прочности и долговечности гидроакустической техники рассмотрена проблема усталостного разрушения электроакустических преобразователей, работающих на пьезоэффекте. Предложено обобщение существующих подходов к моделированию усталостного разрушения пьезокерамики с целью распространить область их применения на обладающие пьезоэффектом материалы принципиально другой структуры, среди них – полимерные и композиционные пьезоматериалы. Обозначены методы экспериментального определения характеристик механической прочности новых материалов.

Малышкина О.В., Пугачев С.И. «Температурные зависимости диэлектрической проницаемости пьезоэлементов системы ЦТС» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XIII Всероссийской конференции, 24–26 мая 2016 г., с. 427-428 (2016)

Исследованы температурные зависимости диэлектрической проницаемости пьезоэлементов, изготовленных из цирконата-титаната свинца составов ЦТБС-3, ЦТСНВ-1, ЦТССст-3 и ЦТС-19. Показано, что введение ионов бария в материал ЦТБС-3 понижает температуру фазового перехода и увеличивает его размытие. Аналогично, но слабее, проявляется влияние ионов натрия и висмута в материале ЦТСНВ-1. Установлено различие в ширине области Кюри, составляющей для 4-х материалов (в °С) 100, 35, 25 и 15 соответственно.

Малышкина О.В., Пугачев С.И. «Температурные зависимости петель диэлектрического гистерезиса пьезоэлементов системы ЦТС» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XIII Всероссийской конференции, 24–26 мая 2016 г., с. 428-430 (2016)

Исследованы температурные зависимости петель диэлектрического гистерезиса пьезоэлементов, изготовленных из цирконата-титаната свинца составов ЦТБС-3, ЦТС-19, ЦТССт-3 и ЦТСНВ-1. Произведен расчет остаточной поляризации и коэрцитивного поля для образцов исследуемых составов. Если коэрцитивное поле ведет себя одинаково (уменьшается во всем исследуемом температурном интервале от 25°С до фазового перехода) для всех исследуемых составов, то ход температурной зависимости переключаемой поляризации зависит от состава достаточно сильно.

Галиев А.Л., Ахметов Ш.Р., Орлов А.В., Юмагулов Н.И. «Электроакустические аппараты индивидуального пользования с программно управляемыми параметрами» Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 10, с. 36-40 (2019)

Рассматриваются особенности построения сверхминиатюрных электроакустических аппаратов индивидуального пользования. Отмечается, что надежность работы миниатюрных аппаратов определяется уже не надежностью схемного решения, то есть электронного усилителя, преобразователей и т.д., а конструкцией миниатюрных и сверхминиатюрных органов и элементов управления. Настройка эксплуатационных характеристик и параметров современных миниатюрных электроакустических аппаратов должна осуществляться в специальных лабораториях с учетом индивидуальных свойств слуховой системы каждого потребителя слуховых аппаратов. Авторы данной работы предлагают схему усилителя для миниатюрной электроакустической системы, имеющего пять программно управляемых (регулируемых) основных параметров.

Скалиух А.С., Оганесян П.А., Соловьева А.А., Герасименко Т.Е. «Конечноэлементное моделирование хирургического скальпеля с пьезоэлектрическим приводом» Машиностроение и компьютерные технологии, № 10, с. 15-23 (2018)

Основной целью настоящей работы является математическое и конечно-элементное моделирование составных динамических колебательных систем, включающих в себя пьезокерамические элементы, упругие элементы и внешние воздействия от мягких тканей, описывающих работу ультразвуковых медицинских приборов, применительно к инструментам, приборам и аппаратам медицинской направленности для нахождения наиболее эффективных форм и режимов их работы. Упругие и пьезокерамические среды моделируются в рамках линейной теории упругости и электроупругости, а мягкие ткани акустической средой с определенными коэффициентами вязкости. В качестве инструмента исследования используются CAE пакет ACELAN, в котором строятся трехмерные и осесимметричные модели устройства. В численных экспериментах проводится модальный и гармонических анализ, на основе которого выявляются наиболее эффективные рабочие частоты.

Греков А.Н., Греков Н.А., Сычев Е.Н., Кузьмин К.А. «Развитие акустических приборов для исследования водной среды in situ» Системы контроля окружающей среды, № 2, с. 22-29 (2019)

На основе проведенного анализа существующих акустических методов и приборов разработан макет автоматизированного прибора для выполнения совместных измерений in situ двух параметров: скорости звука и затухания ультразвука. Прибор создан на базе существующих профилографов скорости звука. Предложено заменить применяемые в измерителях скорости звука ИСЗ-1 конвертеры TDC-GP22 на более совершенные современные модифицированные конвертеры TDC-GP30, что позволяет значительно повысить точность измерения амплитуды отраженного акустического сигнала. Разработаны программы обработки сигналов, получаемых с первичного акустического преобразователя. Макет прибора прошел предварительные испытания.

Лукьянов Д.П., Боронахин А.М., Шевченко С.Ю., Хиврич М.А., Амиров Т.А. «Микроакселерометр на поверхностных акустических волнах с кольцевым резонатором на анизотропном материале» Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника, 22, № 5, с. 116-129 (2019)

Введение. Состояние объектов эксплуатации (например, на железной дороге) контролируется системами диагностики. В их составе используются микроэлектромеханические системы, комплектуемые датчиками ускорения (акселерометрами). В процессе эксплуатации акселерометры подвергаются значительным вибрациям и многократно повторяющимся ударным воздействиям. Это накладывает ограничения на конструкцию и материалы, из которых изготавливаются акселерометры. Цель работы. Разработка микромеханического акселерометра (ММА) на поверхностных акустических волнах (ПАВ), способного измерять ударные воздействия. Материалы и методы. Теоретическая часть работы выполнялась с применением математической теории дифференциальных уравнений, теоретической механики, конечно-элементарного анализа и элементов теории ПАВ. В ходе работы применялась математическая обработка в программах MATLAB, Mathcad, Maple, COMSOL Multiphysics, OOFELIE::Multiphysics, ПО Bluehill3, CorelDRAW. Экспериментальные исследования проведены с привлечением напольной автоматизированной испытательной системы INSTRON 5985.Результаты. Разработана концепция построения и предложена оригинальная конструкция ММА на ПАВ, способного измерять ударные воздействия в сотни g. Разработан чувствительный элемент (ЧЭ) сенсора. Анализ материалов для пластин в составе конструкции ММА на ПАВ показал, что ЧЭ из кварца ST-среза отличается более широким диапазоном измеряемых ускорений и более высоким порогом чувствительности, чем ЧЭ из ниобата лития среза YX-128°. Выработаны требования и исследована возможность повышения порога чувствительности датчика. Сформулированы требования к проектированию и предложена топология встречно-штыревого преобразователя (ВШП) в виде кольцевого резонатора. Предложена оригинальная топология резонатора с неэквидистантным ВШП для учета анизотропии материала чувствительного элемента. Оценены выходные характеристики: порог чувствительности, динамический диапазон, масштабный коэффициент. Предложена методика расчета ММА на ПАВ с кольцевым резонатором на анизотропном материале. ЧЭ ММА такой конструкции имеет высокий порог чувствительности, широкий динамический диапазон и малую поперечную чувствительность. Заключение. Предложенная методика проектирования ЧЭ твердотельного датчика линейных ускорений позволяет выбрать материал и систему съема измерительной информации в зависимости от технических требований. Благодаря оригинальности конструкторско-технологического решения предложенный акселерометр позволяет проводить измерения в широком диапазоне ударных воздействий.

Сагайдак А.И. «Перспективные направления применения метода акустической эмиссии в строительстве» Строительные материалы, № 11, с. 3-7 (2018)

Объектом исследования являются железобетонные балки, изготовленные из обычных и высокопрочных бетонов и фибробетона с процентом армирования 1,9–2,3%. Испытания проводились путем статического и циклического приложения нагрузки. Балки испытывались на изгиб. В процессе испытаний регистрировались параметры сигналов акустической эмиссии. Целью выполнения исследований является получение экспериментальных данных, достаточных для разработки методики контроля состояния и диагностирования конструкций из бетона и железобетона с помощью акустической эмиссии. В практике строительства метод акустической эмиссии используется редко, отсутствуют апробированные методики и нормативные документы. Предлагаемые методики позволят использовать метод акустической эмиссии для оценки состояния конструкции в целом и оценивать влияние дефектов и повреждений на несущую способность конструкции. Применение метода акустической эмиссии позволит получить значительный экономический эффект, так как существенно снизятся трудозатраты при проведении обследований строительных конструкций, применение разработанных методик значительно повысит надежность и безопасность сооружений. Предлагается методика классификации трещин в изгибаемых элементах методом акустической эмиссии. Классификацию производят по двум параметрам – R_A и F_A. Применяя эти параметры, проводят классификацию трещин на трещины отрыва и смешанные типы трещин, включая трещины сдвига. В результате проведенных исследований уточнены границы проявления эффекта Кайзера для железобетонных балок, изготовленных из различных видов бетона.

Касаткин Б.А., Касаткин С.Б. «К оценке потенциальной помехоустойчивости комбинированного приёмника в инфразвуковом диапазоне частот» Гидроакустика, № 3(39), с. 10-20 (2019)

Выполнена сравнительная оценка помехоустойчивости комбинированного приёмника при различных алгоритмах обработки скалярных, векторных и тензорных параметров, характеризующих звуковое поле, формируемое шумовым объектом в инфразвуковом диапазоне частот. Показано, что реальные условия работы приёмной системы в инфразвуковом диапазоне частот принципиально отличаются от модельных условий свободного пространства. Как следствие, аддитивные алгоритмы обработки сигналов, которые традиционно считаются оптимальными, теряют свою эффективность, а эффективность мультипликативных алгоритмов обработки может быть увеличена увеличением объёма обрабатываемой информации. Приведены результаты обработки экспериментальных данных, подтверждающие существенное увеличение потенциальной помехоустойчивости комбинированного приёмника при увеличении числа информативных параметров, характеризующих звуковое поле шумящего объекта в скалярно-векторном и тензорном описании.

Ермоленко А.С., Подгайский Ю.П. «Результаты натурных исследований потока энергии акустических полей» Гидроакустика, № 3(39), с. 21-27 (2019)

Проведен анализ алгоритмов регистрации и обработки потоков мощности. Рассматриваются технологии построения систем пространственно-временной обработки, осуществляющей анализ и регистрацию потоков акустической энергии полей сигналов и помех. Приводятся результаты натурных исследований алгоритмов.