Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.15 Колебания распределенных систем, вибрации, структурная акустика

 

Косарев О.И., Остапишин Н.М., Пузакина А.К. «Дифракция звука на конечной цилиндрической оболочке в дальнем поле» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 77-78 (2019). 106 с.

Доклад посвящен расчету вторичного дальнего гидроакустического поля, переизлученного конечной цилиндрической оболочкой в жидкости. Проблема актуальна для морских подвижных объектов. Новизна связана с решением задачи для конечной цилиндрической оболочки и проявлением дифракции в дальнем поле. Целью работы является получение аналитического решения. Ключевые слова: дифракция, конечная оболочка, дальнее поле

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 77-78 (2019). 106 с. | Рубрики: 04.03 04.15

 

Смирнов А.В., Кузнецова И.Е., Недоспасов И.А. «Нераспространяющиеся акустические волны в пьезоэлектрических пластинах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 35-36 (2019). 106 с.

Из литературы известно о существовании акустических волн с чисто мнимыми или комплексными волновыми числами, так называемые нераспространяющиеся волны. В случае чисто мнимого волнового числа, либо при значительном превышении мнимой части волнового числа над его реальной частью, нераспространяющаяся мода соответствует вибрации вблизи источника внешней силы, экспоненциально затухает при удалении от источника и не переносит энергию Дисперсионные зависимости для подобного типа волн были получены для изотропных и пьезоэлектрических пластин кубической симметрии. В основном исследовались недиссипативные среды, в которых вязкость материала полагалась равной нулю. При существовании частотной области, когда действительная часть волнового числа больше, чем его мнимая часть существует условие для распространения этой волны на короткое расстояние. Существование нераспространяющихся волн Лэмба было экспериментально подтверждено на краях пластины. Интерес к исследованию подобных волн связан с возможностью их использования при неразрушающем контроле. В связи с близостью этих волн к частоте отсечки они должны быть также очень чувствительны к изменению свойств окружающей среды, что позволит создать на их основе высокочувствительные химические акустоэлектронные датчики. В настоящей работе предложен новый метод обнаружения нераспространяющихся акустических волн в пьезоэлектрических пластинах. Проведен теоретический анализ дисперсионных кривых волн S1 и SH1 в YX-LiNbO3 и YX-KNbO3, вблизи точки нулевой групповой скорости. Обнаружена ветвь, соответствующая нераспространяющимся акустическим волнам. Найден частотный диапазон, где действительная часть фазовой скорости больше, чем мнимая. В этой области мода является обратной волной, так как характеризуется противоположно направленными фазовой и групповой скоростями. Методом конечных элементов был смоделирован набор встречно-штыревых преобразователей, размещенных на поверхности пластины LiNbO3 Y-среза, с различными пространственными периодами. Были обнаружены резонансные частоты, соответствующие нераспространяющейся S1 моде. Из-за близости этой волны к точке нулевой групповой скорости ее свойства должны быть чрезвычайно чувствительными к изменению качества волновода и окружающей среды. Это открывает возможность использовать эти волны для разработки высокочувствительных датчиков и неразрушающего волноводного анализа. Ключевые слова: нераспространяющиеся волны, обратные волны, точка нулевой групповой скорости, метод конечных элементов

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 35-36 (2019). 106 с. | Рубрики: 04.11 04.15

 

Белоусов Ю.И., Степанов В.Б. «Оценка эквивалентной возмущающей силы по измеренной величине статистической вибрации конструкции» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 104 (2019). 106 с.

С использованием концепций статистической энергетической модели колебания механической структуры получено выражение для определения величины эквивалентной среднеквадратичной силы, способной вызвать колебания структуры с заданной среднеквадратичной вибрационной скоростью. Базовое соотношение модифицировано для проведения инженерного расчёта эквивалентной силы по измеряемой величине уровней виброускорения в полосах частот. Даны оценки возможных погрешностей расчёта. Приведен пример расчёта для отрезка стальной трубы, подкреплённой системой кольцевых ребер жёсткости. Ключевые слова: колебание структуры, эквивалентная сила, статистическая энергетическая модель

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 104 (2019). 106 с. | Рубрики: 04.14 04.15

 

Миронов М.А. «Дискретные вибрационные черные дыры» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 78 (2019). 106 с.

Предлагается дискретная структура, реализующая приближенно эффект ВЧД для изгибных волн. Это стержень/пластина с канавками, глубина которых постепенно увеличивается. Изгибная жесткость такой конструкции постепенно уменьшается, при этом погонная масса остается постоянной. Найдены зависимости изменения параметров, при которых структура ведет себя аналогично вибрационной черной дыре, а соответствующее уравнение имеет точное аналитическое решение.

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 78 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.15

 

Неверов А.Н. «Резьбовое соединение элементов в двухстержневой колебательной системе» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 81-82 (2019). 106 с.

Проведено экспериментальное исследование нелинейных свойств составных стержневых колебательных систем с резьбовым соединением элементов на низких ультразвуковых частотах в режиме стоячей волны. При резьбовом стягивании контактирующие поверхности испытывают не только и даже не столько нормальные, но и, главным образом, тангенциальные механические напряжения. Поэтому на неровности поверхностей действуют перерезывающие силы, которые повышают продольную податливость контакта. Кроме того, при затягивании неровности поверхностей могут не только деформироваться, но и разрушаться, что приводит к искажению формы опорной кривой профиля контакта. Исследуемая колебательная система представляла собой два идентичных пакетных пьезопреобразователя, один из которых использовался как источник продольных упругих колебаний, а другой – в качестве их приемника. Для сравнения исследовалась колебательная система той же геометрии, что и исследуемая, но без сечения разъема, остов которой вытачивался из одного прутка металла. Приводится расчет ультразвуковой колебательной системы. Наряду с сигналом основной частоты наблюдались сигналы второй и третьей гармоник. Амплитуды гармоник зависели от величины усилия стягивания, амплитуды и частоты возбуждающего сигнала. При возбуждении преобразователя – источника простым гармоническим сигналом акустический контакт на границе преобразователей вследствие своей нелинейности генерирует сигналы высших гармоник. Если частота гармоник оказывается близкой к одной из собственных частот системы, эта гармоника попадает в резонанс, ее амплитуда должна быть достаточно велика. Отмечается, что следованная контактная акустическая нелинейность на границе твердых поверхностей значительно больше нелинейности, связанной с ангармонизмом межмолекулярных сил. Потому она весьма перспективна для различных практических применений, в частности, для управления собственными частотами составной колебательной системы и амплитудой их колебаний при резонансе, а также для контроля качества акустического контакта в ультразвуковых технологических и контрольных устройствах. Обсуждаются полученные результаты. Ключевые слова: колебательная система, резьбовое соединение, гармоника, амплитуда

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 81-82 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.15

 

Жарников Т.В. «Колебания струны с распределенными параметрами» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 102-103 (2019). 106 с.

Классическая задача о колебаниях струны с распределенными параметрами рассматривается в связи с задачами звукоизоляции. Приводятся уравнения колебаний. Анализируется влияние переменного распределения физических параметров на звукоизолирующую способность конструкции.

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 102-103 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.15