Секачева А.А., Пастухова Л.Г., Носков А.С. «Моделирование динамических характеристик вертикального элемента трубопровода» Защита от повышенного шума и вибрации: Сборник докладов VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 19–21 марта 2019 г., СПб, с. 334-341 (2019)

Статья посвящена вопросам, связанным с возникновением шума и вибрации от трубопроводных систем многоэтажных зданий. Был предложен метод модального анализа в программном комплексе ANSYS Workbench для определения вероятности возникновения повышенных вибраций. Выполнен численный анализ прямолинейных участков трубопровода с различными геометрическими параметрами. Показаны результаты численного анализа влияния длины, диаметра, толщины стенки элемента трубопроводной системы на изменение значений критических частот его собственных колебаний с целью прогноза риска возможных резонансных режимов. Проведен парный и множественный регрессионный анализ. Определены регрессионные модели, характеризующие функциональную зависимость между первой (критической) частотой собственных колебаний и тремя геометрическими параметрами участка трубопровода. Установлено, что функциональная зависимость первой частоты собственных колебаний от диаметра участка трубопровода имеет вид полиномиальной функции, а функция зависимости первой частоты собственных колебаний от длины участка трубопровода имеет степенной характер.

Соловьева А.М., Иванов М.В. «Исследование виброакустического влияния на флотацию микропластика» Акустика среды обитания. Сборник трудов Пятой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2020). Москва, 24 апреля 2020 г., с. 217-222 (2020)

изучено влияние вибровоздействия на флотационные процессы для частиц микропластика (полимерных частиц <5 мм в диаметре). В последние годы перед мировым сообществом стоит проблема загрязнения водных объектов микропластиком, который представляет собой принципиально новый тип частиц в водных средах, имеющий специфические гидродинамические характеристики и ухудшающий эффективность существующих процессов водоочистки. В работе было проведено сравнение классического процесса пневматической флотации и пневматической флотации с виброакустическим воздействием и показано положительное влияние вибровоздействия на эффективность флотационного метода очистки воды от микропластика

Можаровский В.В., Кузьменков Д.С., Коляскин И.И. «Расчёт напряженно-деформированного состояния шины на примере её контакта с дорожным покрытием» Проблемы физики, математики и техники, № 4, с. 17-20 (2021)

Рассматривается задача приближённого расчёта напряженно-деформированного состояния изотропного основания (покрытия) на примере контакта шины и дорожного покрытия. Представлены основные зависимости для расчета напряженно-деформированного изотропного основания. На основе представленных формул разработан алгоритм решения исследуемой задачи и создана программа для расчёта напряженно-деформированного состояния массивной шины при контакте её с дорожным покрытием.

Вьюгинова А.А., Дурукан Я., Новик А.А. «Кольцевой ультразвуковой резонатор для возбуждения массивных конструкций» Акустика среды обитания. Сборник трудов Шестой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2021). Москва, 21 мая 2021 г., с. 75-80 (2021)

Мощные низкочастотные ультразвуковые системы используются для повышения эффективности различных технологий, в некоторых случаях для этого необходимо обеспечить ультразвуковое возбуждение массивных объектов. В данной работе исследуется метод ультразвукового возбуждения массивных объектов с размерами, превосходящими длину волны. Анализируются и оптимизируются частотные свойства резонатора и моды колебаний, соответствующие радиальным модам высокого порядка.

Шумихина Ю.А., Валеева К.А. «Мониторинг трубопроводных систем – способ снижения риска бедствия» Акустика среды обитания. Сборник трудов Шестой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2021). Москва, 21 мая 2021 г., с. 289-292 (2021)

В настоящее время существует необходимость повышать потенциал противодействия новых и существующих жизненно важных объектов инфраструктуры, к которым относятся газовые и нефтяные трубопроводы. Количество аварий на трубопроводах растет с каждым годом. Профилактическое обследование трубопроводов позволяет уменьшить аварийность и снизить риск наступления бедствия. Акустический метод обладает существенным рядом преимуществ над другими методами, а именно: ведет постоянный контроль над состоянием больших участков газопровода в сложных географических условиях, дает возможность своевременно обнаружить утечку газа, а также обладает низкой стоимостью по сравнению с остальными методами контроля.

Скворцов В.С., Тупов В.Б. «Классификация глушителей газоредуцирующих клапанов на газорегуляторных пунктах ТЭС» Акустика среды обитания. Сборник трудов Пятой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2020). Москва, 24 апреля 2020 г., с. 211-216 (2020)

Газорегуляторные пункты (ГРП) ТЭС являются источниками интенсивного шума. Результаты экспериментальных измерений шума от ГРП ТЭС показывают, что уровень звука на расстоянии 10 м может достигать значения 110 дБА. Источником шума на ГРП являются газоредуцирующие клапана. Характеристика излучения шума газоредуцирующих клапанов зависит от их геометрических и конструктивных параметров. Для снижения шума, распространяемого в газопроводе низкого давления от газоредуцирующих клапанов, применяют различные виды глушителей шума. В данной работе представлены результаты экспериментальных измерений шума около зданий ГРП на различных энергетических предприятиях. Приведен обзор и классификация глушителей различных производителей, которые применяются на ГРП ТЭС.

Теляшов Д.А., Павлов Г.И. «Шумоглушитель для аэродинамического клапана теплогенератора пульсирующего горения» Акустика среды обитания. Сборник трудов Пятой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2020). Москва, 24 апреля 2020 г., с. 223-228 (2020)

Камеры пульсирующего горения давно используются в теплоэнергетике и авиационной промышленности. Это объясняется простотой конструкции, полнотой сгорания топлива и высоким КПД таких камер. Однако, препятствующим фактором широкого внедрения камер пульсирующего горения в данных отраслях, является высокий уровень шума. Кроме того, камеры пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном при неправильном его проектировании в окружающее пространство могут выбрасывать до 18% недогоревших продуктов углеводородного топлива. В представленной работе предложено оригинальное решение, сводящее эти негативные факторы к минимуму.

Тотунов С.С., Иванов М.В., Иванова О.А., Цура В.С. «Исследование эффективности звукоизоляции ГКЛ перегородок с покрытием «Шимаст»» Акустика среды обитания. Сборник трудов Пятой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2020). Москва, 24 апреля 2020 г., с. 229-233 (2020)

Приведены экспериментальные исследования звукоизоляции однослойной преграды из ГКЛ с тонкослойным покрытием, которое состоит из вязкой основы и стеклянных безвоздушных микрогранул, повышающим эффективность снижения воздушного шума. При этом материал наносится как обычная краска при помощи распыления на поверхность. Результаты исследований получены в акустической камере реверберационного типа, предназначенной для исследования эффективности перегородок.

Качанов В.К., Соколов И.В., Концов Р.В., Федоров М.Б., Первушин В.В. «Ультразвуковой адаптивный томограф бетонных изделий с нестандартной конфигурацией» Дефектоскопия, № 12, с. 15-25 (2021)

DOI: 10.31857/S0130308221120022

Качанов В.К., Соколов И.В., Самокрутов А.А., Лунин В.П., Федоренко С.А. «Измерение акустических характеристик компактных бетонных строительных конструкций с помощью импакт-эхометода» Дефектоскопия, № 1, с. 3-12 (2022)

DOI: 10.31857/S0130308222010018

Баев А.Р., Левкович Н.В., Асадчая М.В., Майоров А.Л., Размыслович Г.И., Бурнос А.Ю. «Влияние геометрии и граничных условий в области сцепления материалов на рассеяние ультразвуковых волн. Ч. 2. Особенности экспериментального моделирования» Приборы и методы измерений, 12, № 4, с. 301-310 (2021)

Повышение эффективности акустической диагностики объектов со слоистой структурой применительно к выявлению слабо выявляемых дефектов сцепления материалов является важной производственной задачей. Цель работы состояла в экспериментальном моделировании рассеяния ультразвуковых волн на образцах предложенных конструкций имитаторов дефектов с дискретно и плавно изменяющимися граничными условиями, коррелирующими с фазовой характеристикой продольных волн в процессе их взаимодействия с дефектной границей контактирующих материалов. Проведён краткий анализ некоторых методов и средств экспериментального моделирования рассеяния объёмных и поверхностных волн на границах контактирующих материалов применительно к совершенствованию метода обнаружения слабо выявляемых дефектов сцепления (адгезии) материалов. Для этого разработана и изготовлена иммерсионная установка, работающая в теневом режиме и позволяющая моделировать пространственные поля рассеянных продольных волн на неоднородной или дефектной границе сцепления материалов. Как предполагается, взаимодействующие с такой границей волны приобретают дискретный или плавно изменяющийся фазовый сдвиг, существенно сказывающийся на формировании поля рассеяния в его периферийной зоне. Увеличение же этого сдвига позволяет значительно повысить чувствительность обнаружения слабо выявляемых дефектов. Проведено экспериментальное исследование рассеяния продольных волн на разработанной установке и имитаторах дефектов, моделирующих дискретно и плавно изменяющиеся граничные условия, которые согласуются с изменением фазового сдвига рассеиваемых волн. Получены амплитудные зависимости поля рассеяния в зависимости от угла их приема в диапазоне от –20 до + 20° и смещения центра моделируемого дефекта относительно оси зондирующего акустического луча. Как установлено, наблюдается качественное соответствие между расчётными и опытными данными. Настоящие исследования представляют интерес для решения ряда задач по повышению эффективности ультразвукового контроля современных объектов со слоистой структурой и будут способствовать расширению возможностей использования предложенного метода.

Федоров А.В., Быченок В.А., Беркутов И.В., Алифанова И.Е. «Сопоставление результатов экспериментальных и расчетно-теоретических исследований механических напряжений» Приборы, № 6, с. 30-37 (2021)

С целью научного обоснования экспериментальных методов ультразвукового контроля механических напряжений (МН) были проведены исследования по измерению МН, действующих в материале балки при ее изгибе, и соответствующие расчеты по оценке МН. Для контроля МН при поперечном изгибе образца использовали два комплекта средств контроля МН. Результаты измерений МН посредством ультразвуковых методов контроля и результаты расчета показали удовлетворительную сходимость. Показано, что, используя одновременно два предложенных метода контроля МН, можно получить полное представление о напряженно-деформированном состоянии тела. Ключевые слова: напряжения, ультразвук, акустоупругость, изгиб.

Башков О.В., Брянский А.А., Башкова Т.И. «Идентификация источников акустической эмиссии при циклическом нагружении используемого в кораблестроении полимерного композиционного материала» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 2, с. 28-33 (2021)

Работа посвящена исследованию механизмов накопления повреждений в полимерном композиционном материале (ПКМ) в ходе усталостного нагружения. Механическое испытание образца стеклопластика проводили циклическим растяжением в сопровождении регистрации акустической эмиссии (АЭ). Для зарегистрированных сигналов АЭ рассчитывались спектры Фурье и использовались для кластеризации самоорганизующейся картой Кохонена (SOM). Полученные центроиды, для снижения количества анализируемых кластеров, разделяли на кластеры методом k-средних. Кластеры второго этапа кластеризации соотносились с типами повреждений в структуре ПКМ. Рассчитывались периоды критической интенсивности регистрации различных типов образующихся повреждений. Дополнительно проведён анализ пиковых частот уровней вейвлет декомпозиции Добеши 14 сигналов АЭ. На основании проведенных методов анализа данных АЭ описаны протекающие процессы разрушения в образце ПКМ

Марков А.А., Максимова Е.А., Антипов А.Г. «Динамическая коррекция чувствительности дефектоскопических каналов при высокоскоростном контроле рельсов» Дефектоскопия, № 12, с. 3-14 (2021)

DOI: 10.31857/S0130308221120010

Дерусова Д.А., Вавилов В.П., Нехорошев В.О., Шпильной В.Ю., Дружинин Н.В «Особенности лазерно-виброметрического неразрушающего контроля полимерных композиционных материалов с использованием воздушно-связанных ультразвуковых преобразователей» Дефектоскопия, № 12, с. 26-38 (2021)

DOI: 10.31857/S0130308221120034

Демина Ю.А., Тютин М.Р., Марченков А.Ю., Левин В.П., Ботвина Л.Р. «Влияние длительной эксплуатации на физико-механические свойства и механизмы разрушения трубных сталей класса прочности Х70» Деформация и разрушение материалов, № 12, с. 23-35 (2021)

Проведено комплексное исследование механических и физических свойств трубных сталей класса прочности Х70 производства Франции и Японии после длительной эксплуатации. Исследование включало в себя испытания на растяжение и ударный изгиб, изучение рельефа изломов образцов, оценку параметров акустической эмиссии, коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн и напряженности остаточного магнитного поля. Установлена корреляция механических и физических характеристик при статическом растяжении. Показано, что после длительной эксплуатации наблюдается снижение пределов текучести и прочности наряду с повышением пластичности и ударных характеристик по сравнению с исходными паспортными данными для обеих исследуемых сталей. Преимущественный механизм таких изменений связан с наличием большого числа расслоений, вызывающих диссипацию энергии разрушения и скрывающих истинную картину изменения оцененных характеристик прочности. Ключевые слова: трубные стали, механические свойства, ударная вязкость, деградация материала, фрактографический анализ, акустическая эмиссия, напряженность остаточного магнитного поля

Петронюк Ю.С., Рыжова Т.Б., Левин В.М. «Акустическая визуализация повреждений структуры углепластиков при механической обработке» Известия РАН. Серия физическая, 86, № 1, с. 110-115 (2022)

Методами импульсной акустической микроскопии (50–100 МГц) исследовалось влияние механической обработки на состояние объемной структуры углепластиков. На акустических изображениях композитных образцов вблизи кромки выявляются межслоевые повреждения размерами более чем 50×50 мкм. Акустическая визуализация позволяет оценивать площадь, характер и глубину залегания дефектов.

Киреев А.Н., Киреева М.А. «Анализ погрешности определения эквивалентного размера дефекта безэталонным методом при ультразвуковом контроле» Контроль. Диагностика, 24, № 4, с. 50-57 (2021)

Представлены обзор и анализ метода дефектометрии определения размера несплошностей при диагностировании различных деталей машин и агрегатов ручным ультразвуковым методом. Данный метод позволяет без применения стандартных образцов предприятия определить эквивалентный размер несплошностей различных типов: точечных плоскостных и объемных; протяженных плоскостных и объемных. Метод основан на использовании связи между амплитудными и временными характеристиками эхосигнала от несплошности и донного сигнала в объекте диагностирования и эквивалентным размером несплошности. Представлен математический аппарат для реализации данного метода. Также описан программный продукт, позволяющий автоматизировать расчеты при применении данного метода дефектометрии. Проведены экспериментальные исследования метода, которые показали его высокую достоверность. Максимальное значение относительной погрешности определения эквивалентного размера точечной плоскостной несплошности составило 2,867%, а точечной объемной несплошности – 1,986%. Максимальное значение относительной погрешности определения поперечного эквивалентного размера протяженной плоскостной несплошности составило 0,667%, а протяженной объемной несплошности – 1,95%.

Шагапов В.Ш., Галиакбарова Э.В., Хакимова З.Р. «Динамика импульсных сигналов в трубопроводе, заполненном метано-парокапельной смесью и подверженном газогидратным отложениям» Инженерно-физический журнал, 94, № 3, с. 698-706 (2021)

Исследуется эволюция импульсных возмущений давления в трубопроводе, заполненном газокапельной средой, представляющей собой "влажный" метан при температуре ниже точки росы, и имеющем участок в виде протяженного сужения канала. Для этого процесса принята теоретическая модель распространения акустических волн в длинноволновом диапазоне в газокапельной среде. Задача распространения и отражения импульсных возмущений давления в горизонтальном трубопроводе, имеющем участок сужения из-за гидратных отложений, решается методом быстрого преобразования Фурье. Представлены результаты дисперсионного анализа уравнений акустики в парогазокапельной системе. На их основе для реальных значений параметров трубопроводов, а также параметров парогазокапельных систем в них получены зависимости фазовой скорости и коэффициента затухания от частоты возмущения акустической волны и объемного содержания взвешенной фазы (капелек воды). Проведен также анализ проявления вязкости и теплопроводности в пристенном слое трубопровода, насыщенного капельками воды. Для коэффициентов отражения и прохождения акустических сигналов на местах сужения трубопровода из-за гидратных отложений использованы известные формулы. Представлены результаты численных расчетов, иллюстрирующие эволюцию импульсных сигналов разной длительности, показывающие влияние толщины газогидратного слоя на внутренней стенке трубопровода. Показано, что рост толщины гидратного отложения на стенке, а также увеличение длительности импульсного сигнала приводит к усилению амплитуды возвратившегося сигнала (эха).

Шагапов В.Ш., Галиакбарова Э.В., Хакимова З.Р. «К теории акустического зондирования гидроразрывных трещин, перпендикулярных скважине» Инженерно-физический журнал, 94, № 5, с. 1185-1195 (2021)

Рассмотрена возможность исследования коллекторских свойств гидроразрывных трещин с помощью акустического "телевизора", представляющего собой цилиндрический зонд длиной несколько метров и снабженный генератором импульсного сигнала и датчиками давления. Полагается, что импульсный сигнал создается в жидкости, находящейся в зазоре между корпусом зонда и открытой стенкой скважины. Эволюция сигнала, записываемая с помощью датчиков давления в виде затухания его амплитуды и появления отраженных всплесков давления, позволяет оценить состояние призабойной зоны, наличия и качества гидроразрывных трещин. Принято, что созданные гидроразрывом трещины перпендикулярны к скважине. Скважина и окружающий ее пласт заполнены одной и той же акустически сжимаемой жидкостью. Принята математическая модель, согласно которой длина волны акустического сигнала меньше длины зонда, но больше величины зазора между корпусом зонда и скважиной. Кроме того, при распространении волны по зазору влияние вязкости проявляется в тонком пограничном слое вблизи стенок зазора. Ширина трещины гидроразрыва значительно меньше длины волны, поэтому она рассматривается как отражающая поверхность. На основе такой модели получены дисперсионные выражения для фазовой скорости и коэффициента затухания при распространении сигнала по зазору, а также для коэффициента отражения и прохождения на отражающей поверхности. Задача решается численно методом быстрого преобразования Фурье. Проведен анализ влияния фильтрационных характеристик трещин, пласта, а также величины зазора на эволюцию гармонических волн и импульсных сигналов в зазоре между корпусом зонда и стенкой скважины. Ключевые слова: скважина, зонд, трещина, гидроразрыв пласта, гармонические волны давления.