Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

14.02 Акустические измерения и аппаратура

 

Сластихин Н.С. «Мощность вибромашины при вынужденных колебаниях силового возбудителя» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 10, с. 603-607 (2021)

Рассматривается влияние параметров колебательной системы на мощность вибрационной машины с силовым возбуждением колебаний. Приводится расчетная схема и математическое описание движения машины. Получены выражения мгновенной, активной и реактивной мощности. С использованием относительных величин и обобщенных параметров системы определены выражения амплитудночастотных характеристик, коэффициентов усиления по мощности в частотной области. Приведены зависимости коэффициентов усиления по активной и реактивной мощности для различных коэффициентов демпфирования вибрационной машины и технологической нагрузки.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 10, с. 603-607 (2021) | Рубрики: 04.15 14.02

 

Ерофеев В.И., Клюева Н.В., Солдатов И.Н. «Определение некоторых параметров защитного вязкоупругого покрытия с помощью сдвиговых нормальных волн» Проблемы прочности и пластичности, 80, № 3, с. 303-315 (2018)

Исследуется деформируемое твердое тело, состоящее из произвольного числа слоев разной толщины, плотности и упругих модулей сдвига. Верхний слой, моделирующий защитное покрытие, нанесенное на многослойный элемент конструкции, последовательно наделяется свойствами упругого материала и вязкоупругого материала. Во втором случае для описания поглощения акустической энергии в верхнем слое применяется модель Фойгта, в которой напряжения линейно зависят от деформаций и скоростей деформаций. Изучаются особенности распространения горизонтально-поляризованной сдвиговой упругой волны (SH-волны). При отражении такой волны от свободной плоскости не возбуждаются дилатационные волновые движения. Получены формулы для коэффициента ее затухания и изменения фазовой скорости, обусловленных вязкоупругим покрытием. Показано, что эти формулы позволяют определить модуль сдвига, коэффициент сдвиговой вязкости и толщину покрытия с помощью измерений фазовой скорости и коэффициента затухания двух мод SH-волны. Подробно рассмотрен двухслойный волновод для случая, когда основной (нижний) упругий слой является более «скоростным» (то есть имеет больший модуль сдвига), более плотным по сравнению с верхним слоем и имеет несколько большую толщину. Такой случай типичен не только для техники, где часто используются относительно мягкие защитные покрытия (полимерные, лакокрасочные, битумные), но и для геофизики. Показано, что на низких частотах отличия от волновода, целиком состоящего из одного упругого высокоскоростного слоя, невелики. На низкой частоте низшие моды почти «не чувствуют» наличия тонкого низкоскоростного слоя. С ростом частоты отличия становятся все более заметными. Моды становятся все более похожими на волны Лява, их скорости при стремлении частоты к бесконечности стремятся к скорости сдвиговой волны в низкоскоростном слое. При этом скорость сдвиговой волны в высокоскоростном слое оказывается промежуточной асимптотикой. Важным изменением является также то, что увеличивается число распространяющихся мод и увеличение тем больше, чем толще защитный слой

Проблемы прочности и пластичности, 80, № 3, с. 303-315 (2018) | Рубрики: 05.04 05.13 14.02

 

Демин И.Ю., Лисин А.А., Спивак А.Е., Гурбатов С.Н., Прончатов-Рубцов Н.В. «Экспериментально-теоретический метод нахождения упругих модулей резиноподобных материалов на базе акустической системы Verasonics» Проблемы прочности и пластичности, 82, № 4, с. 458-470 (2020)

Представлен экспериментально-теоретический метод определения упругих характеристик резиноподобных материалов. Метод основан на технологии SWEI – Shear Wave Elasticity Imaging – с применением акустической системы Verasonics с открытой архитектурой, в которой реализован способ генерации и измерения скорости сдвиговых волн в резиноподобных средах. Технология SWEI позволяет проводить измерения скорости сдвиговой волны и, соответственно, упругих характеристик (модули Юнга и сдвига) в мягких биологических тканях и находит применение в медицинской диагностике (эластография сдвиговой волной). Представлены результаты по измерению упругих характеристик резиноподобных сред. Для физического моделирования в качестве сред измерения были использованы полимерные фантомы CIRS (Model 049 Elasticity QA Phantom Spherical). Приведено сравнение измеренных на акустической системе Verasonics значений модулей Юнга различных типов полимерного калиброванного фантома с табличными значениями. Проведено численное моделирование эволюции сдвиговых волн в резиноподобных средах. Численный анализ выполнен с привлечением пакета программирования k-Wave. Пакет программирования основан на переходе в k-пространство, где пространственные градиенты вычисляются с использованием схемы быстрого преобразования Фурье, а временные градиенты вычисляются с использованием скорректированной k-пространственной разностной схемы. Пакет программирования k-Wave сочетает в себе оптимизацию программирования матричных операций пакетом MATLAB и набор инструментов, который позволяет моделировать идеальную среду (без диссипации) распространения волн с помощью таких параметров, как плотность и скорость звука для заданного резиноподобного материала. Сочетание этих факторов позволяет моделировать 2D- и 3D-пространства, сохраняя высокую скорость вычислений. Для полимерных фантомов CIRS полученные значения упругих характеристик резиноподобных сред хорошо согласуются по результатам физического и численного моделирования.

Проблемы прочности и пластичности, 82, № 4, с. 458-470 (2020) | Рубрики: 06.10 14.02

 

Мошков П.А. «Акустические характеристики авиационных поршневых двигателей» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 4, с. 11-16 (2020)

Дан краткий обзор механизмов генерации шума поршневыми двигателями. Рассмотрены спектральные, энергетические и пространственные характеристики звукового поля двигателей, применяемых в авиации в составе силовых установок легких самолетов и беспилотных летательных аппаратов.

Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 4, с. 11-16 (2020) | Рубрики: 08.14 14.02

 

Самохин В.Ф., Мошков П.А. «Исследование шума биротативного винтовентилятора в статических условиях» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 1, с. 117-120 (2020)

Представлены основные результаты экспериментального исследования акустических характеристик турбовинтовентиляторного двигателя с биротативным высоконагруженным винтовентилятором. Измерения выполнены при работе двигателя в статических условиях. Получены энергетические, пространственные и спектральные характеристики акустического поля силовой установки.

Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 1, с. 117-120 (2020) | Рубрики: 10.01 14.02

 

Pareniuk D.V., Rudenka K.L., Didkovskyi V.S., Naida S.A., Timen H.E. «Исследование возможности применения отоакустической эмиссии для регистрации медикаментозного воздействия на слуховой канал морских свинок (Дослідження можливості застосування отоакустичноï емісіï для реєстраціï медикаментозного впливу на слуховий канал морських свинок)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 4, с. 74-81 (2018)

В даній роботі розглянуто можливість застосування отоакустичноï емісіï на частоті продукту спотворення для оцінки направленого впливу на слуховий орган біологічного об’єкту. В якості піддослідних об’єктів були використані морські свинки, будова слухового органу яких близька до людського. Для отримання ефекту направленого впливу на слуховий канал була проведена експозиція піддослідних зразків до отоактивних медичних препаратів. Було встановлено можливість отримання результатів оцінки стану слухового каналу шляхом застосування отоакустичноï емісіï з наступною обробкою ïï результатів за допомогою t-критерію Стьюдента. У роботі представлені результати оцінки для двох великих груп експериментів та приведено ïх статистичний аналіз.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 4, с. 74-81 (2018) | Рубрики: 13.01 14.02

 

Дробчик А.Н., Дучков А.А., Дучков А.Д. «Автоматизированная система сбора акустических данных в процессе синтеза газовых гидратов в лабораторных условиях» Материалы V Балтийской школы-семинара «Петрофизическое моделирование осадочных пород. BalticPetroModel-2016», 11–15 сентября 2016 г., с. 143-147 (2016)

Результаты исследований 1970-х годов связанные с обнаружением газогидратов в природных условиях в зоне вечной мерзлоты и последующая оценка запасов метана в газогидратах привели к тому, что газовые гидраты стали рассматриваться как относительно новый и обширный источник топлива. Наиболее распространенным методом обнаружения гидратных месторождений является стандартная и высокочастотная сейсмическая разведка. Именно поэтому так важно изучение акустических свойств неконсолидированных образцов, содержащих гидраты. Газогидраты обладают стабильным состоянием при низкой температуре и высоком давлении, при естественных условиях газогидрат разлагается. Создание газовых гидратов в лабораторных условиях состоят из создания условий стабильности и подаче гидратообразователя.

Материалы V Балтийской школы-семинара «Петрофизическое моделирование осадочных пород. BalticPetroModel-2016», 11–15 сентября 2016 г., с. 143-147 (2016) | Рубрика: 14.02

 

Дугаров Г.А., Дучков А.А., Дучков А.Д., Дробчик А.Н. «Оценка скоростей и поглощения продольных и поперечных волн по данным лабораторных исследований на неконсолидированных образцах с разным размером фракции песка и степенью водонасыщения» Материалы V Балтийской школы-семинара «Петрофизическое моделирование осадочных пород. BalticPetroModel-2016», 11–15 сентября 2016 г., с. 148-151 (2016)

Гидраты углеводородных газов (в основном метана) широко распространены в природе и рассматриваются как перспективный нетрадиционный источник газа со значительными потенциальными ресурсами. В мире предпринимаются значительные усилия, направленные на поиски и разведку скоплений и месторождений природных газовых гидратов посредством геофизических методов, развитие и применений которых сдерживается недостаточной изученностью физических свойств гидратосодержащих пород. Изучение акустических свойств: тепло- и электропроводности, скоростей распространения акустических волн, производится преимущественно в лабораторных условиях с помощью специальных установок, позволяющих создавать искусственные образцы, содержащие газовые гидраты, и проводить соответствующие измерения. Общей тенденцией за рубежом является создание крупных лабораторных установок, позволяющих изучать целый комплекс физических свойств [Winters et al., 2000, Riedel et al., 2010, Schicks et al., 2011, Uchida et al., 2003, Li et al., 2011]. В России акустические свойства гидратосодержащих пород еще не изучались.

Материалы V Балтийской школы-семинара «Петрофизическое моделирование осадочных пород. BalticPetroModel-2016», 11–15 сентября 2016 г., с. 148-151 (2016) | Рубрика: 14.02

 

Иляхинский А.В., Родюшкин В.М., Рябов Д.А., Хлыбов А.А., Ерофеев В.И. «Исследование сигналов акустической эмиссии при испытании на растяжение стали 20» Проблемы прочности и пластичности, 83, № 2, с. 188-197 (2021)

Исследованы сигналы акустической эмиссии при испытании на одноосное растяжение плоских образцов стали 20, используемой для деталей сварных конструкций с большим объемом сварки, а также трубопроводов, коллекторов и деталей, работающих при температуре от -40 до 450 °С под давлением. Испытание на растяжение с одновременной регистрацией акустической эмиссии проводилось на универсальной испытательной машине фирмы Tinius OIlsen Ltd, модель H100KU, при скорости перемещения активного захвата 0,05 м/мин. Регистрация сигналов акустической эмиссии проводилась с использованием широкополосных датчиков GT350 фирмы GlobalTest и аналого-цифрового преобразователя NationalInstruments 6363X с последующим сохранением результатов регистрации в виде временного ряда в памяти компьютера. Сравнительный анализ амплитудного распределения сигнала акустической эмиссии для области площадки текучести и области разрушения проводился по величине информационной энтропии, фрактальной размерности и параметру самоорганизации. Показано, что информационная энтропия, фрактальная размерность и параметр самоорганизации сигнала акустической эмиссии для области разрушения имеют меньшие значения, чем в области площадки текучести. Наибольшее изменение в значениях наблюдалось для показателя самоорганизации и наименьшее для фрактальной размерности, вследствие чего параметр самоорганизации амплитудного распределения сигнала является наиболее информативным при описании процессов, связанных с акустической эмиссией. Установлено, что в качестве дополнительной информации можно использовать данные о структуре параметра самоорганизации. Полученные результаты свидетельствуют о возможности применения статистической модели распределения Дирихле в качестве модели процессов, связанных с появлением сигналов акустической эмиссии от источников зарождающихся и развивающихся дефектов при штатных испытаниях изделий из конструкционных углеродистых качественных сталей с перлитно-ферритной структурой.

Проблемы прочности и пластичности, 83, № 2, с. 188-197 (2021) | Рубрики: 14.02 16

 

Мишакин В.В., Гончар А.В., Клюшников В.А., Курашкин К.В. «Исследование влияния пластического деформирования на кристаллографическую текстуру и ультразвуковые характеристики низколегированной стали» Проблемы прочности и пластичности, 83, № 3, с. 255-264 (2021)

Приведены результаты исследования влияния пластического деформирования на изменение коэффициентов функции распределения ориентировок W400 и W420 низколегированной стали 09Г2С. Для расчета этих коэффициентов использовались скорости и времена распространения поперечных и продольных объемных упругих волн и их соотношения. Приведена физическая интерпретация коэффициентов W400 и W420. Коэффициент W420 отражает эффект двулучепреломления поперечных объемных упругих волн, коэффициент W400 линейно связан с коэффициентом Пуассона. Оба параметра являются структурно чувствительными характеристиками и используются для оценки состояния материалов методами неразрушающего контроля. В результате исследования получено, что характерные участки на диаграмме растяжения стали с эффектом деформационного старения (площадка текучести, участок, соответствующий параболическому упрочнению, начало образования шейки) имеют соответствующие отображения на динамике изменения коэффициентов функции распределения ориентировок. Площадка текучести характеризуется активным изменением характеристик текстуры. Упрочнение материала приводит к замедлению интенсивности изменения исследуемых коэффициентов. Приведены выражения, связывающие изменения коэффициента Пуассона с величиной упрочнения исследуемой стали, а также параметра акустической анизотропии, отражающего эффект двулучепреломления, с величиной пластической деформации. Расчетные значения величины упрочнения по данным акустических измерений хорошо согласуются с величиной упрочнения, полученной при анализе диаграммы растяжения. Погрешность определения величины пластической деформации акустическим методом составила не более 0,3%. Показано, что мониторинг упругих характеристик акустическим методом дает возможность эффективно оценивать состояние пластически деформированной стали неразрушающим методом контроля.

Проблемы прочности и пластичности, 83, № 3, с. 255-264 (2021) | Рубрика: 14.02

 

Ерофеев В.И., Иляхинский А.В., Мотова Е.А., Родюшкин В.М., Шекоян А.В. «Об акустических параметрах металла конструкции при накоплении повреждений» Проблемы прочности и пластичности, 83, № 3, с. 344-353 (2021)

С применением методов неразрушающего контроля рассмотрены вопросы определения допустимой долговечности или безопасного ресурса. Показано, что процедура мониторинга конструкции состоит в определении исходного состояния – нулевой зоны, где материал изделия подвергается небольшим эксплуатационным нагрузкам. С применением методов неразрушающего контроля измеряются акустические параметры, такие как скорость упругих акустических волн, нелинейный акустический параметр, разность скоростей при двухчастотном зондировании и др. Производится акустическое сканирование металла изделия в зонах, где имели место значительные нагрузки, знакопеременные напряжения, приводящие к интенсивному накоплению повреждений (разрушению металла, ведущего к появлению трещин); определяется зона «N», где параметр состояния металла, за который принимается величина, характеризующая отличие акустического параметра (скорости упругих волн, нелинейного акустического параметра, разности скоростей при двухчастотном зондировании) относительно этого же параметра в зоне ноль, превышает установленный уровень. Установленные закономерности, связывающие наличие пластической деформации с разностью задержек (скорости) упругих волн Рэлея на разных частотах зондирования при фиксированной базе между излучателем и приемником упругих волн, а также поведение нелинейного акустического параметра в течение времени безопасного ресурса дает основание предположить возможность использования наблюдаемого факта в качестве принципа контроля предельного состояния материала, обусловленного пластическими деформациями на производственных конструкциях. На основании указанного подхода предложена инженерная методика определения технического состояния материала конструкций производственных объектов, позволяющая установить три этапа эксплуатации: режим надежной эксплуатации, режим контролируемой эксплуатации и критический режим эксплуатации.

Проблемы прочности и пластичности, 83, № 3, с. 344-353 (2021) | Рубрики: 14.02 16

 

Ерофеев В.И., Павлов И.С. «Механика и акустика метаматериалов: математическое моделирование, экспериментальные исследования, перспективы применения в машиностроении» Проблемы прочности и пластичности, 83, № 4, с. 391-414 (2021)

Представлен обзор современных публикаций об акустических и механических метаматериалах. Важнейшей характерной особенностью класса метаматериалов является наличие в них запрещенных зон частот, на которых волны в материале не могут распространяться. Такая особенность сыграла главную роль в создании акустических метаматериалов, успешно применяющихся для поглощения звука, демпфирования вибрационных и ударных воздействий, создания устройств, блокирующих распространение волн заданной частоты в определенных направлениях. Перспективными материалами для практического применения оказались и такие представители механических метаматериалов, как ауксетики – материалы, хотя бы один из коэффициентов Пуассона которых является отрицательным. Они отличаются высокой потребительской ценностью: низкая плотность, высокая прочность, хорошие изоляционные свойства. Помимо интереса к акустическим и механическим метаматериалам в последние годы существенно вырос интерес к созданию материалов, позволяющих управлять потоком световых или электромагнитных волн. Разработка новых метаматериалов является востребованной для авиакосмической и автомобильной техники, а также для биомедицинских приложений. Рассмотрено два основных способа моделирования метаматериалов: континуально-феноменологическое описание и структурное моделирование. Отмечены их достоинства и недостатки. Метод структурного моделирования позволяет установить взаимосвязь в аналитическом виде между макроконстантами среды и параметрами ее микроструктуры. В результате появляется возможность не только получить представление о качественном влиянии микроструктуры среды на ее эффективные модули упругости, но и количественно оценить эти величины, а также найти области значений параметров микроструктуры, при которых среда обладает уникальными физико-механическими свойствами.

Проблемы прочности и пластичности, 83, № 4, с. 391-414 (2021) | Рубрики: 14.02 16

 

Солдаткин В.В., Солдаткин В.М., Ефремова Е.С., Никитин А.В «Панорамный датчик аэродинамического угла и истинной воздушной скорости с неподвижным приемником и ультразвуковыми измерительными каналами» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 3, с. 153-159 (2021)

Приводится функциональная схема, раскрываются аналитические модели обработки и определения аэродинамического угла и истинной воздушной скорости панорамного датчика с неподвижным приемником набегающего потока и ультразвуковыми измерительными каналами. Раскрываются конкурентные преимущества и перспективность применения оригинального панорамного датчика аэродинамического угла и истинной воздушной скорости с ультразвуковыми измерительными каналами на малоразмерных пилотируемых и беспилотных летательных аппаратах.

Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 3, с. 153-159 (2021) | Рубрика: 14.02

 

Горобцов А.С., Карцов С.К., Поляков Ю.А., Рыжов Е.Н., Григорьева О.Е. «Модальный анализ пространственных случайных колебаний конструкции автомобиля» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 10, с. 141-145 (2021)

Представлен метод построения модальных характеристик случайных колебаний механических систем, в частности, конструкции автомобиля. Метод базируется на построении автоспектров и взаимных спектральных плотностей реализаций ускорений, которые могут быть получены расчетным или экспериментальным путем. Рассматриваемый метод позволяет содержательно интерпретировать резонансные пики на спектральных плотностях ускорений точек конструкции. Это имеет важное значение при анализе и доводке динамических характеристик пространственных конструкций. Приведены примеры построения и интерпретации форм колебаний по результатам расчетов конструкции автомобиля при случайном возмущении.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 10, с. 141-145 (2021) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Скобелев С.Б. «Экспериментальные исследования зависимости микротвердости и шероховатости от технологических параметров ультразвуковой упрочняющей обработки» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 422-425 (2021)

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния основных технологических параметров ультразвуковой обработки (УУО) на шероховатость и микротвердость поверхностного слоя образцов из стали 35. Определены рациональные режимы обработки, при которых достигается наименьшая шероховатость и наибольшая микротвердость обработанной поверхности. Разработаны уравнения регрессии для определения шероховатости и микротвердости по заданным значениям подачи и частоты вращения. Шероховатость образцов после УУО снизилась на 0,1 мкм, а микротвердость возросла в среднем в 1,5 раза.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 422-425 (2021) | Рубрики: 14.02 14.05

 

Korzhyk M.O., Kurdiuk S.V., Korzhyk O.V. «Импедансные характеристики плоско-параллельного акустического волновода с комбинированием границами при нарушении его двухчастотным сигналом (Імпедансні характеристики плоско-паралельного акустичного хвилеводу з комбінуванням межами при порушенні його двочастотних сигналом)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 3, с. 65-74 (2018)

В роботі розглянуті імпедансні характеристики хвилеводу з комбінованими межами при поширенні в ньому хвильового пакета у вигляді двухчастотного сигналу. Плоско-паралельний хвилевід з комбінованими межами імітує дрібне море з донною поверхнею, представленоï акустично жорсткою кордоном, Поверхня розділу середовищ "вода–повітря" – акустично м'яка межа. В результаті рішення задачі визначення питомих акустичних опорів уздовж горизонтального і вздовж вертикального перетину хвилеводу – отримані основні аналітичні вирази, що описують поширення в ньому комбінованих коливань двох різних частот. Для визначення імпедансних характеристик використані середні значення суперпозиций компонент швидкості коливань і тисків, що розвиваються різночастотних коливаннями джерела. Розглянуто питання формування в волноводе розподілів середніх по часового інтервалу спостереження щільності потоків потужності і щільності акустичноï енергіï. Метою роботи є визначення особливостей питомих акустичних опорів нормальним хвилям, що поширюються в плоско-паралельному хвилеводу з комбінованими межами, і ïх вплив на основні енергетичні характеристики акустичного поля, що збуджується двочастотних джерелом. В умовах дисперсіï, для області нижніх частот і першій моди хвилеводу, розраховані залежності і проаналізовано особливості імпедансних характеристик і ïх вплив на розподіл по каналу хвилеводу середніх по часового інтервалу спостереження щільності потоків потужності і щільності акустичноï енергіï. В роботі показано, що імпеданс хвилеводу вздовж його горизонтальноï осі залежить від координати і значень частот вихідного пакета.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 3, с. 65-74 (2018) | Рубрика: 14.02

 

Коржик М.О., Kurdiuk S.V., Korzhyk O.V. «Импедансные характеристики плоско-параллельного акустического волновода с акустически мягкими границами при возбуждении его двухчастотным сигналом (Імпедансні характеристики пласко-паралельного акустичного хвилеводу з акустично м`якими границями при збудженні його двохчастотним сигналом)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 4, с. 65-73 (2018)

В работе рассмотрены импедансные характеристики волновода с акустически мягкими границами при распространении в нем волнового пакета в виде двухчастотного звукового сигнала. Плоско-параллельный волновод с акустически мягкими границами имитирует мелкое море с донной поверхностью илистого или песчаного типа, В результате решения задачи определения удельных акустических сопротивлений вдоль горизонтального и вдоль вертикального сечения волновода – получены основные аналитические выражения, описывающие распространение в нем комбинациионных колебаний двух разных частот. Для определения импедансных характеристик использованы средние значения суперпозиций компонент колебательной скорости и давлений, развиваемых разночастотными колебаниями источника. Рассмотрены вопросы формирования в волноводе распределений средних по временному интервалу наблюдения плотностей потоков мощности и плотности акустической энергии. Целью работы является определение особенностей удельных акустических сопротивлений комбинационным волнам, распространяющимся в плоско-параллельном волноводе с акустически мягкими границами, и их влияние на основные энергетические характеристики акустического поля, возбуждаемого двухчастотным источником. В условиях дисперсии, для области нижних частот и первой моды волновода, рассчитаны зависимости и проанализированы особенности импедансных характеристик и их влияние на распределение по каналу волновода средних по временному интервалу наблюдения плотностей потоков мощности и плотности акустической энергии. В работе показано, что импеданс волновода вдоль его горизонтальной оси зависит от координаты и значений частот исходного пакета.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 4, с. 65-73 (2018) | Рубрика: 14.02

 

Saranenko A.M., Bogdanov O.V. «Анализ акустических свойств вентиляционных каналов (Аналіз акустичних властивостей вентиляційних каналів)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 5, с. 63-69 (2018)

У сфері вимірювання акустичних параметрів є два спеціалізованих міжнародних стандарти для розрахунку рівнів звукового тиску у лабораторних умовах: точний та інженерний (розрахунковий) методи. Дані стандарти відрізняються підходами до проведення тестування, включаючи забезпечення безлунного середовища для акустичних випробувань та є складовою частиною серій стандартів, що встановлюють методи для визначення рівнів звукового тиску (SPL) для різних типів обладнання й потребують забезпечення умов вільного поля або вільного поля з пласким відбиваючим середовищем. На даний момент існують дві основні стандартизовані вимоги до акустичного середовища: допустима похибка створюваного вільного звукового поля (FFA) й фоновий шум (BN), але сучасне проектування вимагає застосування передових технологій. Програма COMSOL Multiphysics дозволяє вирішувати широкий спектр завдань у сфері оцінки шумовоï діï. Метод скінченних елементів, що використовується у програмі виступає у якості світового стандарту для моделювання високоефективних вентиляційних систем у краïнах Європи та США. У даній роботі запроектована віртуальна модель шумопоглинаючого вентиляційного каналу й задані параметри звукозаглушеноï камери з використанням основних положень та методик інженерних розрахунків у середовищі COMSOL Multiphysics і державних стандартів; показані такі переваги COMSOL Multiphysics як: висока точність розрахунків; зменшення трудомісткості обчислень; можливість виявлення критичних зон та розробка протишумових заходів. Запропонований метод високоточного проектування ефективного шумопоглинаючого вентиляційного каналу дозволить виконувати вимірювання з урахуванням положень міжнародних стандартів та вийти на європейський ринок. Результати роботи можуть бути використані на підприємствах та у будівельних організаціях при проектуванні шумопоглинаючих вентиляційних каналів за світовими стандартами.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 23, № 5, с. 63-69 (2018) | Рубрика: 14.02

 

Bohushevych V.K., Zamarenova L.M., Kotov H.M., Skipa M.I. «Прецизионные ультразвуковые измерители уровня жидкости в закрытых резервуарах (Прецизійні ультразвукові вимірювачі рівня рідини в закритих резервуарах)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 24, № 1, с. 61-71 (2019)

Розглядаються питання вимірювання рівня рідини в сталевих резервуарах через стінку акустичними методами. При вимірюванні рівня за часом поширення звуку в рідині найкращу точність забезпечує кореляційно-фазовий прийом складних сигналів. Але для вимірювань в сталевих резервуарах такий прийом зазвичай не використовується через спотворення фазовоï структури сигналу з широкою смугою частот, що проходить через пружну стінку (що має в цій смузі множинні резонанси). Використання в таких випадках кореляційно-фазового прийому можливе при виборі зондувального сигналу, спотворення фазовоï структури якого при проходженні через стінку будуть малими. Метою роботи є визначення можливостей використання кореляційно-фазового прийому і точності вимірювання рівня, що досягається, за умов різних товщин стінок сталевих резервуарів. Значимість досліджень визначається можливостями багаторазового збільшення точності вимірювань. Розглянуто акустичні методи та пристроï вимірювання рівня, показано перевагу часово-імпульсних (часово-пролітних, TOF) методів перед інтерферометричними та іншими методами при вимірюванні у великих резервуарах. Запропоновано схему розрахунків проходження широкосмугового імпульсного сигналу через пружну стінку (і побудови амплітудно- і фазочастотноï характеристик, АЧХ і ФЧХ), що враховує поздовжні і зсувні хвилі товщинних коливань стінки і стоячі хвилі ïï резонансних коливань по довжині (діаметру), запропоновано спосіб вибору в відповідності до АЧХ і ФЧХ пружноï стінки діапазону частот зондувального сигналу, що забезпечує малі спотворення його фазовоï структури при проходженні через стінку заданоï товщини. Отримано оцінки точностей вимірювання швидкості звуку і рівня рідини, що досягаються, в залізничних цистернах. Експериментальні роботи на тонкостінній, 0,8 мм, бочці з використанням сигналів діапазону частот 250-750 кГц, тобто частот менше частоти першого товщинного резонансу дна бочки, підтвердили мале спотворення фазових структур сигналів при ïх проходженні через дно і високу ефективність кореляційно-фазового прийому – при відношенні сигнал/шум 0,4 отримана висока точність вимірювання часу, ∼0,15 мкс, що відповідає точності вимірювання рівня ∼0,1 мм. Для сигналу 250-750 кГц визначено інтервал товщин стінки, 0,3–3,6 мм, при яких ефективність кореляційно-фазового прийому має бути високою, а точність вимірювань рівня – великою. Результати роботи показали, що застосування кореляційно-фазового прийому складних сигналів при вимірюванні рівня рідини через дно тонкостінноï сталевоï бочки можливо і забезпечує як високу ефективність роботи в умовах шумів, так і високу точність вимірювань. Можна очікувати, що такі ж показники точності і ефективності роботи будуть зберігатися в інтервалі товщин дна, при яких частоти зондувального сигналу будуть менше першоï частоти його товщинного резонансу. У випадках великоï товщини дна спектр зондувального сигналу може включати області частот між частотами товщинних резонансів. При цьому з'являється можливість використання кореляційно-фазового прийому для вимірювання рівня в резервуарах з широким діапазоном товщин дна.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 24, № 1, с. 61-71 (2019) | Рубрики: 14.02 16

 

Bohushevych V.K., Zamarenova L.M., Kotov H.M., Skipa M.I. «Прецизионное ультразвуковое измерение уровня жидкости через «толстую» стальную стенку (Прецизійне ультразвукове вимірювання рівня рідини через «товсту» сталеву стінку)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 25, № 3, с. 56-68 (2020)

Розглядаються питання вимірювання рівня рідини через «товсту» сталеву стінку. При вимірюванні рівня за часом поширення сигналу найкращу точність забезпечує кореляційно-фазовий прийом складних сигналів. Але при проходженні таких сигналів через «товсту» стінку руйнується ïх фазова структура, що пов'язано з хвилями Лемба вищого порядку. При вирішенні задачі сигнал, що приймається, представляється як сума сигналу, який пройшов через стінку та шар рідини, сигналів коливань товщинних резонансів поздовжніх і поперечних хвиль і сигналу нерезонансних коливань, що поширюються в стінці. Запропоновано оцінювання спотворень сигналу, що приймається, за його спектрами та методика формування оптимальних зондуючих сигналів. Експерименти на «товстій», 14,5 мм, сталевій стінці показали, що при використанні оптимальних сигналів для трьох діапазонів частот, 593–790, 395–593 і 197–395 кГц, похибка вимірювання часу не перевищила 1 мкс, а значення коефіцієнта фазовоï кореляціï склали 0,84–0,92, 0,78–0,90 і 0,45–0,65, відповідно.

Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 25, № 3, с. 56-68 (2020) | Рубрика: 14.02

 

Панин В.И. «Сравнение имитаторов импульсных сигналов акустической эмиссии» Территория NDT. Международный журнал по неразрушающему контролю, № 1, с. 45-51 (2022)

Имитатором акустической эмиссии (АЭ), согласно ГОСТ Р ИСО 12716–2021, является устройство искусственного возбуждения в объекте контроля (ОК) акустических волн, моделирующих акустическую эмиссию. Наиболее характерным источником импульсной АЭ являются скачки трещины, развивающейся от поверхности ОК. Рассмотрим наиболее часто практически используемые в России имитаторы импульсов АЭ. К ним относятся «Имитатор АЭ «ИНТЕРЮНИС-ИТ» и «Имитатор Су–Нильсена». Включим в это рассмотрение также имитаторы АЭ-1 и АЭ-N, разработанные автором статьи.

Территория NDT. Международный журнал по неразрушающему контролю, № 1, с. 45-51 (2022) | Рубрики: 14.02 14.08

 

Шевалдыкин В.Г. «Головная поверхностная продольная акустическая волна: основные свойства и возможности применения» Контроль. Диагностика, 24, № 7, с. 4-12 (2021)

Представлена экспериментальная проверка возможности использования головной и боковой поперечной ультразвуковых волн для обнаружения внутренних дефектов в металле, а также исследование распространения головной волны по вогнутой поверхности металла. Траектории распространения головной и боковой поперечной волн исследовали на стальной плите. Измеряли времена прохождения ультразвукового сигнала по таким траекториям разной длины и сравнивали результаты измерений с расчетными значениями времени. Измеренные и расчетные значения совпали с точностью, достаточной для когерентного накопления эхосигналов, прошедших в металле часть пути головной волной и еще часть пути – боковой поперечной волной. Распространение головной волны по вогнутой поверхности исследовали на стальном образце с цилиндрическими гранями разных радиусов. В результате оказалось, что по вогнутой поверхности головная волна распространяется с той же скоростью продольных волн, как и по плоской поверхности, но значительно сильнее затухает с расстоянием. Исследования показали, что головные волны можно использовать в ультразвуковой томографии, где требуется предварительный расчет траекторий распространения ультразвуковых сигналов. Распространение головных волн по вогнутым поверхностям расширяет возможности дифракционно-временного метода на область внутритрубного контроля.

Контроль. Диагностика, 24, № 7, с. 4-12 (2021) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Титов В.Ю. «Исследование параметров ультразвукового дефектоскопа на фазированных решетках. Режимы фокусировки для ультразвукового дефектоскопа типа OMNISCAN» Контроль. Диагностика, 24, № 8, с. 24-35 (2021)

Рассмотрены возможности штатной фокусировки прибора Omniscan на фазированных решетках. Результаты основаны на экспериментах, проведенных на образцах с искусственными отражателями одного размера, но разных по типу: ненаправленный отражатель (боковое цилиндрическое отверстие) и направленный отражатель (плоскодонный отражатель), располагающиеся на одинаковой глубине. Получены семейства кривых зависимости амплитуды сигнала: от глубины залегания отражателя, от настройки глубины фокусировки, от типа отражателя. Результаты подчеркивают необходимость применения точной фокусировки в пределах ближней зоны преобразователя для малых толщин или малой глубины залегания несплошностей и большую вариативность выбора фокусировки для глубин в дальней зоне. Отмечается существенная разница значений глубины расположения отражателя при различных фокусировках при фиксированном положении преобразователя. Полученные данные не зависят от частоты преобразователя, а значит, вы-воды применимы для общего круга дефектоскопов на фазированных решетках.

Контроль. Диагностика, 24, № 8, с. 24-35 (2021) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Каликанов А.В., Лихошерст В.В., Тимошенков А.С., Тимошенков С.П. «Испытания кориолисовых вибрационных гироскопов» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 10, с. 255-262 (2021)

Дано определение волновых твердотельных гироскопов (ВТГ) принадлежащих к классу кориолисовых вибрационных гироскопов (КВГ) с вибрирующими оболочками. Изложены сведения о конструктивных особенностях кориолисовых вибрационных гироскопов. Приведены результаты испытаний отечественных КВГ изготовленных по технологии микроэлектроники, а также КВГ с цилиндрическим металлическим резонатором, изготовленным на программируемом станочном оборудовании и их анализ.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 10, с. 255-262 (2021) | Рубрики: 04.15 14.02