Айзикович С.М., Кудиш И.И. «Приближенное аналитическое решение задачи о полосовом электроде на поверхности пьезоэлектроупругой полуплоскости с функционально-градиентным пьезоэлектроупругим покрытием» Проблемы прочности и пластичности, 81, № 4, с. 393-401 (2019)

Рассматривается плоская задача о полосовом электроде на поверхности функционально-градиентного пьезоэлектрического покрытия однородной полуплоскости. Покрытие и подложка трансверсально-изотропны, ось изотропии совпадает с осью поляризации и нормальна к поверхности покрытия. Предполагается, что электроупругие свойства покрытия изменяются с глубиной по произвольным, независимым друг от друга законам. На поверхности покрытия находится полосовой электрод и задана разность потенциалов, которая приводит к электроупругой плоской деформации покрытия и подложки. С использованием интегрального преобразования Фурье задача сводится к решению парного интегрального уравнения. Для решения уравнения применен двусторонний асимптотический метод, основанный на аппроксимации Паде трансформанты ядра интегрального уравнения. Полученное приближенное парное интегральное уравнение решается в замкнутом аналитическом виде. Построены приближенные аналитические выражения для электрической индукции, вертикальных и горизонтальных смещений поверхности покрытия и распределения электрического потенциала на поверхности покрытия. Эти выражения являются асимптотически точными для больших и малых значений относительной толщины покрытия (отношение толщины покрытия к полуширине электрода).

Разаков Ж.П. «Экспериментальные исследования шума резьбо- и шлицешлифовальных станков» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 11, с. 319-323 (2021)

Представлены результаты экспериментальных исследований спектров шума при работе шлицешлифовальных и резьбошлифовальных станков, в результате чего были выявлены закономерности спектров шума на рабочих местах операторов, а также определено влияние технологического режима на уровни звукового давления.

Костюков А.В. «Экспериментальные исследования акустических характеристик трансформатора» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 127-132 (2021)

Основным элементом электроснабжения промышленных предприятий является силовой трансформатор. Силовые трансформаторы располагаются на территории промышленных предприятий в открытых специально отведенных зона, а также в закрытых помещениях или на территории цеха. Существуют нормативные документы, которые регламентируют безопасные условия обслуживания, эксплуатации силовых трансформаторов, а также документы, регламентирующие уровень шума силовых трансформаторов. В работе представлены материалы исследований шума силовых трансформаторов предприятий машиностроения. По результатам исследований сделан анализ и даны предложения по снижению шума трансформаторов.

Bida D.V., Pushechnikova T.P., Zaiets V.P. «Методы расчета звукоизоляции многослойных конструкций (Методи розрахунку звукоізоляціï багатошарових конструкцій)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 25, № 2, с. 50-56 (2020)

Розглянуто сучасні методи розрахунку звукоізоляціï багатошарових неоднорідних конструкцій, які широко застосовуються в сучасному будівництві. Були проведені розрахунки подібних конструкцій, використано сучасне програмне забезпечення та алгоритм наданий у Державних нормах будівництва. Після аналізу виявлені недоліки та неточності обох вище вказаних методів і розроблено методологію розрахунку звукоізоляціï конструкцій, засновану на теоретичних методах вітчизняних Державних стандартів будівництва, новозеландському програмному забезпеченні INSUL та практичних результатах експериментів. Проведено порівняльний аналіз цих методик.

Рандин Д.Г., Тулупов П.В. «Исследование эффективности электромеханической системы активной виброзащиты автомобиля с различными регуляторами» Известия МГТУ "МАМИ", № 1, с. 88-06 (2020)

Рассмотрена одномассовая система виброзащиты с исполнительным электромеханическим устройством. Представлена актуальность проводимого направления исследований и современное состояние его изученности. Обосновано, что в сравнении с управляемыми элементами вязкого сопротивления управляемые элементы жесткости обеспечивают лучшее качество виброзащиты. Подчеркнута перспективность в применении управляемых электромеханических элементов жесткости. В настоящей работе рассмотрен исполнительный механизм в виде линейного двигателя постоянного тока. Приведены примеры использования активных систем виброзащиты с линейными электрическими машинами. В частности, представлен пример использования в качестве подвески транспортного средства. Указаны преимущества и наиболее существенные недостатки таких подвесок, сдерживающие их массовое внедрение. Представлена расчетная схема одномассовой колебательной системы с параллельной установкой элемента вязкого трения и элемента жесткости. Обосновано, что с учетом принятых допущений представленная схема эквивалентна подвескам транспортных средств. Предложено, что в качестве управляемого элемента вязкого сопротивления использовать магнитореологический демпфер колебаний. Приведен анализ состояния вопроса систем активной виброзащиты с магнитореологическими демпферами колебаний. Разработана структура замкнутой по виброускорению защищаемого объекта системы виброзащиты и представлены математические модели ее функционально необходимых элементов: датчика колебаний, системы виброзащиты по каналу возмущения и управления, линейного электродвигателя постоянного тока. Предложена методика синтеза корректирующего устройства, обеспечивающего желаемые резонансные свойства замкнутой системы. Представлены результаты имитационного моделирования системы активной виброзащиты с регулятором, синтезированным по предложенной методике, и регулятором, структура которого получена в предыдущих работах автора. На основании полученных результатов сделаны выводы по полученным в статье материалам и сформулированы рекомендации по использованию регуляторов.

Рандин Д.Г., Тулупов П.В. «Исследование эффективности электромеханической системы активной виброзащиты автомобиля с различными регуляторами» Известия МГТУ "МАМИ", № 2, с. 24-32 (2020)

Рассмотрена одномассовая система виброзащиты с исполнительным электромеханическим устройством. Представлена актуальность проводимого направления исследований и современное состояние его изученности. Обосновано, что в сравнении с управляемыми элементами вязкого сопротивления управляемые элементы жесткости обеспечивают лучшее качество виброзащиты. Подчеркнута перспективность в применении управляемых электромеханических элементов жесткости. В настоящей работе рассмотрен исполнительный механизм в виде линейного двигателя постоянного тока. Приведены примеры использования активных систем виброзащиты с линейными электрическими машинами. В частности, представлен пример использования в качестве подвески транспортного средства. Указаны преимущества и наиболее существенные недостатки таких подвесок, сдерживающие их массовое внедрение. Представлена расчетная схема одномассовой колебательной системы с параллельной установкой элемента вязкого трения и элемента жесткости. Обосновано, что с учетом принятых допущений представленная схема эквивалентна подвескам транспортных средств. Предложено, в качестве управляемого элемента вязкого сопротивления использовать магнитореологический демпфер колебаний. Приведен анализ состояния вопроса систем активной виброзащиты с магнитореологическими демпферами колебаний. Разработана структура замкнутой по виброускорению защищаемого объекта системы виброзащиты и представлены математические модели ее функционально необходимых элементов: датчика колебаний, системы виброзащиты по каналу возмущения и управления, линейного электродвигателя постоянного тока. Предложена методика синтеза корректирующего устройства, обеспечивающего желаемые резонансные свойства замкнутой системы. Представлены результаты имитационного моделирования системы активной виброзащиты с регулятором, синтезированным по предложенной методике и регулятором, структура которого получена в предыдущих работах автора. На основании полученных результатов сделаны выводы по полученным в статье материалам и сформулированы рекомендации по использованию регуляторов.

Годжаев З.А., Ляшенко М.В., Шеховцов В.В., Потапов П.В., Искалиев А.И. «Вибронагруженность рабочего места оператора и виброзащитные свойства подвесок сидений» Известия МГТУ "МАМИ", № 1, с. 2-11 (2021)

Осуществлен анализ характера и параметров основных эксплуатационных возмущений, энергия которых прямым или косвенным образом передается на рабочее место оператора тракторной техники с гусеничным или колесным движителем при выполнении различных технологических операций, на основе данных экспериментальных исследований. Рассмотрен основной рабочий диапазон частот данных эксплуатационных возмущений. Дана оценка вклада каждой частотной составляющей в общий уровень вибровоздействий на рабочем месте оператора. На примере использования результатов натурных измерений реальных эксплуатационных возмущений и вибрационных характеристик на колесном тракторе К-744Р1(ст.), работавшем в агрегате с плоскорезом ПГ-3-5 в режиме вспашки стерни с постоянной скоростью движения, проведено сравнительное исследование виброзащитных свойств различных по конструкции подвесок сидений. Описана методика натурных измерений, включая используемое специализированное оборудование фирм «ZETLAB» и «Ассистент», режим, схему установки датчика и иные условия. С помощью численного метода Рунге-Кутта и инструментов математического моделирования в программной среде Simulink MatLab была имитирована работа серийной подвески сиденья трактора К-744Р1(ст.), пневматической подвески сиденья фирмы «Sibeco» с ножничным направляющим механизмом и предлагаемой авторами инновационной пневматической подвески сиденья (на базе «Sibeco») с управляемым отбором энергии колебаний и с последующей её рекуперацией. Получены расчетные осциллограммы и спектры вертикальных ускорений на подушке сиденья, подрессоренного при помощи каждой из рассмотренных подвесок, при входном воздействии измеренных реальных эксплуатационных возмущений. Подведены итоги анализа результатов исследования.

Носуленко В.Н., Басюл И.А., Зыбин Е.Ю., Леликов М.А. «Пространственное разделение информации в самолетном переговорном устройстве» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 7, с. 109-119 (2021)

Представлены некоторые результаты исследований, направленных на разработку человеко-машинных интерфейсов, учитывающих мультимодальный характер человеческо-го восприятия, для использования в бортовом оборудовании воздушного судна. В частности, речь идет о возможности более широкого применения звуковых каналов для ввода и вывода информации. Преимущества звуковых интерфейсов по отношению к зрительным и тактильным заключаются, прежде всего, в отсутствии необходимости направленного внимания пилота, в возможности создавать слуховые объекты в трехмерном пространстве и указывать направление на несколько разных объектов одновременно. В экспериментах были протестированы возможности пространственного разделения речевых информационных потоков в самолетном переговорном устройстве в ситуациях, когда уровень помехи существенно превышал уровень целевого речевого сообщения. Оценивались показа-тели распознавания целевого сообщения на фоне двух типов звуковой помехи: звук другого речевого сообщения и шум авиационного двигателя. Результаты показали, что пространственное разделение звуковых сообщений существенно повышает способность оператора распознавать их содержание, независимо от типа помехи. Максимальное количество ошибок при распознавании целевого сообщения соответствует его пространственному положению в том же направлении, что и звук помехи. При этом, распознавание сообщения значимо лучше, если оно произнесено женским голосом. Обнаружен также факт пространственной асимметрию правильных распознаваний: сообщения, поступающие справа, распознаются лучше, чем в случаях их поступления слева. Практическая значимость исследования касается возможности создания переговорных устройств с повышенной защищенностью от конфликтов между разными информационными потоками, а также от воздействия внешних акустических шумов. Перспектива видится в использовании трехмерных звуковых интерфейсов не только в составе переговорного устройства, но и для систем навигации и управления самолета, а также контроля его состояния.Звуковой интерфейс; слуховое восприятие; пространственный звук; речевое сообщение; самолетное переговорное устройство.

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.

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.

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.

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.

Феденко А.А., Проскорякова Ю.А., Чаава М.М., Чукарина И.М. «Исследование технологических параметров вибрационной отделочной обработки деталей» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 8, с. 198-202 (2021)

Рассматривается моделирование единичного взаимодействия стального шарика с поверхностью детали в процессе вибрационной отделочной обработки. Учитывается траектория движения шарика как по нормали к обрабатываемой поверхности, так и под различными углами. Найденные аналитические зависимости можно использовать при расчете технологических параметров вибрационной отделочной обработки.

Акуличев В.О., Захаров С.Ю., Родионов И.А., Висич С.Г., Панарин М.В., Степанов В.М., Маслова А.А. «Математическая модель измерения состояния фундаментов анкерных опор методом ультразвукового зондирования в системе дистанционной диагностики проводов ВЛ» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 8, с. 283-290 (2021)

Рассмотрена математическая модель модуля дистанционной диагностики проводов воздушных линий по каналу измерения состояния фундаментов анкерных опор методом ультразвукового зондирования, которая реализуется на модуле и на сервере диспетчерского пункта электросетевой компании. Модуль вырабатывает управляющие сигналы на встроенные в опору излучатели ударного типа и излучатели ультразвуковых колебаний. Приемники ультразвуковых колебаний принимают сигналы, проходящие через бетон фундамента опоры воздушной линии электропередач от излучателей, и выдают в виде непрерывной аналоговой функции.

Бакулин И.А., Кузнецов С.И., Панин А.С., Тарасова Е.Ю. «Лазерная ударная обработка сплава АМг6 без защитного покрытия» Физика и химия обработки материалов, № 1, с. 31-39 (2021)

Изучены структура и напряженное состояние сплава АМг6 после лазерной ударной обработки без защитного покрытия. Методом послойного рентгеноструктурного анализа показана корреляция между параметрами кристаллической структуры и профилем остаточных напряжений обработанных образцов. После лазерного воздействия размеры областей когерентного рассеяния на поверхности материала уменьшаются до 50 нм, величина микродеформаций возрастает до 0,0019, а средняя плотность дислокаций увеличивается до 4,7·10¹⁴ м^–2. Профиль и глубина остаточных сжимающих напряжений зависят от плотности мощности, коэффициента перекрытия зон лазерного воздействия и кратности обработки, достигая 2 мм.

Михайлов С.Б., Горный С.Г., Жуков Н.В. «Эффективность абляции металлов сканирующим пучком импульсного излучения волоконного YB:YAG лазера наносекундного диапазона длительности» Физика и химия обработки материалов, № 3, с. 5-23 (2021)

Приведены результаты экспериментов по абляции мишеней из нержавеющей стали и алюминия сканирующим пучком наносекундных импульсов при плотности мощности q=(0,38–1,0)·10⁹ Вт/см². Установлено, что перекрывание зон воздействия при облучении поверхности мишени из нержавеющей стали импульсами с интервалом Δt=50 мкс приводит к увеличению глубины абляции пропорционально площади перекрывания пятен облучения. Это объясняется тем, что с увеличением степени перекрывания пятен облучения на поверхности мишени образуются зоны с бoльшим количеством импульсных воздействий, что увеличивает глубину ванны расплава и приводит к выбросу более крупных частиц. Рост глубины абляции алюминия происходит при увеличении интервала между импульсами до Δt=10 мс и тем существеннее, чем выше степень перекрывания пятен облучения, при этом меняется форма вылетающих микрочастиц – от сферической, которая характерна для частиц, образующихся из расплава, до неправильной, которая характерна для частиц, образующихся при механическом разрушении вещества мишени внутренней ударной волной. Определено распределение вылетевших микрочастиц по размерам и скоростям и на основе этих данных рассчитаны коэффициенты экранирования лазерного излучения в зависимости от степени перекрывания пятен облучения. Установлено, что основным механизмом падения эффективности абляции сканирующим пучком излучения является обратный поток микрочастиц, оседающих на поверхность мишени. Проведен анализ энергетического баланса процесса абляции алюминия.

Назаров С.А. «Распространяющиеся и стоячие волны Рэлея около шеренг заклепок, соединяющих пластины Кирхгофа» Сибирский математический журнал, 62, № 6, с. 1339-1356 (2021)

Показано, что около периодических шеренг заклепок, соединяющих две пластины Кирхгофа и моделируемых при помощи точечных условий сопряжения Соболева, возникают волны Рэлея, распространяющиеся вдоль шеренг, но экспоненциально затухающие в перпендикулярном направлении. При дополнительных геометрических условиях обнаружены стоячие (периодические) волны, которые не переносят энергию.

Кыдырбаева Д.А., Тамбовцев В.И., Железняк И.Л. «Радиозвук. Механизм воздействия модулированного высокочастотного сигнала на вещество» Радиолокация, навигация, связь. XXII международная научно-техническая конференция. Том. 3. Воронеж, 19–21 апреля 2016 г., с. 1478-1483. (2016)

Работа относится к области электромагнитной совместимости. Анализируется микроволновый звуковой эффект как наблюдаемое явление преобразования высокочастотного радиосигнала в акустические колебания. В статье представлены исследования возможных эффектов прямого воздействия высокочастотного поля в физиотерапии. Рассматриваются и анализируются механизмы взаимодействия модулированного высокочастотного сигнала со слабо поглощающим веществом с целью обнаружения акустического эффекта.

Шавруков Ю.М. «Интересная физика на улице и в метро» Физическое образование: от прошлого к будущему Санкт-Петербург, 20–21 апреля. Материалы Всероссийской научно-методической конференции с международным участием памяти проф. Н.М. Кожевникова, с. 206-209. (2017). 297 с.

Эффект шепчущей галереи (ЭШГ), первоначально открытый в акустическом диапазоне и объясненный в 1910 году Рэлеем, в настоящее время активно исследуется в фотонике, в СВЧ и рентгеновском диапазонах. Для студентов младших курсов знакомство с ЭШГ правильнее начинать с акустического варианта. В сообщении приводятся краткие сведения о наиболее известных объектах ЭШГ. Большинство таких мест находится за пределами России. В Москве таким известным местом является метро «Маяковская». После обнаружения в новом помещении кафедры физики МГТУ им. Баумана деталей интерьера, которые качественно выполняли функции стенда ЭШГ, стало крайне интересно, где ещё в Москве можно наблюдать ЭШГ. Результаты поисков студентами второго курса в московском метро и не только приведены в сообщении.

Барсегян В.Р. «Задача оптимального управления колебаниями мембраны с неразделенными многоточечными условиями в промежуточные моменты времени» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 3, с. 78-87 (2022)

Рассмотрена задача оптимального управления колебаниями прямоугольной мембраны с заданными начальным, конечным условиями и неразделенными многоточечными условиями в промежуточные моменты времени и с критерием качества, заданным на всем промежутке времени. Методом разделения переменных задача сводится к задаче оптимального управления обыкновенных дифференциальных уравнений с заданными начальными, конечными и неразделенными многоточечными промежуточными условиями. Сформулировано необходимое и достаточное условие вполне управляемости. Используя методы теории оптимального управления конечномерными системами с неразделенными многоточечными промежуточными условиями построено оптимальное управляющее воздействие.

Ильгамов М.А., Хакимов А.Г. «Влияние давления окружающей среды на низшую частоту колебаний пластины» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 3, с. 88-96 (2022)

Определяется низшая частота изгибных колебаний пластины, контактирующей с жидкостью или газом. Дается вывод выражения распределенной поперечной нагрузки на пластину в предположении ее цилиндрического изгиба. Поверхности пластины контактируют со средой разной плотности и давления. Среда может быть сжимаемой в процессе деформации поверхности и несжимаемой. Определяется влияние на изгиб взаимодействия среднего давления и изменения кривизны срединной поверхности, а также присоединенной массы газовой среды.

Байдулов В.Г. «Параметрическое управление колебаниями поплавка» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 3, с. 132-140 (2022)

Исследована возможность параметрического управления характеристиками колебаний (амплитудой и частотой) симметричного тонкого протяженного плоского поплавка, колеблющегося около поверхности раздела двух тяжелых идеальных жидкостей, за счет изменения его формы (относительной высоты). Проведен анализ влияния формы тела на характеристики колебаний. Предложена численная и асимптотическая процедуры решения самосогласованной краевой задачи.

Мотова Е.А., Никитина Н.Е. «Ультразвуковое исследование поведения конструкционных материалов при циклическом нагружении» Проблемы прочности и пластичности, 77, № 3, с. 227-234 (2015)

Изучены возможности использования эхо-метода неразрушающего контроля с применением сдвиговых волн для исследования упругопластических свойств и поврежденности конструкционного материала в процессе его усталостного разрушения. Приведены результаты экспериментальных исследований влияния пластической деформации и циклического нагружения на структурное состояние и прочностные свойства стальных и дюралюминиевых образцов. В качестве информативного параметра ультразвукового контроля использована величина акустической анизотропии материала, то есть относительная разница скоростей (задержек) взаимно перпендикулярно поляризованных сдвиговых волн, распространяющихся перпендикулярно линии нагружения. Найдены экспериментальные зависимости между степенью усталости материала образца, характеризующейся увеличением пластической деформации и накоплением микротрещин, приводящих к развитию макротрещины, и его акустическими свойствами. Закономерности изменения параметра акустической анизотропии, выявленные при малоцикловой усталости стальных образцов, сохраняются и для дюралюминиевых образцов при гармоническом нагружении. Таким образом, показана возможность выявления неразрушающим акустическим методом как момента начала интенсивного трещинообразования (по началу уменьшения параметра акустической анизотропии), так и момента начала интенсивного разрушения, то есть возникновения макротрещин (по прекращению уменьшения измеряемого параметра).

Рябов А.А., Романов В.И., Куканов С.С., Спиридонов В.Ф., Циберев К.В. «Численный анализ ударопрочности и термостойкости авиационного контейнера РАТ-2» Проблемы прочности и пластичности, 78, № 1, с. 101-111 (2016)

Контейнер PAT-2 для транспортировки, в том числе воздушным транспортом, малых количеств урана или плутония разработан и экспериментально исследован в Сандийских национальных лабораториях США. Полученная при проведении испытаний контейнера информация может быть использована для верификации и валидации компьютерных программ численного моделирования динамического деформирования и анализа термостойкости конструкции. В статье представлены результаты численных исследований напряженно-деформированного и теплового состояний контейнера PAT-2 при комплексном аварийном термосиловом нагружении: удары о жесткую преграду со скоростью более 130 м/с под различными углами и авиационный пожар длительностью 1 час с температурой 1010 °C. Анализ термостойкости конструкции в пожаре выполнен с учетом изменения формы и теплофизических свойств материалов контейнера после соударений с преградой. Численные исследования проведены на основе детальных компьютерных моделей с помощью высокопараллельного пакета программ ЛОГОС, разрабатываемого в Российском федеральном ядерном центре – Всероссийском научно-исследовательском институте экспериментальной физики. Достоверность компьютерного моделирования подтверждается близостью результатов расчетов и экспериментальных данных.

Богачев И.В., Ватульян А.О. «Об идентификации характеристик функционально-градиентного пьезокерамического цилиндра» Проблемы прочности и пластичности, 80, № 1, с. 53-62 (2018)

Рассмотрена обратная задача определения пьезоэлектрических характеристик функционально-градиентного пьезокерамического цилиндра на основе данных акустического анализа при установившихся колебаниях, вызванных механической нагрузкой, приложенной к внешней грани. Неизвестными считались функции пьезоэлектрических характеристик при неоднородной поляризации цилиндра в случае, когда модули упругости неполяризованной керамики являются известными функциями. В качестве дополнительной информации использовались значения функции смещения в некоторой точке поверхности цилиндра в заданном частотном диапазоне. Для решения обратной задачи предложен специальный подход на основе проекционных схем и метода алгебраизации, позволяющий определять искомые функции-характеристики в виде разложений по системам независимых функций. Искомые коэффициенты разложений определялись из соответствующих систем линейных и нелинейных уравнений, получаемых с использованием слабой постановки задачи. Результаты решения обратной задачи проиллюстрированы вычислительными экспериментами.

Горобцов А.С., Карцов С.К., Поляков Ю.А. «Оценка вибронагруженности сиденья водителя на примере модели грузового автомобиля с детальной проработкой элементов подвесок кабины» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 10, с. 159-161 (2021)

Построение динамической модели грузового автомобиля с детальной проработкой элементов подвесок кабины позволило осуществить оценку жесткостных параметров стабилизатора, а также шарниров рычагов передней подвески кабины на уровень вибраций на сиденье водителя при случайном воздействии со стороны дорожной поверхности.

Мажукин В.И., Королева О.Н., Демин М.М., Шапранов А.В., Алексашкина А.А. «Атомистическое моделирование сосуществования фазовых состояний жидкость–пар для золота и определение критических параметров» Математическое моделирование, 34, № 3, с. 101-116 (2022)

Работа посвящена исследованию (на примере золота) свойств металлов в окрестности критической точки. Многолетние исследования свидетельствуют о сложности проблемы и её важности как для построения теоретических представлений о поведении метастабильных состояний сильно перегретой жидкой фазы металлов, так и для разработки ряда технологических приложений в области материаловедения, воздействия концентрированных потоков энергии на вещество и др. Метастабильные состояния перегретой жидкости и насыщенного пара в окрестности критической точки изучены недостаточно полно. При приближении к критической точке свойства веществ резко изменяются из-за сильной стохастической флуктуации параметров (в первую очередь плотности). Актуальным инструментом определения критических параметров являются методы молекулярной динамики. Для золота с их помощью была получена кривая сосуществования жидкость–пар, которая затем использовалась для определения критических параметров: температуры, плотности и давления. В расчётах в качестве потенциала взаимодействия частиц использовался потенциал семейства “погруженного атома” (EAM). Значение критической температуры T_cr определялось по результатам МД моделирования с использованием метода максимального размера усреднённого кластера на температурной кривой, проходящей через критическую область. Значение критического давления P_cr получено по результатам МД моделирования из температурной зависимости давления насыщенного пара P_sat(T). Значение критической плотности ρ_cr получено по результатам МД моделирования кривой сосуществования жидкость-пар с использованием эмпирического правила прямолинейного диаметра. Проведено сравнение результатов моделирования данной работы с результатами оценки критических параметров золота другими авторами, использующими различные подходы.

Rudenko R.V., Lunova S.A. «Акустический расчет системы оповещения для аварийной сигнализации (Акустичний розрахунок системи сповіщення для аварійноï сигналізаціï)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 24, № 1, с. 53-60 (2019)

Стаття присвячена створенню методики та програмного забезпечення для акустичного розрахунку систем сповіщування. Проаналізовано існуючі методи розрахунків систем сповіщення. Розглянуто задачу створення заданого акустичного поля масивом сповіщувачів. Відповідно до запропонованоï методики, розроблено програмне забезпечення на базі Java – «акустичний калькулятор». Достовірність результатів підтверджена розрахунками, виконаними «методом координат», та експериментальними вимірюваннями значень звукового тиску. Розробка дозволяє обрати кількість та схему встановлення сповіщувачів для забезпечення достатнього рівня прямого звуку.

Volkov D.D. «Нахождение физических параметров электродинамического преобразователя методом использования параметра BL и методом добавленной массы (Знаходження фізичних параметрів електродинамічного перетворювача методом використання параметра BL та методом доданоï маси)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 24, № 6, с. 65-68 (2019)

У даній статті представлені результати практичного порівняння двох методів знаходження фізичних параметрів електродинамічного перетворювача. Перший – класичний метод за допомогою доданоï маси. Другий – запропонований метод оснований на використанні параметра BL. Розглянуті переваги та недоліки кожного з двох методів, а також похибки знайдених параметрів та ïхня обґрунтованість.

Каневская Р.Д., Новиков А.В. «Многомасштабное моделирование кислотного воздействия на карбонатный пласт» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 51-65 (2022)

Рассматривается задача соляно-кислотного воздействия на карбонатную породу на нескольких масштабах. На масштабе керна рассматривается задача двухфазной многокомпонентной фильтрации по закону Дарси с химическими превращениями. Исследуются режимы закачки кислоты в керн, приводящие к образованию червоточин. Данное исследование позволяет определить динамику роста червоточин при различных параметрах кинетики реакции, скоростях закачки и для различных распределений проницаемости. Полученные зависимости используются в крупномасштабной модели кислотного гидроразрыва пласта (КГРП), которая также включает в себя модель двухфазной многокомпонентной фильтрации с химическими превращениями в пористой среде и модель распространения кислоты по трещине. Моделируется дополнительный вклад червоточин в проводимость. На основе предложенной модели выполнен ряд расчетов КГРП, исследован эффект учета червоточин в предложенной крупномасштабной модели, изучено влияние определяющих параметров процесса, таких как длина трещины, проницаемость пласта и темпы нагнетания раствора на эффективность воздействия, оцениваемую через продуктивность скважины после операции.

Башмаков Р.А., Насырова Д.А., Шагапов В.Ш. «Собственные колебания жидкости в скважине, сообщающейся с пластом, при наличии трещины ГРП» Прикладная математика и механика, 86, № 1, с. 88-104 (2022)

Проводится анализ собственных колебаний столба жидкости в нефтяной скважине, инициируемых гидроударом с учетом фильтрационных течений вблизи забоя скважины и по вертикальной трещине ГРП. Изучены зависимости частоты, коэффициента затухания собственных колебаний давления от значений проницаемости пласта и трещины ГРП. Проведено сравнение частотных характеристик, коэффициента затухания, декремента затухания при наличии и отсутствии трещины ГРП. Показана возможность практического применения полученных результатов.

Элиович Я.А., Благов А.Е., Кочарян В.Р., Гоголев А.С., Таргонский А.В., Мовсисян А.Е., Коржов В.А., Мкртчян А.Г., Ковальчук М.В. «Изучение особенностей дифракции рентгеновских лучей в кристалле кварца, модулированном продольными и поперечными ультразвуковыми колебаниями» Письма в ЖЭТФ, 115, № 3, с. 170-175 (2022)

Исследованы особенности одновременного воздействия продольных и толщинных ультразвуковых колебаний в кристалле кварца на параметры отраженного рентгеновского излучения. Показано, что при таком воздействии наблюдается как эффект рентгеноакустической переброски, заключающийся в увеличении интенсивности дифрагированного кристаллом излучения при возбуждении поперечных колебаний с линейной поляризацией, так и уширение кривой дифракционного отражения, возникающее вследствие формирования стоячей волны в кристалле при продольных колебаниях. Впервые продемонстрирована возможность управления сразу несколькими ключевыми параметрами рентгеновского излучения с помощью одного кристалла, при этом поперечные колебания позволяют варьировать интенсивность дифрагированного излучения, а продольные колебания дают возможность контролируемо изменять угловую перестройку дифрагированного кристаллом рентгеновского пучка.

Приезжев А.В., Тучин В.В., Луговцов А.Е., Кириллин М.Ю. «Работы по лазерной биофотонике» Квантовая электроника, 52, № 1, с. 1 (2022)

Сазонов М.Б., Жидяев А.Н. «Исследование вибраций концевых фрез при обработке титанового сплава ВТ9» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 20, № 4, с. 89-99 (2021)

Рассматривается принцип работы виброизмерительного устройства, позволяющего проводить измерения вибрации при фрезеровании концевым инструментом. Основными измерительными элементами устройства являются два токовихревых датчика, позволяющих измерять виброперемещения фрезы в двух направлениях – перпендикулярном и параллельном движению продольной подачи. В устройстве имеется компенсационный датчик, который учитывает влияние сопутствующих факторов, и датчик для фиксирования мгновенной частоты вращения шпинделя станка. В качестве упругого элемента колебательной системы использовалась сама фреза, закреплённая в цанговом патроне. Приведены данные измерения амплитуды колебаний при фрезеровании четырёхзубой и шестизубой концевой фрезой титанового сплава ВТ9. Исследование вибраций концевых фрез включало два этапа. На первом этапе было исследовано влияние на частоту и амплитуду параметров и режимов фрезерования, а также схем фрезерования (встречного и попутного). На втором этапе отрабатывались мероприятия по снижению интенсивности вибраций и повышению надёжности и долговечности фрез. Результаты исследований показали более низкие значения амплитуды при работе шестизубой фрезой.