Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

16 Акустика в инженерном деле

 

Саленко С.Д., Гостеев Ю.А. «Развитие и апробация инженерной методики определения амплитуды колебаний пролетных строений» Прикладная механика и техническая физика, 83, № 6, с. 166-173 (2022)

Предложена инженерная методика определения амплитуд колебаний при вихревом возбуждении, учитывающая зависимости коэффициента возбуждающей силы, числа Струхаля и логарифмического декремента колебаний от амплитуды колебаний сооружения, распределение корреляции пульсаций аэродинамической силы по длине строения и включающая методику Eurocode как частный случай. Показано, что разработанная методика, в отличие от известных, позволяет более достоверно рассчитывать амплитуды колебаний пролетных строений при вихревом возбуждении.

Прикладная механика и техническая физика, 83, № 6, с. 166-173 (2022) | Рубрики: 04.15 16

 

Васильев А.Е., Вегнер А.В., Голубева Д.Е., Доценко А.С., Карпенко В.А. «Инженерно-технологические аспекты разработки систем оценки уровня акустического фона в судовых помещениях» Морской вестник, № 4(84), с. 37-38 (2022)

Рассмотрены принципы построения универсальных аппаратно-программных технических решений с распределенной архитектурой, выполненных на основе бортовых процессоров и микроконтроллеров и обеспечивающих регистрацию и адаптивную оценку уровня акустических сигналов для заданной совокупности судовых помещений. Приведен пример практической реализации элементов системы.

Морской вестник, № 4(84), с. 37-38 (2022) | Рубрики: 10.01 16

 

Бушковский В.А., Егоров Ю.А. «Влияние числа лопастей на высокочастотный шум судового движителя» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4(402), с. 41-48 (2022)

Объект и цель научной работы. Объектом исследования являются лопастные системы гребных винтов (ГВ) и водометов. Цель – определение направления снижения высокочастотного некавитационного шума судовых движителей. Материалы и методы. Проведен анализ зарубежных и отечественных работ в области аэроакустики и гидроакустики винтов и крыльев. Определены характеристики турбулентного пограничного слоя на лопастях, влияющие на акустическое излучение винтов. Методы оценки шумности, полученные в аэродинамике крыльев, применены для судовых движителей. Основные результаты. Теоретические исследования определили тенденцию снижения высокочастотного шума судовых движителей посредством уменьшения числа лопастей ГВ. Проведенные непосредственные измерения шума моделей движителей подтвердили отмеченную тенденцию снижения высокочастотного шума. Заключение. В отличие от низкочастотного излучения гребных винтов в высокочастотной области снижение излучения возможно посредством уменьшения числа лопастей ГВ.

Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4(402), с. 41-48 (2022) | Рубрики: 10.02 16

 

Лышов С.М., Увайсов С.У., Черноверская В.В., Фам Лэ.К.Х. «Инженерная методика вибродиагностики конструкций бортовых радиоэлектронных средств» Наукоемкие технологии, 21, № 3, с. 17-28 (2020)

Постановка проблемы. Совершенствование методов неразрушающего контроля технических средств и разработка новых методик диагностирования радиоэлектронных устройств по-прежнему являются актуальной задачей, нацеленной на обеспечение высоких требований к качеству и надежности проектируемой аппаратуры в условиях неизменного стремления к микроминиатюризации, с одной стороны, и расширению функциональных возможностей, с другой. Цель. Представить результаты разработки методики вибродиагностики бортовых радиоэлектронных средств (БРЭС), которая позволяет в инженерной практике производства, испытаний и эксплуатации реализовать предложенный ранее авторами метод контроля технического состояния БРЭС. Результаты. Приведена апробация разработанной методики диагностирования механических дефектов конструкций на примере бортового радиоэлектронного узла системы навигации. Получены значения резонансных частот для исправного состояния узла и для узла с механическими дефектами. Дана оценка возможности применения инженерной методики вибродиагностики в задачах неразрушающего контроля конструкций БРЭС. Практическая значимость. Для апробации разработанной методики была проведена серия испытаний исследуемого объекта, результаты которых сравнивались с результатами моделирования этого объекта в специализированной САПР. Исследования показали высокую степень совпадения результатов, полученных в ходе натурного эксперимента, с результатами моделирования в САПР, что свидетельствует о корректности разработанной инженерной методики и примененных в ней средств анализа и интерпретации результатов диагностирования механических дефектов конструкций бортовых электронных средств.

Наукоемкие технологии, 21, № 3, с. 17-28 (2020) | Рубрики: 14.02 14.04 16

 

Батуев С.П., Дьячковский А.С., Радченко П.А., Радченко А.В., Саммель А.Ю., Чупашев А.В. «Моделирование взаимодействия конических ударников с подводными преградами при наличии у ударников угла атаки» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 80, с. 39-48 (20221)

Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 80, с. 39-48 (20221) | Рубрики: 14.04 16

 

Зелепугин С.А., Толкачев В.Ф., Тырышкин И.М. «Анализ эффективности противоударной стойкости двух групп керамических и композитных материалов» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 80, с. 85-96 (20221)

Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 80, с. 85-96 (20221) | Рубрики: 14.04 16

 

Личманюк Е.О., Храмов Д.А., Кузьмин Д.Е., Радченко И.О. «Оценка акустического двухслойного дорожного покрытия на основе синтетических материалов» Перспективные материалы, № 11, с. 244-246 (2020)

Рассмотрены основные принципы защиты от шума транспортной городской сети. Задачей исследования было изучить способ защиты от шума автомобилей путем создания многослойного акустического дорожного покрытия. На основе учебной литературы, научных статей отечественных и зарубежных авторов был сформулирован принцип создания инновационного звукопоглощающего дорожного покрытия.

Перспективные материалы, № 11, с. 244-246 (2020) | Рубрики: 14.04 16

 

Коновалов А.М., Кугушев В.И. «Частотные параметры собственных колебаний конструкций, состоящих из пластин, позволяющие выявить заданные недопустимые размеры трещин» Контроль. Диагностика, 25, № 11, с. 4-10 (2022)

DOI: 10.14489/td.2022.11.pp.004-010 Представлен метод определения параметров собственных колебаний объекта контроля, позволяющий выявлять размеры трещин конструкций, состоящих из пластин. Применение этого метода особенно актуально для осуществления мониторинга больших конструкций, которые требуют больших временных затрат при использовании других методов неразрушающего контроля. Связь между параметрами собственных колебаний и размером трещин построена на использовании математической модели носителя свободной энергии колебаний и динамической теории трещин. В результате получены диаграммы для различных типов деформации берегов трещины, по которым для заданной недопустимой длины трещины в пластине определяются длина волны и частота собственных колебаний, выявляющие ее наличие. Приведен пример необходимого набора форм собственных колебаний пластинчатой конструкции для обеспечения эффективного неразрушающего контроля. Ключевые слова: неразрушающий контроль, собственные колебания, свободная энергия, геометрическая интерпретация, трещина, пластина.

Контроль. Диагностика, 25, № 11, с. 4-10 (2022) | Рубрики: 14.04 16

 

Голых Р.Н., Цыганок С.Н., Хмелёв В.Н., Барсуков А.Р., Шакура В.А., Минаков В.Д. «Метод расчёта сближения пузырьков для обоснования механизма ультразвуковой дегазации жидкости» Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 275-279 (2022)

В жидкости, на которую воздействуют относительно интенсивные акустические колебания, уменьшается количество газа, как растворённого, так находящегося в виде пузырьков. Этот эффект находит применение в промышленной практике при дегазации расплавов металла и стекла, растворов смол, вискозы и масел, различного рода напитков и прочего. Кроме того, ультразвуковая дегазация является одной из причин ускорения электрохимических процессов в звуковом поле. Один из наиболее очевидных механизмов ультразвуковой дегазации заключается в том, что под действием ультразвуковых колебаний происходит сближение кавитационных пузырьков, их коалесценция и в результате пузырьки всплывают быстрее. Создана численная модель коалесценции пузырьков жидкости. Доказана единственность второй производной радиуса кавитационного пузырька по времени при её выражении через 0-е и 1-е производные радиуса с учётом сил Бьеркнеса при взаимодействии кавитационных пузырьков. Получен результат о сближении кавитационных пузырьков при синфазном колебании их стенок, что может объяснять процесс дегазации жидкостей как сближение пузырьков небольших размеров в более крупные и их дальнейшее всплывание. При этом, как показали расчёты при увеличенных радиусах пузырька, сближение происходит в течение нескольких периодов колебаний, когда колебания пузырька являются малыми. Это объясняется тем, что уменьшается вторая производная радиуса кавитационного пузырька.

Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 275-279 (2022) | Рубрики: 14.05 14.06 16

 

Ильюшина Е.В., Юшкевич Н.М. «Исследование технологических возможностей упрочняющей обработки пневмоударом плоских поверхностей алюминиевых заготовок» Вестник Белорусско-Российского университета, № 3, с. 30-41 (2022)

Приведены исследования технологических возможностей инструмента для упрочняющей обработки алюминиевых заготовок пневмоударом. Исследовано влияние подачи инструмента, давления сжатого воздуха и величины зазора между инструментом и заготовкой на шероховатость обработанной поверхности. Ключевые слова: упрочнение поверхности, упрочняющая обработка пневмоударом, шероховатость, наклеп, алюминиевые деформируемые заготовки.

Вестник Белорусско-Российского университета, № 3, с. 30-41 (2022) | Рубрики: 14.05 16

 

Ларина Г.В., Сокруто А.Е., Макарюк А.Д., Манченко Н.А., Каракчиева Н.И., Дайбова Е.Б. «Интенсификация извлечения гуминовых кислот из горных торфов с использованием ультразвуковой обработки» Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 23-29 (2022)

Статья посвящена проблеме интенсификации процессов выделения гуминовых кислот из торфов верхового и низинного типов с использованием ультразвукового воздействия. Целью работы является установление оптимальных условий ультразвукового воздействия на торфы верхового и низинного типов для интенсификации процессов экстракции и увеличения выхода гуминовых кислот. Основные результаты работы: выявлена эффективность применения ультразвуковой обработки торфяного сырья, установлены оптимальные режимы и условия экстрагирования, определен выход гуминовых кислот из верхового и низинного торфов. Экспериментально определено, что применение ультразвуковой обработки торфяного сырья в водно-щелочных средах способствует интенсификации процесса извлечения гуминовых кислот с увеличением их выхода. Результаты исследований будут использованы для получения фитогуминовых композиций на основе многокомпонентных растительных сборов для исследования их антиоксидантной активности.

Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 23-29 (2022) | Рубрики: 14.06 16

 

Хмелев В.Н., Нестеров В.А., Шалунов А.В., Боченков А.С. «Коагуляционные камеры с ультразвуковым воздействием на дисперсные частицы в закрученном потоке» Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 236-241 (2022)

Представлены конструкции камер коагуляции предназначенных для ультразвуковой обработки потока газа содержащего дисперсные частицы с целью их укрупнения и дальнейшего улавливания формируемых агломератов с помощью низкоэффективного газоочистного оборудования. Для определения среднего уровня звукового давления внутри предложенных и разработанных коагуляционных камер проведены расчеты формируемого акустического поля. В качестве источников ультразвукового воздействия в разработанных камерах применятся три вида излучателей: продольноколеблющийся, изгибно-колеблющийся и трубчатый. Особенностью разработанных коагуляционных камер является воздействие на закрученный газодисперсный поток высокоинтенсивной ультразвуковой стоячей волной. При этом формирование закрученного потока обеспечивается за счет применения тангенциальных закручивателей. Применяемые излучатели формируют средний уровень звукового давления в пределах от 157 до 162 дБ при амплитуде колебаний 50 мкм.

Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 236-241 (2022) | Рубрики: 14.06 16

 

Голых Р.Н., Хмелёв В.Н., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н., Шалунов А.В., Минаков В.Д. «Применение ультразвука для решения физико-технических проблем освоения северных территорий» Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 280-286 (2022)

Статья посвящена использованию ультразвуковых колебаний для решения задач, возникающих при эксплуатации механизмов, стационарных конструкций, обработке жидкодисперсных сред для создания новых материалов, горных работах и осуществлении множества различных процессов при экстремально низких температурах. Существует 3 направления исследований энергоэффективного использования ультразвука для решения этих задач. В рамках первого направления исследований предложен и теоретически обоснован способ управления свойствами и типом среды в режиме реального времени при ультразвуковом воздействии. Установлено, что при взаимодействии ультразвукового излучателя с твердыми материалами модуль упругости твердой среды оказывает наиболее существенное влияние на косинус угла фазового сдвига между силой и скоростью перемещения. Оценивается, что при воздействии жидких сред целесообразно рассматривать не метод измерения вязкости, а разработать критерий опережающей кавитации при текущей вязкости. В рамках второго направления исследований предложены модели преобразования структуры среды со сплошной жидкой фазой под действием ультразвуковых колебаний. Для практической реализации оптимального влияния, в итоге, в рамках третьего направления исследований разработаны критерии оптимальности оцениваемых режимов воздействия на электрический импеданс ультразвуковой колебательной системы, нагруженной на обрабатываемую среду.

Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 280-286 (2022) | Рубрики: 14.06 16

 

Сабельников В.В., Сабельникова Т.М., Горячева В.Н. «Разработка и отладка экспериментального устройства для осуществления процесса озвучивания инфицированных ран» Наукоемкие технологии, 21, № 7, с. 32-36 (2020)

Постановка проблемы. Борьба с патогенной микрофлорой в послеоперационный период больного является актуальной задачей современной медицины. Согласно последним статистическим данным, осложнения гнойно-септического характера только за счет хирургической инфекции возникают у 25–30% прооперированных больных. В связи с увеличением антибиотикорезистентности микроорганизмов все большее распространение в хирургической практике получают физические средства воздействия на патогенную микрофлору, среди которых достаточно перспективным является использование ультразвуковых колебаний. Цель. Представить новый способ ультразвуковой обработки инфицированных ран с использованием экспериментального устройства для осуществления процесса озвучивания инфицированных ран. Результаты. Разработан способ, основанный на усилении кавитационного бактерицидного воздействия низкочастотного ультразвука на патогенную микрофлору за счет дополнительных физико-химических факторов: антисептиков окислительной группы, оптимального нагрева озвучиваемой бактериальной среды и наложения на среду внешнего статического давления. Для опробования метода в клинических условиях совместно с Главным военным клиническим госпиталем (ГВКГ им. Н.Н. Бурденко) было составлено техническое задание (ТЗ) на создание экспериментального устройства, реализующего все условия и параметры предлагаемого способа ультразвуковой обработки инфицированных ран. Приведены описание конструкции и общий вид экспериментального устройства для осуществления нового способа озвучивания инфицированных ран. Данное устройство выполнено в полном соответствии с разработанным ТЗ. Практическое применение. Устройство ультразвуковой обработки инфицированных ран предназначено, прежде всего, для обработки огнестрельных ран. Однако оно может быть использовано на различных участках тела пациента, характеризующихся различной формой и кривизной.

Наукоемкие технологии, 21, № 7, с. 32-36 (2020) | Рубрики: 15.01 16

 

Веричев Н.Н., Веричев С.Н., Ерофеев В.И. «Динамика потоковой цепочки» Вестник научно-технического развития, № 167, с. 3-26 (2022)

Приводятся результаты исследования коллективных динамических свойств потоковой цепочки. Таковой называется цепочка динамических систем (динамические системы – элементы цепочки) с однонаправленными связями. По-другому говоря, это тот случай, в котором существенным воздействием на произвольный элемент цепочки является воздействие предыдущего элемента, в то время как реакция последующего на данный существенной не является. Подобные цепочки могут являться математическими моделями реальных систем с решеточной структурой, имеющих место в самых различных областях естествознания, экономики. Также они могут быть моделями технологических и вычислительных процессов. В качестве «элементов» решетки выбраны нелинейные автоколебательные системы (условно, – осцилляторы) с широким «спектром» потенциально возможных индивидуальных автоколебаний: от периодических до хаотических. Это позволяет исследовать различные динамические режимы цепочки, меняя параметры и не меняя в порядке аналитического и численного эксперимента природу самих элементов. Главным препятствием на пути изучения динамики нелинейных решеток является чрезвычайно высокая размерность их фазового пространства. Это существенно сужает возможность применения классических методов исследования динамических систем. С другой стороны, численные методы в отрыве от аналитических методов и результатов аналитического исследования подобных нелинейных систем, не являются альтернативой. Эффективной является их совокупность. Число аналитических работ по исследованию решеток относительно невелико. Настоящая статья имеет целью, в частности, частично закрыть этот пробел. Исследуются условия существования и устойчивости пространственно однородных динамических режимов (детерминированных и хаотических) цепочки. Аналитические результаты иллюстрированы численным экспериментом. Исследуются динамические режимы цепочки при возмущениях параметров на ее границе. Показывается возможность управления динамическими режимами цепочки путем включения необходимого возмущения на границе. Рассматриваются различные случаи динамики цепочек, составленных из неоднородных (различных по своим параметрам) элементов. Аналитически и численно исследуется глобальная (всех осцилляторов цепочки) хаотическая синхронизация. Ключевые слова: динамическая система, решетка, бифуркации, осциллятор, фазовое пространство, динамический хаос, синхронизация.

Вестник научно-технического развития, № 167, с. 3-26 (2022) | Рубрика: 16

 

Рогачев С.О., Сундеев Р.В., Андреев В.А., Николаев Е.В., Тен Д.В., Токарь А.А. «Влияние отжига на механическое поведение при растяжении медно-алюминиевых композитов, полученных ротационной ковкой» Деформация и разрушение материалов, № 12, с. 31-38 (2022)

DOI: 10.31044/1814-4632-2022-12-31-38 Исследовано влияние отжига в течение 2 ч при температуре из диапазона 180–300°C на механическое поведение при растяжении композита медь/алюминиевый сплав Д16, полученного холодной ротационной ковкой заготовки диаметром 20 мм до диаметра 5 и 2,5 мм (e=2,77 и 4,16 соответственно). Для сравнения рассмотрен вариант сборки композита с дополнительными стальными волокнами из стали типа 12Х18Н10Т, уложенными продольно между оболочкой и стержнем. С использованием метода акустической эмиссии изучен процесс деформации и разрушения композиционных образцов при одноосном растяжении. Установлено, что механические свойства и процесс деформации медно-алюминиевых композитов зависят от варианта сборки и степени обжатия при ротационной ковке. Механические свойства композита медь–алюминиевый сплав менее чувствительны к нагреву по сравнению с композитом медь–сталь–алюминиевый сплав. Наиболее сильное разупрочнение композиционных образцов вызывает отжиг при 300°C. Ключевые слова: большие пластические деформации, ротационная ковка, медно-алюминиевые композиты, структура, механические свойства, акустическая эмиссия

Деформация и разрушение материалов, № 12, с. 31-38 (2022) | Рубрика: 16

 

Алемасова Н.В., Сухова С.Р., Степкина Д.И., Бурховецкий В.В., Савоськин М.В. «Формирование трехмерных структур оксидом графита различной природы при взаимодействии с тиомочевиной» Материаловедение, № 5, с. 3-8 (2022)

DOI: 10.31044/1684-579X-2022-0-5-3-8 Проведено сравнение оксидов графита по Хаммерсу и Броди на предмет возможности образования ими гелеобразных структур при взаимодействии с тиомочевиной. Установлено, что восстановление оксида графита по Хаммерсу под воздействием ультразвука низкой мощности и при концентрациях суспензии оксида графита не ниже 2 мг/см3, а тиомочевины не ниже 0,1 моль/дм3 приводит к образованию гидрогеля. Оксид графита по Броди с тиомочевиной в изученных условиях гидрогель не образует. Исследована морфология поверхности полученных восстановленных оксидов графита методом сканирующей электронной микроскопии.

Материаловедение, № 5, с. 3-8 (2022) | Рубрика: 16

 

Вихренко В.С., Пищов С.Н. «Динамика колебаний двухосного автомобиля МАЗ-4570» Международный научно-технический сборник «Теоретическая и прикладная механика», № 18, с. 101-112 (2005)

Spectral theory is used for investigating the characteristics of motion of a vehicle with two vibrational degrees of freedom in longitudinal section. As an example truck MAZ-4570 is considered.

Международный научно-технический сборник «Теоретическая и прикладная механика», № 18, с. 101-112 (2005) | Рубрики: 04.15 16

 

Астахов Э.И., Кудин В.В., Черняк М.М. «Алгоритмы анимации колебаний в лабораторной работе по виброизоляции машин» Международный научно-технический сборник «Теоретическая и прикладная механика», № 20, с. 149-152 (2006)

The mathematical algorithm is adduced for calculating fluctuation in vibration exciter and for the object of vibration protection during line vibrainsulation for further computer animation of fluctuations on the computer display.

Международный научно-технический сборник «Теоретическая и прикладная механика», № 20, с. 149-152 (2006) | Рубрики: 04.15 16