Радзюк А.Ю., Истягина  Е.Б., Кулагина Л.В., Жуйков А.В. «Современное состояние использования кавитационных технологий (краткий обзор)» Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 333, № 9, с. 209-218 (2022)

Известны примеры получения гомогенных жидкостей на основе углей, нефтепродуктов, асбеста, цемента и других георесурсов с использованием эффектов гидродинамической кавитации. Эффективность кавитационной обработки многофазных сред зависит от множества факторов, таких как тип кавитации (акустическая и гидродинамическая), состав обрабатываемой среды, режим течения, температура, давление, вязкость и многие другие. Разнообразие путей применения кавитационных технологий не позволяет выработать единые подходы к оценке их эффективности, в этой связи актуальность приобретает их сравнение на основе индивидуальных для каждого технологического процесса критериев. Цель: на основе анализа и обобщения данных о современном состоянии использования кавитационных технологий в теплоэнергетике, химической и нефтяной отраслях производства, атомной энергетике и др. сделать выводы о том, какие из используемых способов кавитационной обработки обладают наибольшей эффективностью в изменении технологических параметров обрабатываемых сред. Объекты: технологии, устройства и аппараты, в которых при диспергировании, эмульгировании, гомогенизации, очистке и т. д. имеются режимы течения обрабатываемых сред, сопровождающиеся кавитационными явлениями. Методы: анализ информации о применении кавитационных технологий, приведенной в публикациях за последние пять лет в журналах, проиндексированных в международных базах Web of Science и Scopus. Результаты. Изложен анализ литературных источников в области использования кавитационных технологий. Приведены основные результаты работ по кавитационной обработке различных жидких композиций, полученные авторами статей. Рассмотрены механизмы кавитационного воздействия, применение кавитационных технологий в различных отраслях, актуальные методы и средства изучения кавитационных явлений. Сделаны выводы об основных достоинствах и недостатках применения кавитационной технологии как элемента технологической обработки. Показано, что наиболее эффективным является воздействие на обрабатываемые среды гидродинамической кавитацией.

Смирнов В.Я. «О выборе средней величины при определении работоспособности четырехкомпонентного вибропреобразователя» Мир измерений, № 1, с. 24-28 (2023)

Рассматриваются вопросы выбора средней величины при определении работоспособного состояния четырехкомпонентного пьезоэлектрического вибропреобразователя, с помощью которого определяется не только модуль вектора пространственной вибрации, но и неисправное состояние вибропреобразователя. Последнее определяется с помощью отклонений от средней величины расчетных значений модуля вектора пространственной вибрации. В качестве средних величин рассмотрены пять вариантов: среднее арифметическое, среднее взвешенное, среднее геометрическое, среднее квадратическое и среднее гармоническое. На конкретном примере определены границы изменений расчетных значений модуля вектора пространственной вибрации в зависимости от типа средней величины и погрешности измерений расчетных значений проекций вектора пространственной вибрации на оси чувствительности ортогональных каналов вибропреобразователя. Показано, что наиболее перспективным при определении работоспособности является использование значения средней взвешенной величины. Приведен ряд рекомендаций по уменьшению влияния границ изменений погрешностей расчетных значений модуля вектора пространственной вибрации при определении работоспособного состояния вибропреобразователя.

Смирнов В.Я. «О выборе средней величины при определении работоспособности четырехкомпонентного вибропреобразователя (окончание)» Мир измерений, № 2, с. 35-39 (2023)

Рассматриваются вопросы выбора средней величины при определении работоспособного состояния четырехкомпонентного пьезоэлектрического вибропреобразователя, с помощью которого определяется не только модуль вектора пространственной вибрации, но и неисправное состояние вибропреобразователя. Последнее определяется с помощью отклонений от средней величины расчётных значений модуля вектора пространственной вибрации. В качестве средних величин рассмотрены пять вариантов: среднее арифметическое, среднее взвешенное, среднее геометрическое, среднее квадратическое и среднее гармоническое. На конкретном примере определены границы изменений расчётных значений модуля вектора пространственной вибрации в зависимости от типа средней величины и погрешности измерений расчётных значений проекций вектора пространственной вибрации на оси чувствительности ортогональных каналов вибропреобразователя. Показано, что наиболее перспективным при определении работоспособности является использование значения средней взвешенной величины. Приведены ряд рекомендаций по уменьшению влияния границ изменений погрешностей расчётных значений модуля вектора пространственной вибрации при определении работоспособного состояния вибропреобразователя.

Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. «Определение нелинейных сил второго порядка, возникающих при взаимодействии волнения и отдельных видов качки судна в условиях мелководья» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 2-2, с. 37-45 (2022)

Рассматривается определение нелинейных сил второго порядка, обусловленных взаимодействием набегающего, дифрагированного волнения и волнения, обусловленного различными видами колебаний на основании применения трехмерной потенциальной теории в условиях мелководья. Для их определения необходимо вычисление потенциалов второго порядка малости. Представленное решение в отечественной практике является новым. Решение задачи осуществляется на основании методов малого параметра и интегральных уравнений с учетом нелинейного граничного условия на свободной поверхностью жидкости. В работе расчет интегралов по свободной поверхности проводится напрямую за счет их сходимости на бесконечном удалении от судна. Нелинейные силы и моменты определяются в работе с использованием различных функций Грина для жидкости ограниченной глубины. Приводятся результаты расчетов нелинейных сил и моментов для разных судов. Расчеты представлены в сравнении с расчетами по двумерной теории, выполненными также для случая жидкости ограниченной глубины. Показано хорошее согласование результатов между собой в большинстве случаев. Показано значительное влияние уменьшения относительной глубины на все составляющие нелинейных сил без исключения, независимо от вида качки и типа судна. Ключевые слова: метод интегральных уравнений, трехмерная потенциальная теория, потенциал второго порядка, функция Грина, нелинейные силы, взаимодействие набегающего волнения и качки, мелководье

Костюков А.В. «Экспериментальные исследования шума силовых трансформаторов» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 695-699 (2022)

Статья посвящена вопросам определения шумовых характеристик силовых трансформаторов предприятий машиностроения. На предприятиях машиностроения используются трансформаторы различной мощности, которые размещаются на территории предприятия, в том числе и в цехах. Силовые трансформаторы издают шум, который неблагоприятно влияет на работников предприятия. В статье рассматриваются методы расчёта и снижения шума силовых трансформаторов.

Фролова Д.С. «Экспериментальные исследования шума дизель-генераторов, эксплуатируемых в вагонах-электростанциях различного подвижного состава» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 3, с. 535-539 (2023)

Объектом исследования является вагон дизель-электростанции, входящий в состав различного подвижного состава. Это объяснимо с точки зрения различных компоновок, количеством и мощностями дизель-генераторов. Измерения проводились в диапазоне нормативных скоростей движения. Исследование виброакустических характеристик вагонов дизель-электростанций выполнялись с учетом должностных инструкций, разработанных для персонала, обслуживающего вагоны-электростанции. Результаты измерений показали превышения уровней звукового давления на рабочих местах и местах отдыха персонала внутри вагона-электростанции над санитарными нормами.

Сизиков В.С., Сизиков С.А. «К расчету колебаний ударной решетки и сита виброударного грохота в синфазном и противофазном режимах» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 9, с. 589-592 (2022)

Приводятся результаты математического моделирования перемещения виброударной решетки и сита инновационного виброударного грохота для двух характерных режимов их колебаний – синфазного и противофазного. Определены условия существования синфазного и противофазного режимов колебаний виброударной решетки и сита и условия передачи ударного импульса ситу от виброударной решетки, обеспечивающие работу грохота с эффективной очисткой ячеек сита от застрявших частиц.

Путинцев В.Ю., Новиков А.А., Негров Д.А., Бургонова О.Ю., Пантюхова К.Н., Мулюкова А.Р.. «Влияние режимов термической обработки на коэффициент акустических потерь в материале ультразвукового инструмента» Омский научный вестник, № 2, с. 28-32 (2017)

Рассматриваются режимы термической обработки и их влияние на структуру и свойства материала ультразвукового инструмента. Эффективность передачи энергии ультразвуковых колебаний в обрабатываемую зону напрямую связано с правильным выбором параметров термической обработки ультразвукового инструмента, которая формирует его механические и эксплуатационные свойства. Определены оптимальные режимы закалки и отпуска стали 30ХГСА, применяемой для изготовления ультразвукового инструмента, которая должна обладать вязкоупругими свойствами, низким коэффициентом акустических потерь, а также высокой усталостной прочностью. В результате проведенных исследований цилиндрических образцов резонансной длинны из стали 30ХГСА установлено, что коэффициент акустических потерь существенно зависит от режимов термической обработки. После отпуска при температуре 500°С коэффициент акустических потерь составляет 1,32 единицы, что на 14,28 % меньше, чем при температуре отпуска 540°С (1,54 ед.).

Тимофеева В.В., Синетов Н.Н., Первушин Р.В. «Лабораторный стенд для исследования параметров вибраций пластинчатых конструктивов» Методы и устройства передачи и обработки информации, № 21, с. 57-60 (2019)

Разработка и изготовление технической систем с заданными показателями качества и надёжности является актуальнейшей задачей как любого конкурентоспособного предприятия, так и конкурентоспособной экономики целых стран. На стадии эксплуатации надёжность любой технической системы определяет её качество изготовления на предприятии и внешние факторы эксплуатации. К внешним дестабилизирующим факторам прежде всего относят группы климатических и механических воздействий. Анализ влияния механических воздействий может осуществляться с помощью различных видов вибростендов. Описываемый лабораторный стенд позволяет определять такие динамические характеристики пластинчатых конструкций, как собственную частоту колебаний, амплитуду колебаний, виброскорость, виброускорение. Проведённые эксперименты позволяют сделать вывод о работоспособности стенда и совпадении практических результатов с теоретическими расчётами, проведённым по известным методикам.

Луговой В.П. «Сравнительный анализ перемещений ультразвуковых инструментов изогнутой формы» Наука и техника, 22, № 2, с. 96-102 (2023)

Приведен теоретический анализ колебаний криволинейного стержня в виде петли малой жесткости, образованного из четверти окружности с постоянным радиусом, ограниченного углом π/2<γ<π, и двух прямолинейных стержней. Указывается, что в практике ультразвуковой технологии известны некоторые разновидности конструкций, в которых использованы упругие элементы в качестве резонаторов, волноводов, трансформаторов колебаний и инструментов для воздействия на обрабатываемые материалы. Их применение позволяет получить дополнительный импульс силы в рабочей зоне за счет использования потенциальной энергии, вызванной действием упругих свойств таких элементов. Однако теоретическому обоснованию использования упругих элементов в ультразвуковых системах уделено недостаточное внимание. В связи с этим настоящая работа посвящена теоретическому обоснованию применения упругого инструмента из тонкого стержня, имеющего форму петли. Представлены схема и расчет перемещений свободного конца криволинейного стержня под действием сил, направленных вдоль продольной оси. Показано, что упругие перемещения обусловлены криволинейной формой в виде дуги окружности изогнутого стержня. Для сравнения приведены расчетные схемы двух типов криволинейного стержня с присоединенным стержнем. В первом случае свободные концы прямолинейных стержней, направленные вертикально вниз, совершают упругие перемещения по двум координатам. Во втором – концы прямолинейных стержней, направленные под некоторым углом к вертикальной оси и сходящиеся в нижней точке в силу симметричности их расположения, совершают вертикальные перемещения лишь по одной координате. Рассмотренная форма изогнутого стержня может быть успешно применена в качестве инструмента для выполнения технологических задач при ультразвуковом способе обработки отверстий в хрупких материалах, точечной сварки и пр. Такая схема в отличие от традиционной схемы ультразвуковой обработки, основанной на использовании прямолинейных стержней, позволяет усилить величину амплитуды колебаний инструмента за счет упругих перемещений криволинейного участка стержня малой жесткости. Предложенная форма позволит увеличить интенсивность колебаний инструмента и повысить производительность процесса и точность обработки. Полученная расчетная формула показывает, что на величину упругих перемещений криволинейного стержней влияют жесткость поперечного сечения и радиус кривизны изогнутой части, а также угол наклона прямолинейного стержня. Теоретический расчет дополнен сравнительным экспериментальным изучением форм Хладни для обеих схем, полученных на поверхности листа с помощью абразивных частиц.

Соловьев В.О., Шведов И.М. «Разработка алгоритма вычисления эффективных параметров взрывного импульса при взрывореактивном разрушении породных массивов» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 4, с. 100-108 (2023)

Выполнено моделирование изменения спектральной плотности импульса напряжений при работе взрывореактивного комплекса в породном массиве. Разработан алгоритм вычисления распределения спектральной плотности импульса давления для нестационарных газодинамических процессов с учетом физико-механических свойств горных пород. Ключевые слова: взрывореактивный способ, разрушение горных пород, спектральный анализ, импульс давления

Кирпичников В.Ю., Смольников В.Ю., Скобля Е.С., Сятковский А.И. «Экспериментальное исследование способов улучшения акустических свойств бумажно-слоистых пластиков» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 4, с. 178-183 (2023)

Исследована эффективность двух способов уменьшения вибрации и звукоизлучения пластины из бумажно-слоистого пластика (ламината). Установлено, что включение в конструкцию пластика полимерной поливинилацетатной пленки или облицовка пластины из пластика армированным вибропоглощающим покрытием на основе пленки и алюминиевой фольги или пластика приводит к существенному улучшению ее виброакустических характеристик. Наиболее существенное уменьшение вибрации и звукоизлучения зарегистрировано при нанесении покрытия с алюминиевой фольгой, толщина которой в шесть раз меньше толщины демпфируемой пластиковой пластины. DOI: 10.15372/PMTF202215236

Федотов А.А., Ахмеджанов Р.А. «О помехоустойчивости активного виброакустического способа контроля состояния магистрального трубопровода» Омский научный вестник, № 2, с. 116-120 (2018)

Повышение помехоустойчивости является одной из основных задач при разработке методов и систем виброакустического контроля. В работе реализовано моделирование функционирования активного способа контроля состояния магистрального трубопровода с использованием аналитической модели поперечных колебаний стержня с добавлением помехи, полученной на действующем трубопроводе. Сделан вывод о перспективности использования когерентного накопления сигнала в активных системах контроля состояния трубопроводов.

Комаров В.А., Федотов А.А., Денисова Л.А. «Обнаружение дефектов магистральных трубопроводов системами виброакустического контроля» Омский научный вестник, № 4, с. 89-96 (2019)

Рассматриваются вопросы обнаружения дефектов на магистральных трубопроводах путем применения систем активного виброакустического контроля их состояния. Представлены описания и изложены принципы функционирования систем, базирующихся на использовании вероятностных методов распознавания технического состояния объекта. Приведены результаты численных экспериментов, получены зависимости оценок ошибок обнаружения дефектов от интенсивности акустической помехи. Показано, что применение систем активного виброакустического контроля позволяет эффективно обнаруживать дефект трубопровода (врезку, шурф) даже при малых значениях отношения сигнал/шум.

Федотов А.А., Малиновский Ю.Г. «О вероятности ошибки обнаружения несанкционированных воздействий на трубопровод активным виброакустическим способом контроля» Омский научный вестник, № 6, с. 100-105 (2019)

Научным сообществом разработано множество способов обеспечения безопасности транспортировки нефтепродуктов автоматизированными средствами. Актуальной задачей является повышение эффективности идентификации вида несанкционированного воздействия на трубопровод и оценка вероятностей ошибок обнаружения нарушений. В работе представлены результаты экспериментальной оценки вероятностных характеристик обнаружителя на основе ранее предложенного активного виброакустического способа контроля. Получены значения информативных признаков в виброакустических сигналах в зависимости от размера локальной неоднородности и отношения сигнал/шум. Определена вероятность ошибки распознавания и необходимое количество накапливаемых сигналов для работы системы в дальней зоне. Сделан вывод о состоятельности предложенного алгоритма идентификации вида несанкционированного воздействия.

Бобров А.Л., Гончаров К.И. «Анализ факторов, влияющих на выявляемость дефектов при ультразвуковом контроле эксплуатируемых рельсов» Южно-Сибирский научный вестник, № 3, с. 18-24 (2023)

Надежность эксплуатации железнодорожного пути зависит от технического состояния рельсового полотна, которое, в свою очередь, подвергается периодическому контролю неразрушающему контролю, в котором ультразвуковые методы играют решающую роль. Работа посвящена исследованию температурного фактора на изменение основных параметров ультразвукового контроля рельсов, находящихся в эксплуатации. В статье приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований изменений чувствительности каналов контроля рельсов наклонными преобразователями, связанных с изменением температурного фактора и колебаний угла ввода ультразвуковой волны при реализации типовых схем контроля. Контроль проводили ультразвуковым дефектоскопом и набором наклонных преобразователей с углами. Приведена методика проведения исследований и основные результаты, которые показывают, что на ввода 50–70 чувствительность контроля влияет температура, которая как погодный фактор может, таким образом, приводить к появлению ошибок первого и второго рода. Кроме того, исследована чувствительность к реальным дефектам рельсов – усталостным трещинам. По результатам исследований установлено, что при проведении ультразвукового контроля необходимо корректировать чувствительность контроля в зависимости от погодных условий, а также использовать гибкий механизм анализа результатов и повторного контроля. Ключевые слова: дефект, периодический контроль, рельсы, температура, угол ввода, ультразвуковой контроль, усталостные трещины, чувствительность.

Щипкова Ю.В. «Модель анализа информации о дефектах трубопровода при диагностировании ультразвуковыми снарядами» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 471-474 (2022)

Предложена модель для анализа полученной информации о дефектах линейной части МН при диагностировании ультразвуковыми внутритрубными приборами (ВНП). Показано что в реальных условиях при прохождении ВНП с учетом высотных отметок расположения МН, он проходит как минимум в трех различных средах. В процессе эксплуатации нефтепроводов возникают проблемы выпадения воды в пониженных и «газовых шапок» в повышенных участках трассы МН. Для предотвращения этого явления предусмотрено поддержание определенного режима по минимально и максимально допустимому давлению и подготовке нефти к транспорту (обезвоживание, дегазация, стабилизация и т.д.). Однако эти меры не предотвращают попадания в МН воды, которая расслаивается в связи с разностью плотностей и скапливается в пониженных по рельефу участках. В повышенных участках накапливаются пузырьки воздуха или легких углеводородов, содержащихся в нефти и выделяющихся при повышенных температурах и снижения давления перекачки. Проведены расчеты по условиям выноса «газовых шапок» и воды из мест скопления, для различных диаметров нефтепровода. Показано, что выноса газа и воды не происходит для диаметров нефтепроводов более 530 мм при действующих режимах перекачки. Анализ получаемых данных по результатам обследования ВНП снарядами позволяет сделать вывод, что движение прибора в 3-х различных средах изменяет скорость прохождения ультразвука в них и, как следствие, вносит погрешность определения дефекта в теле трубы.

Пономарев А.И., Игнатьев А.А. «Оценка стойкости режущего инструмента на основании показателя колебательности динамической системы станка при точении» Инженерный вестник Дона, № 4, с. 208-224 (2023)

Объектом исследования выступает метод оценки стойкости режущего инструмента оценивающего рациональность периодичности смены режущего инструмента при точении на основании показателя колебательности. Для фомирования сигнала для анализа происходит регистрация виброакустических колебаний в процессе обработки деталей прибором для измерения шума и вибрации ВШВ-003-М2. Для проверки передаточной функции использованной в методике произведено построение модели динамической системы токарного станка. Для оценки стойкости по показателю колебательности используется построение автокорреляционной функции и амплитудно-частотной характеристики динамической системы. Произведены серии испытаний для оценки стойкости инструмента по рекомендуемым режимам резания, и скорректированные по полученным результатам итоги. Запись файлов для анализа произведена в формате wave-файла. Анализ полученных результатов позволил внести рекомендации по периодичности смене инструмента для лучшего контроля нормирования инструмента и труда. Знание стойкости режущего инструмента необходимо для своевременной замены режущих пластин и контроля над потерями в производстве.

Гежа Д.В., Мелконян А.Л., Николаев Д.А. «Оценка влияния на параметры вибрации валопровода силы упора вращающегося гребного винта» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 2-2, с. 53-58 (2022)

Для получения математической модели поставленной задачи использован разработанный авторами метод коррекции инерционно-жесткостных характеристик модели и внешней нагрузки. При реализации метода учет влияния дополнительных факторов, усложняющих картину вибрации (учет вращения винта и квазистатической силы его упора), осуществляется при расчете параметров вибрации квазиодномерной модели автоматически. Для созданной математической модели разработан алгоритм расчета параметров вибрации (на основе дискретного варианта метода парциальных откликов). Выведены формулы для парциальных откликов и парциальных параметров, необходимые при реализации предложенного алгоритма. Разработана соответствующая программа расчета параметров вибрации (амплитудные значения смещений, внутренних усилий и опорных реакций). Выполнена серия расчетов, позволивших оценить влияние вращения винта и силы его упора на параметры вибрации и собственные частоты валопровода реального объекта. Ключевые слова: квазиодномерная модель, инерционно-жесткостные характеристики, парциальные отклики, параметры вибрации, вращение винта.

Владецкая Е.А., Братан С.М., Харченко А.О., Хекерт Е.В. «Динамика вибрационных воздействий на шлифовальный станок в условиях плавучей мастерской с учетом морского волнения» Морские интеллектуальные технологии, 3, № 3-1, с. 84-93 (2022)

Приведены результаты анализа и теоретических исследований динамики вибрационных воздействий на шлифовальный станок с учетом изменяющихся внешних факторов в условиях плавучей мастерской. Для обеспечения заданных параметров качества поверхностей при шлифовании на оборудовании плавучей мастерской на основе полученных динамических моделей и оценок разработана автоматическая система стабилизации параметров технологической системы с учетом воздействий внешней среды, в частности, волнений водной поверхности. Для процесса шлифования на основе принципа Даламбера–Лагранжа построено математическое описание, характеризующее динамику перемещений центров масс инструмента и заготовки с учетом изменения фактической глубины резания, в виде системы дифференциальных уравнений. Для моделирования процесса экспериментально определены коэффициенты жесткости и демпфирования. Для оценки фактической глубины резания разработана расширенная модель объекта с построением формирующего фильтра – динамического звена, моделирующего динамику вибрационных воздействий на станок от внешней среды через основание плавучей мастерской. Полученные векторно-матричные уравнения представляют стандартную форму описания динамической системы в терминах теории пространства состояний, что позволяет её использовать для исследования характеристик и поведения процесса, а также для синтеза систем управления этим процессом. Примеры численных характеристик работы фильтра и их анализ показывают, что через 0,4 секунды наблюдатель переходит в установившийся режим с готовностью к практическому использованию. Построенный формирующий фильтр характеризует динамику отклонений шлифовального круга и обрабатываемой заготовки при внешних воздействиях, что позволит существенно повысить качество изготовления деталей в условиях плавучей мастерской. Ключевые слова: плавучая мастерская, шлифовальный станок, динамическая система, вибрационные воздействия, внешние возмущения, морское волнение, автоматическая система стабилизации параметров, расширенная модель объекта, векторно-матричные уравнения, наблюдатель, формирующий фильтр, характеристики работы фильтра.

Минасян М.А., Минасян А.М. «Методика определения жесткости, коэффициентов демпфирования и поглощения нетрадиционных виброизоляторов MAMSAR на основе экспериментальных статических нагрузочных характеристик» Морские интеллектуальные технологии, 4, № 4-2, с. 72-79 (2022)

Объектом исследования являются запатентованные канатные, пружинно-канатные и канатно-резиновые виброизоляторы MAMSAR. Выбор материала упругого элемента виброизолятора является сложной операцией, поскольку учет его характерных свойств и особенностей необходимо сопоставить с требованиями, предъявляемыми к конкретной виброзащитной системе. По структуре стальной канат является одним из наиболее подходящих материалов, используемых в качестве упругих элементов виброизоляторов. Для улучшения упруго-демпфирующих свойств в виброизоляторах MAMSAR конструктивно объединены канат с пружиной или канат с резиной. Целью работы является разработка методики определения основных характеристик оригинальных виброизоляторов MAMSAR на основе экспериментальных статических нагрузочных характеристик по осям X, Y, Z. Результаты работы: 1. Канатные составляющие у пружинно-канатных виброизоляторов, помимо демпфирования, служат также поддерживающими элементами. 2. Полученные характеристики виброизоляторов MAMSAR обеспечивают возможность их применения для различных объектов техники. Ключевые слова: жесткость, коэффициент демпфирования и поглощения виброизоляторов, нагрузочные характеристики виброизоляторов.

Азин А.В., Богданов Е.П., Рикконен С.В. «Моделирование передачи акустической энергии через многослойную систему для изменения реологических свойств углеводородов» Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 333, № 3, с. 186-196 (2023)

Актуальность исследования обусловлена необходимостью определения уровня акустической энергии ультразвукового излучения, проходящего через многослойную конструкцию. Знание уровня акустической энергии актуально для проектирования ультразвуковых установок по изменению реологических свойств углеводородных топлив при эксплуатации энергетических объектов в условиях Арктики и Антарктики. Цель состоит в разработке математической модели распространения ультразвукового излучения в многослойной системе с определением энергии в каждом слое при учете конструкции ультразвукового излучателя резонансного типа. Объекты: ультразвуковой излучатель резонансного типа, многослойная система, физическая модель системы «ультразвуковой излучатель–многослойная система». Методы: математическое моделирование распространения ультразвукового излучения в многослойной системе, учитывающее влияние: конструкции ультразвукового излучателя резонансного типа, его режима работы, количество слоев и механические свойства материалов многослойной системы; экспериментальные исследования на основе физической модели системы «ультразвуковой излучатель – многослойная система»; верификация математической модели на основе полученных экспериментальных данных. Результаты. Разработанная математическая модель позволяет определить энергию и частотные характеристики акустического излучения в каждом слое многослойной системы. Знание уровня акустической энергии при дальнейших исследованиях позволит определить изменения реологических свойств среды, в том числе и от нагрева. Проведены экспериментальные исследования работы ультразвукового излучателя резонансного типа при нагрузке в виде одного слоя полиметилметакрилата, двух слоев полиметилметакрилата и трех слоев полиметилметакрилата. Расчетные данные согласуются с экспериментами, погрешность не превышает 15%. Выводы. Разработанная математическая модель позволяет спроектировать конструкцию ультразвукового излучателя резонансного типа и подобрать по мощности и диапазону частот необходимый источник питания для лабораторных исследований углеводородного сырья.

Миронова Е.В. «Снижение вязкости резинового клея ультразвуком» Омский научный вестник, № 2-2, с. 37-39 (2013)

Воздействие ультразвука на бензиновые растворы сырой резиновой смеси (резиновый клей), изготовленной на основе каучука, приводит к существенному снижению вязкости клея, что позволяет повысить концентрации раствора, уменьшить время испарения растворителя в процессах склеивания резин, улучшить свойства смачиваемости клея поверхности резин.

Галуза Ю.Ф. «Математическая модель активной виброизоляционной опоры с гидравлическим инерционным преобразователем» Омский научный вестник, № 3-2, с. 144-147 (2013)

Рассматривается математическая модель активной виброизоляционной опоры, состоящей из параллельно соединенных пневматического амортизатора и гидравлического инерционного преобразователя движения с активным управлением на базе резинокордной оболочки.

Семенюк Н.А., Кузнецова Ю.В., Суриков Вад.И., Суриков Вал.И., Теплоухов А.А. «Применение диоксида ванадия в приборах акустического каротаж» Омский научный вестник, № 4, с. 151-155 (2018)

Проведено исследование элементного состава образцов диоксида ванадия, применяемого в качестве термодатчика в каротажных комплексах после серии 0, 15, 30, 50 термоциклов. Изучено влияние термоциклирования на элементный состав поверхности диоксида ванадия и электрические свойства VO2 в окрестностях фазового перехода. Установлено изменение электрических свойств материала в области фазового перехода металл–полупроводник. Выявлено, что величина скачка электросопротивления при фазовом переходе заметно меньше для образца после серии 50 термоциклов по сравнению с исходным образцом.

Иванов Д.А., Галиева Т.Г., Голенищев-Кутузов А.В., Садыков М.Ф., Калимуллин Р.И., Семенников А.В. «Детектирование акустических сигналов частичных разрядов на дефектах изоляционного оборудования» Омский научный вестник, № 6, с. 48-55 (2021)

Статья посвящена методу акустической регистрации частичных разрядов в высоковольтных изоляторах. Рассмотрены физические процессы генерации различных видов частичных разрядов в высоковольтных изоляторах. Описывается приборная реализация и способ обработки диагностической информации с чувствительных элементов – акустических приемников ультразвукового диапазона. Возможность обнаружения источников частичных разрядов с привязкой к месту возникновения важна для локализации неисправного элемента и его дальнейшего диагностирования.

Максимов А.И., Моисеев И.А. «Метод определения вставок в фонограммы путем анализа фрагментов их фоновых шумов» Южно-Сибирский научный вестник, № 3, с. 192-197 (2023)

Представлен метод анализа фрагментов фоновых шумов фонограммы для установления, были ли фрагменты фонограммы записаны в сходных условиях. Предложенный метод разрабатывался для решения прикладных задач криминалистики. Он предполагается для использования в качестве вспомогательного средства для эксперта при проведении криминалистической экспертизы звукозаписей, имеющих доказательное значение. При помощи предложенного метода можно определить наличие вставки в аудиозапись, так как фоновые шумы вставленного фрагмента будут отличаться от остальных. Метод состоит из трех последовательных этапов. Сначала производится предобработка исследуемых фрагментов звукового сигнала – из фрагментов удаляется голосовая составляющая, после чего полученные фрагменты фонового шума преобразуются в формат, подходящий для их последующей обработки с помощью нейронных сетей. В результате такого преобразования получается псевдоизображение из мелспектрограмм фрагментов фонового шума. Далее полученные псевдоизображения поступают на вход нейросетевой модели, использующейся для выделения признаков. В итоге, между полученными векторами признаков вычисляется расстояние. Если расстояние оказалось выше эвристического порога, то условия записи фрагментов считаются различными, если меньше – аналогичными. В работе проведено экспериментальное исследование как различных методов предобработки фрагментов звуковых сигналов, так и нейросетевых моделей для выделения векторов признаков из предобработанных фрагментов шума. На основании анализа полученных результатов для исследованных этапов работы метода выбираются конкретные реализации метода предобработки и нейронной сети. Также в заключении работы авторы приводят направления дальнейших исследований для улучшения предложенного метода. Ключевые слова: цифровые аудиосигналы, криминалистическая экспертиза, мел-спектрограмма, выделение признаков, обнаружение вставок в аудиозаписи

Повколас К.Э. «Оценка эффективности применения горизонтальных инерционных барьеров для снижения вибраций, распространяющихся в грунтовой среде» Наука и техника, 22, № 4, с. 286-293 (2023)

Приводятся расчеты колебаний грунтового массива при размещении на пути их распространения горизонтального инерционного барьера в виде прямоугольной бетонной плиты, заглубленной в грунт. Эффект демпфирования поверхностной волны при ее контакте с инерционной плитой связан с ее отражением, преломлением и частичным поглощением. Теоретические исследования проводили при помощи метода конечных элементов. Грунтовая среда рассматривалась как упругий инерционный массив, ограниченный неотражающими границами. Смоделированы различные варианты геометрии инерционной плиты и ее пространственного расположения на поверхности грунтовой среды между источником колебаний и рассматриваемой точкой за барьером. Эффективность каждого варианта виброизоляции количественно оценивали по величине, показывающей, во сколько раз уменьшается скорость вертикальных колебаний грунта за барьером по сравнению со свободным распространением поверхностных волн. Показано, что интенсивное снижение вертикальных перемещений происходит, начиная с боковой грани инерционной плиты. Здесь амплитуда вертикальных колебаний уменьшается в 9,8 раза для бетонной плиты длиной 15 м и в 4,2 раза для 3-метровой плиты. На расстоянии 22 м от точки приложения динамической нагрузки амплитуды уменьшаются в 5,48 и 2,95 раза соответственно для плит шириной 15 и 3 м. Данный способ снижения вибродинамических воздействий обладает простотой конструктивного исполнения и может быть использован в стесненных условиях городской застройки для защиты существующих и проектируемых зданий и сооружений.

Бунтин А.Е., Ваганов М.С. «Изменение параметров структуры и свойств слоистых силикатов при ультразвуковых и сверхвысокочастотных воздействиях» Вестник технологического университета (ранее Вестник Казанского технологического университета – 1998–2015), 26, № 2, с. 85-89 (2023)

Вилкова Н.Г., Мишина С.И., Мазурин Н.Н. «Влияние ультразвуковых воздействий на краевой угол смачивания органомодифицированных частиц» Вестник технологического университета (ранее Вестник Казанского технологического университета – 1998–2015), 26, № 7, с. 22-26 (2023)

Кулаков К.С., Бородин И.К., Помазов В.С. «Оптимизация периодичности разрядов электрогидравлической установки для поддержания необходимого уровня звукового давления в акваториях» Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук, № 3, с. 125-128 (2022)

Представлены результаты численного моделирования распространения волны давления, создаваемой электрическим разрядом в жидкости. На основе теоретических и экспериментальных данных определен радиус парогазовой сферы в момент ее схлопывания и отрыва акустической волны давления. Решение уравнения диффузионной акустики с учетом термовязкостного затухания позволило предсказать параметры импульса давления в точках на различных расстояниях от места электрического разряда. Также с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье получены значения амплитуд высших гармоник одиночного импульса. Проанализировав длительность затухания, было определено максимальное время между последовательными электрическими импульсами для поддержания необходимого звукового шума в акваториях.

Сахвадзе Г.Ж. «Моделирование технологии лазерно-ударно-волновой обработки титановых сплавов с памятью формы с использованием анализа размерностей» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 4, с. 59-69 (2021)

Методами анализа размерностей и конечно-элементного моделирования исследованы процессы, протекающие при лазерно-ударно-волновой обработке титановых сплавов с эффектом памяти формы. Установлено, что основными безразмерными параметрами, управляющими распределением остаточных напряжений и глубиной пластической зоны, возникающих при лазерно-ударно-волновой обработке, являются безразмерные длительность действия лазерного импульса и пиковое давление в ударной волне. На основе принятого определяющего соотношения, учитывающего мартенситное превращение, было численно исследовано влияние указанных безразмерных параметров на возникающие при лазерно-ударно-волновой обработке остаточные напряжения в сплавах с эффектом памяти формы. Получены численные результаты, количественно раскрывающие закономерности влияния вышеуказанных безразмерных параметров на остаточные напряжения. Полученная численным моделированием связь между глубиной пластически зоны и пиковым давлением в ударной волне подтверждена сравнением с аналогичными экспериментальными результатами, известными из литературы. Ключевые слова: сплавы с памятью формы, лазерно-ударно-волновая обработка, безразмерные параметры, анализ размерностей, остаточные напряжения, глубина пластической зоны, пиковое давление в ударной волне

Велиев Е.И., Ганиев Р.Ф., Корнеев А.С., Украинский Л.Е. «Расчетное и экспериментальное исследование волновых гидромассажеров» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 1, с. 3-12 (2022)

Для проведения исследований механических периодических воздействий на человека предлагается использовать новый тип массажеров, волновые гидромассажеры, способные создавать в гидродинамических течениях трехмерные (в частности, спиральные) волны с амплитудами и частотами скоростей и давлений широкого спектра, в том числе с зонами разрежения на обрабатываемой поверхности. В статье рассмотрены основные типы волновых гидромассажеров. Представлены результаты экспериментальных исследований и математического моделирования волновых гидромассажеров одного из разработанных типов, а именно, струйно-вихревого. Показано, что наилучшее совпадение расчетных и экспериментальных данных получается с помощью модели турбулентности крупных вихрей (LES). Полученные данные можно использовать при проектировании волновых гидромассажеров и других гидродинамических генераторов колебаний различного назначения. Ключевые слова: волновые гидромассажеры, эксперимент, расчет, амплитудно-частотные характеристики, модели турбулентности

Красиков А.В., Марков М.А., Красиков В.Л., Кравченко И.Н., Старицын М.В., Быкова А.Д., Беляков А.Н. «Влияние параметров вибрации при электроосаждении композиционных покрытий NI–SIC из вибрационно-стабилизированной суспензии» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 4, с. 21-27 (2022)

Исследовано влияние параметров вибрации на электросаждение композиционного покрытия Ni–SiC из вибрационно-стабилизированной суспензии. Показано, что повышение частоты вибрации приводит к снижению объемной доли включений карбида кремния и небольшому повышению выхода по току. Увеличение амплитуды колебаний увеличивает объемную долю SiC в композиционном покрытии, однако при этом покрытие становится неоднородным и на различных участках образцов осаждается различное количество частиц карбида кремния. На основании проведенных исследований рекомендован режим вибрации для осаждения покрытия Ni–SiC c равномерным распределением частиц карбида кремния. Ключевые слова: вибрационный метод, электроосаждение, композиционные покрытия, суспензия, гальваника, электролит, гранулометрический состав порошков, металлографические исследования, картирование

Сахвадзе Г.Ж. «Особенности применения технологии биомиметической лазерно-ударно-волновой обработки для определения коэффициента интенсивности напряжений» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 5, с. 60-67 (2022)

Изучается влияние новой технологии биомиметической лазерно-ударно-волновой обработки на коэффициент интенсивности напряжений применительно к образцам из алюминиевого сплава Д16. Разработана 3D конечно-элементная модель для изучения влияния биомиметической лазерно-ударно-волновой обработки на коэффициенты интенсивности напряжений и остаточную усталостную долговечность образцов. Показано, что при такой обработке коэффициенты интенсивности напряжений обработанных образцов эффективно снижаются, что значительно увеличивает их остаточную усталостную долговечность. Ключевые слова: биомиметика, лазерно-ударно-волновая обработка, остаточные напряжения, коэффициент интенсивности напряжений, остаточная усталостная долговечность, алюминиевый сплав Д16

Михальченков А.М., Кравченко И.Н., Феськов С.А., Семышев М.В., Величко С.А., Бармина О.В., Байдакова Е.В. «Интенсивность изнашивания эпоксидного состава в незакрепленном абразиве при незначительных ударных воздействиях» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 5, с. 99-104 (2022)

Установлена зависимость абразивного износа при незначительных ударных воздействиях в функции времени испытаний, которая имеет прямолинейный характер. Изменение интенсивности износа во времени соответствует эффекту самоорганизации процесса изнашивания. Ключевые слова: износ, интенсивность изнашивания, незакрепленный абразив, ускоренные испытания, время изнашивания, самоорганизация износа

Велиев Е.И., Ганиев Р.Ф., Корнеев А.С., Украинский Л.Е. «Волновые гидромассажеры нового поколения» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 6, с. 88-96 (2022)

Представлены результаты экспериментальных исследований нового типа волновых гидромассажеров, способных работать как в воде, так и в воздухе, что обеспечивает удобство их использования. Такие устройства создают трехмерные (в частности, спиральные) волны с амплитудами и частотами скоростей и давлений широкого спектра, в том числе с зонами разрежения на обрабатываемой поверхности. Это позволяет усилить физиотерапевтический эффект. Полученные данные можно использовать при проектировании волновых гидромассажеров и других гидродинамических генераторов колебаний различного назначения. Ключевые слова: волновые гидромассажеры, эксперимент, амплитудно-частотные характеристики

Азаров А.А., Гуськов А.М., Пановко Г.Я. «Динамика гибкого ротора с диском при точечном контакте с дискретными вязкоупругими ограничителями колебаний» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 1, с. 26-37 (2023)

Рассмотрена динамика ротора с массивным диском при взаимодействии с дискретно расположенными в плоскости вращения диска вязкоупругими опорами – ограничителями колебаний. Получены дифференциальные уравнения, описывающие поперечные радиальные и угловые колебания ротора при его вращении. Решение представлено в виде интегрального уравнения Фредгольма второго рода. Исследуется закритическое поведение ротора после бифуркации Пуанкаре–Андронова–Хопфа, которое вызвано внутренним трением в материале вала. Введено обобщающее определение показателя прецессии ротора, позволяющее вычислять частоту и направление прецессии по информации о поперечных колебаниях ротора. Ключевые слова: роторная система, критическая скорость, прецессия, упругие ограничители, внутреннее трение, неустойчивость, бифуркационный анализ

Хиникаде И.Т., Чукарин А.Н., Финоченко Т.А. «Снижение уровней шума коробок скоростей высокоскоростных вертикально-сверлильных станков» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 698-702 (2022)

Сверлильные станки, оснащенные различными типами коробок скоростей, их технические и виброакустические характеристики. По данным различных исследований коробки скоростей являются причиной повышенного уровня звукового излучения, которое идет от корпусных деталей коробки. В статье приведена схема уравнений энергетического баланса для выполнения расчета уровня акустического дискомфорта при работе станков данного типа с 9 и 12 ступенчатыми коробками.

Чубарь Е.П., Козлюк В.В., Переверзев И.Г. «Разработка системы шумозащиты электрогидроимпульсного пресса на основе выбранных моделей источников» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 10, с. 526-529 (2022)

Рассматриваются аналитические исследования спектров шума, создаваемых несущей системой данного типа прессов. Компоновка прессов представляет собой совокупность прямоугольных пластин ограниченных размеров. Для теоретического расчета спектров вибраций и шума использованы энергетические методы. Обосновано применение рассчитанной системы для создания безопасных условий труда по виброакустическим факторам.

Хиникаде И.Т., Чукарин А.Н., Финоченко Т.А. «Снижение уровней шума коробок скоростей высокоскоростных вертикально-сверлильных станков» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 698-702 (2022)

Сверлильные станки, оснащенные различными типами коробок скоростей, их технические и виброакустические характеристики. По данным различных исследований коробки скоростей являются причиной повышенного уровня звукового излучения, которое идет от корпусных деталей коробки. В статье приведена схема уравнений энергетического баланса для выполнения расчета уровня акустического дискомфорта при работе станков данного типа с 9 и 12 ступенчатыми коробками.

Калмыков П.Н., Лапичев Н.В., Михайлов И.А., Мягков Н.Н., Сальников А.В., Шумихин Т.А. «Экспериментальные исследования фрагментации сферических алюминиевых ударников на сплошных и сеточных экранах при скоростях удара до 7 км/сек» Механика композиционных материалов и конструкций, 24, № 1, с. 46-69 (2018)

Приведены результаты экспериментального исследования фрагментации сферических алюминиевых ударников диаметром 6,35 мм на двух сплошных алюминиевых и двух стальных сеточных экранах при скоростях удара от 6 до 7 км/с. Разгон ударников осуществлялся двухступенчатой водородной пушкой. Ударное взаимодействие с преградой осуществлялось в условиях вакуума. В каждой паре преград одинакового типа одна преграда была лёгкая по удельной масса, а одна тяжелая. При этом в каждой паре преград разного типа удельные массы преград были близки. Для регистрации состояния запреградного облака фрагментов использовались толстые пластины-свидетели, расположенные на некотором расстоянии от исследуемой преграды нормально по отношению к линии выстрела. Изучение морфологии повреждений поверхности пластин-свидетелей позволило сделать сравнительные описания облаков фрагментов. С помощью компьютерной обработки фотографий повреждений свидетелей были оценены объемы соответствующих кратеров и площади сильно эродированных зон на их поверхности. Среди морфологических особенностей повреждений в экспериментах с легкой сплошной преградой наблюдаются нитевидные распределения мелких кратеров с раздваивающимися концами – это морфологическая особенность, характерная для распределения вещества в эжекционных выбросах, возникающих при пробитии ударником тонких алюминиевых пластин. В то же время, фрагментация на легкой сеточной преграде привела к образованию нитевидных кратеров в виде замкнутых контуров – ранее не наблюдавшаяся морфологическая особенность. Более тяжелая сетка показала максимально интенсивное дробление ударника с образованием мелких фрагментов, количество которых в несколько раз превышает количество фрагментов при использовании других преград меньшего и аналогичного веса. При этом не локализации выбросов не наблюдается. Для всех проведенных экспериментов найдены интегральные распределения объемов кратеров по поверхности свидетеля. Дан сравнительный анализ распределений объемов кратеров для легких и тяжелых экранов. Выполнен анализ данных в рамках распределения Вейбулла. Полученные распределения для объемов кратеров были использованы для построения распределений фрагментов по кинетическим энергиям.

Калмыков П.Н., Лапичев Н.В., Михайлов И.А., Мягков Н.Н., Пыриков М.Д., Сальников А.В., Шумихин Т.А. «Морфология повреждений толстостенных пластин-свидетелей фрагментами высокоскоростных ударников из различных материалов» Механика композиционных материалов и конструкций, 25, № 1, с. 37-56 (2019)

Экспериментальное изучение фрагментации ударника при высокоскоростном пробитии тонких преград не отличается большим арсеналом технических средств прямого наблюдения. Одним из достоверных способов получения информации о характеристиках образующегося облака фрагментов является анализ повреждений пластин-свидетелей, устанавливаемых на некотором расстоянии за преградой на пути движущихся фрагментов. В данной работе проводится сравнительный анализ морфологических особенностей повреждений пластин-свидетелей фрагментами ударников, изготовленных из различных материалов: полиэтилена, алюминиевого сплава (Al-сплав) и капролона, охрупченного добавлением стеклянных микросфер. Эксперименты выполнены в диапазоне скоростей соударения от 2900 м/с до 7000 м/с, при этом были использованы три типа тонких преград: сплошные, сеточные и струнные. Выявлено, что при идентичных условиях в экспериментах со струнными преградами ударник из полиэтилена демонстрирует меньшую степень фрагментации, чем охрупченный капролон. При этом существенная часть начальной кинетической энергии полиэтиленового ударника остается в его тыльной части, не перераспределяясь к другим частям ударника и не переходя в энергию разрушения. У охрупченного капролона сохраняется тенденция к образованию выбросов из фронтальной части, формирующих цепочки кратеров на свидетеле. При фрагментации на сплошной преграде облако фрагментов полиэтиленового ударника состоит как из компактных, так и из нитевидных фрагментов. Нитевидные фрагменты могут образовывать замкнутые структуры. Подобный тип фрагментации наблюдался в экспериментах с ударниками из стекла. Примечательно, что распределение кратеров, образованных нитевидными фрагментами полиэтиленового ударника, схоже по структуре с распределением множества мелких кратеров в периферийной зоне повреждений свидетеля облаком фрагментов ударников из Al-сплава при пробитии сплошной преграды. Глубокое морфологическое подобие выявлено между повреждениями в эксперименте по пробиванию стальной сетки полиэтиленовым ударником и вольфрамовой сетки ударником из Al-сплава. При этом параметром, контролирующим подобие этих экспериментов, по всей видимости, является отношение плотностей материала преграды и ударника.

Головешкин В.А., Мягков Н.Н., Чернова П.Д. «Моделирование взаимодействия жесткого сетчатого ударника с деформируемой преградой» Механика композиционных материалов и конструкций, 26, № 1, с. 3-23 (2020)

Предложена аналитическая модель высокоскоростного взаимодействия жесткого сетчатого ударника (сетки) с полубесконечной деформируемой преградой, которая моделируется жестко-пластичным телом. Рассматриваем т.н. «нормальный» удар сетки по преграде: полагаем, что в начальный момент и последующие моменты времени полотно сетки параллельно поверхности полупространства преграды, а вектор скорости сетки перпендикулярен поверхности преграды. Исследуется зависимость глубины внедрения сетки от скорости удара и геометрических параметров сетки, которые в данной задаче характеризуются одним безразмерным параметром равным отношению диаметра проволоки к периоду сетки. Рассмотрены два варианта модели: с учетом и без учета фрагментации выбрасываемого материала преграды. Модель воспроизводит наиболее интересный случай, когда апертура сетки сравнима или меньше диаметра проволоки, из которой сплетена сетка. Результаты, полученные на основе предложенной модели, сравниваются с численным решением на основе полной системы уравнений механики деформируемого твердого тела. Численное моделирование было выполнено с помощью пакета LS-DYNA. Разобран пример внедрения стальной сетки в преграду из сплава алюминия со скоростями удара 1–3 км/сек. Показано, что модель, учитывающая фрагментацию, хорошо согласуется с численным решением для интервала параметров сетки, где нижняя граница уменьшается с увеличением скорости удара: для км/с, соответственно.

Рыков Е.В., Штокал А.О., Шаталов В.К. «Исследование стойкости микродуговых оксидных покрытий на алюминиевых сплавах к виброударному нагружению и фреттинг-износу при выведении космического аппарата на целевую орбиту» Наукоемкие технологии, 24, № 1, с. 14-20 (2022)

Существует тенденция к увеличению количества проектов, направленных на космические полеты автоматических научных станций к планетам Солнечной системы и к астероидам. Рассмотрена проблема предотвращения взаимной адгезии металлов (холодной сварки) путём оптимального подбора покрытий для узлов раскрытия отложенного срабатывания. Указано на перспективное направление предотвращения холодной сварки контактирующих металлических поверхностей узлов раскрытия космических аппаратов – применение технологий микродугового оксидирования (МДО). Цель. Исследовать зависимость стойкости сформированного МДО-покрытия к виброударному нагружению и фреттинг-износу от твёрдости металлической подложки для широко используемых в ракетно-космической отрасли алюминиевых сплавов. Результаты. Приведены данные об используемом при моделировании приспособлений. Представлена методика проведения экспериментов. По результатам изучения профилограмм зон износа измерены глубины износа каждого МДО-покрытия на изучаемых алюминиевых сплавах. На основе обработки полученных данных выведены уравнения квадратичной регрессии для каждой толщины изучаемого МДО-покрытия. Сделаны выводы о влиянии твёрдости металлической подложки на стойкость МДО-покрытия к виброударному нагружению и фреттинг-износу. Практическая значимость. Предложены пути повышения стойкости контактирующих поверхностей узлов раскрытия космических аппаратов с учётом применения технологий микродугового оксидирования.

Вэй Цзяхуа, Ли Тицзянь, Тулайкова Т.В., Амирова С., Ян Диран, Ван Цзиньчжао, Чен Гуоксин «Комбинация маломощных тепловых струй с акустической волной для усиления осадков в облаках» Наукоемкие технологии, 24, № 7, с. 10-21 (2022)

Рассмотрена модификация восходящего теплового потока в атмосфере путем включения комбинированного действия нагретой воздушной струи, совмещенной с низкочастотной акустической волны. Рассчитаны температура, скорость восходящего потока и максимальная высота нагретой струи. Предложена модель нового эффекта дополнительного подъема мельчайшего порошка полезных реагентов на основе акустической волны в сочетании с нагретой струей в атмосфере. Отмечено, что может быть реализована тонкая регулировка с дополнительной высоты посредством вибрирующего воздуха. Приведены примеры применения предложенного алгоритма для подстройки и подъема гигроскопичных или AgI-частиц.

Давлетшин Ф.Ф., Акчурин Р.З., Шарафутдинов Р.Ф., Исламов Д.Ф. «Неизотермическое течение жидкости в скважине при индукционном нагреве обсадной колонны» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 81-92 (2023)

Исследованы особенности полей скорости течения и температуры восходящего потока жидкости в металлической круглой трубе (обсадной колонне, установленной в добывающей скважине) в условиях ее локального индукционного нагрева. Результаты исследований основаны на численном решении уравнений Навье-Стокса в приближении Буссинеска-Обербека, расчеты выполнены в программном пакете Ansys Fluent (Лицензия ANSYS Academic Research CFD в рамках договора с Башкирским государственным университетом от 15.06.2020). Рассмотрены расходы жидкости 10 и 50 кубических метров в сутки, соответствующие ламинарному и переходному режимам течения в обсадной трубе. Установлено наличие локальных возмущений поля скорости и температуры в пристеночной области нагретой обсадной трубы. Возмущения температуры в жидкости достигают нескольких градусов Кельвина, причем локальная скорость потока в пристеночной области обсадной колонны, возрастающая за счет естественной тепловой конвекции, в несколько раз превышает среднюю по сечению скорость потока. Показано возникновение областей вихревого движения потока над интервалом индукционного нагрева, обусловленного естественной тепловой конвекцией.

Власов П.А., Панкратьева И.Л., Полянский В.А. «Исследование механизма взаимодействия углеводородного пламени с электрическим полем» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 108-116 (2023)

Рассматривается один из возможных механизмов взаимодействия ограниченной области горения (факела пламени) с приложенным электрическим полем. Исследование основано на применении методов электрогидродинамики для описания химически реагирующих многокомпонентных неравновесных частично ионизованных газовых смесей. Показано, что в окрестности границ пламени при определенных условиях образуются зоны объемного электрического заряда, на которые можно воздействовать полем. Исследуется характер изменения этих зон под влиянием поля.

Козлов В.В., Литвиненко Ю.А., Катасонов М.М., Сарычев Д.В., Шмаков А.Г. «Особенности формирования факела при столкновении двух ламинарных газовых струй» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 131-136 (2023)

Представлены результаты исследований процесса взаимодействия двух соударяющихся осесимметричных ламинарных микроструй пропан/бутановой смеси при диффузионном горении и без горения. Истечение газовой смеси осуществлялось через круглые трубки с равными скоростями. В процессе эксперимента варьировалось поперечное положение трубок относительно друг друга с сохранением угла между ними. Выявлены особенности формирования результирующей струи в зависимости от поперечного положения трубок. Если трубки находятся в одной плоскости, то результирующая струя формируется в ортогональной к ней плоскости. Данный процесс наблюдается при взаимодействии горящих и не горящих струй. При увеличении скорости истечения струй обнаружена область локального разрыва фронта пламени.

Корнев К.Н., Логунов А.А., Шибков В.М. «Численное моделирование сверхзвукового потока с областью тепловыделения продольно-поперечным разрядом» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 137-145 (2023)

Проведено численное моделирование сверхзвукового стационарного воздушного потока внутри расширяющегося аэродинамического канала с прямоугольным сечением – лабораторной модели прямоточного воздушно-реактивного двигателя. С помощью экспериментальных данных была проведена валидация аэродинамической модели в случае отсутствия зоны объемного тепловыделения. После валидации модели было проведено численное моделирование сверхзвукового потока с включенной зоной объемного тепловыделения. Получены трехмерные распределения скорости, температуры и давления в сверхзвуковом стационарном воздушном потоке. Показано, что при объемной плотности тепловой мощности источника эквивалентной средней общей мощности разряда W=10 кВт разряд нагревает газ до температуры T=1700–4200 К, что приводит к ускорению потока без его теплового запирания. При плотности тепловой мощности источника эквивалентной средней общей мощности разряда W=20 кВт газ нагревается сильнее до 6700 К, но начинается локальное тепловое запирание потока.

Васильевский С.А., Галкин С.С., Колесников А.Ф., Котов М.А., Лукомский И.В., Соловьев Н.Г., Тептеева Е.С., Чаплыгин А.В., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. «Исследование режимов теплообмена в дозвуковых струях диссоциированного азота высокочастотного индукционного плазмотрона при дополнительном нагреве поверхности лазерным излучением» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 146-155 (2023)

На индукционном ВЧ-плазмотроне ВГУ-4 (ИПМех РАН) проведены эксперименты по исследованию теплообмена цилиндрической водоохлаждаемой медной модели диаметром 30 мм, оснащенной калориметрическим датчиком с тепловоспринимающей поверхностью диаметром 13.8 мм из графита, при комбинированном режиме нагрева поверхности плазмой азота и лазерным излучением, а также для случаев нагрева поверхности только лазерным излучением или только струей плазмы азота. Эксперименты в струях ВЧ-плазмотрона проведены при давлении в барокамере установки p=1·10⁴ Па, массовом расходе азота G=2.4 г/c, мощности ВЧ-генератора плазмотрона по анодному питанию N_a.p=22 кВт. Для выбранных экспериментальных режимов установлено, что струя диссоциированного азота и высокочастотный индукционный разряд не оказывают заметного влияния на проходящий через них лазерный луч. Получены значения плотности теплового потока в зависимости от подведенной мощности лазерного излучения. Для рассмотренных условий экспериментов проведено численное моделирование дозвукового течения плазмы азота в кварцевом разрядном канале и в пространстве барокамеры установки ВГУ-4, основанное на решении полных уравнений Навье–Стокса методом Патанкара–Сполдинга.

Даньков Б.Н., Дубень А.П., Козубская Т.К. «Анализ автоколебательных процессов в каверне с открытым типом течения на основе данных вихреразрешающих расчетов» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 156-166 (2023)

Рассматриваются механизмы автоколебательных процессов, возникающих в каверне с открытым типом течения, и дается их обоснование, полученное в результате детального изучения взаимодействия явлений гидродинамической, расходно-волновой и резонансной природы. Теоретические выводы подкрепляются анализом данных вычислительных экспериментов, проведенных различными авторами.

Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. «Численное определение нелинейных сил второго порядка, возникающих при взаимодействии отдельных видов качки судна на регулярном волнении» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 2-2, с. 125-132 (2022)

Рассматривается определение нелинейных сил второго порядка, обусловленных взаимодействием различных видов колебаний на основании применения трехмерной потенциальной теории. Для их определения необходимо вычисление потенциалов второго порядка малости. Представленное решение в отечественной практике является новым. Решение задачи осуществляется на основании методов малого параметра и интегральных уравнений с учетом нелинейного граничного условия на свободной поверхностью жидкости. В работе расчет интегралов по свободной поверхности проводится напрямую за счет их сходимости на бесконечном удалении от судна. Нелинейные силы и моменты определяются в работе с использованием различных функций Грина: для бесконечно-глубокой жидкости и жидкости ограниченной глубины, когда H→∞. Полученные результаты практически полностью согласуются между собой. Приводятся результаты расчетов нелинейных сил и моментов для разных судов. Расчеты представлены в сравнении с расчетами по двумерной теории, выполненными также для случая бесконечно глубокой жидкости и жидкости ограниченной глубины при больших значениях отношения глубины к осадке H/T. Показано хорошее согласование результатов между собой в большинстве случаев. Показана возможность расчета нелинейных сил, возникающих при взаимодействии отдельных видов качки на произвольных курсовых углах. Ключевые слова: метод интегральных уравнений, трехмерная потенциальная теория, потенциал второго порядка, функция Грина, нелинейные силы, взаимодействие колебаний, численные методы.

Людоговский П.Л., Федяев В.Л., Комкова М.А. «Влияние вибрации на точность измерений с помощью лазерных координатно-измерительных систем в производственных условиях» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 2, с. 146-151 (2022)

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния колебательных процессов на точность измерений объектов лазерными координатно-измерительными системами на базе лазерных трекеров в различных производственных условиях. Предложена методика оценки точности измерений, учитывающая колебания технических систем для различных условий производства. Даны рекомендации для учета погрешностей измерений объектов лазерными координатно-измерительными системами для агрегатно-сборочного, механического производства и лабораторных помещений.

Паймушин В.Н., Фирсов В.А., Шишкин В.М., Газизуллин Р.К. «Распространение вибраций в тонкостенных каркасированных конструкциях» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 3, с. 49-54 (2022)

В рамках проведенных экспериментальных исследований рассматривается обнаруженное явление прохождения вибраций в тонкостенных многопролетных конструкциях через жесткие опорные закрепления независимо от их конструктивного исполнения.

Исмагилов Ф.Р., Вавилов В.Е., Ямалов И.И., Уразбахтин Р.Р., Бикчурин А.И. «Вопросы обеспечения виброустойчивости современных авиационных блоков электроники» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 4, с. 12-18 (2022)

Исследуются вопросы обеспечения виброустойчивости современных авиационных блоков электроники на примере инверторного преобразователя разработки научно-исследовательского коллектива ФГБОУ ВО «УГАТУ» (Уфа).

Губарев П.В., Шапшал А.С., Глазунова А.Д. «Исследование боковых колебаний жесткой двухосной тележки на прямом участке пути» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 2, с. 544-546 (2023)

Проведено исследование боковых колебаний жесткой двухосной тележки на прямом участке пути. Описано устройство и принцип работы тележки подвижного состава. Рассмотрена расчетная схема движения жесткой тележки на прямом участке пути. Дифференциальными уравнениями описаны: движение жесткой тележки с коническими бандажами на прямом участке пути, угловая упругая связь тележки с кузовом. Полученные выражения позволяют анализировать поведение экипажа подвижного состава в рельсовой колее железнодорожного пути, а также позволяют проводить моделирование этих процессов по известным разработанным программам.

Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. «Численное определение нелинейных сил второго порядка, возникающих при взаимодействии отдельных видов качки судна в условиях мелководья» Морские интеллектуальные технологии, 3, № 3-1, с. 319-327 (2022)

Рассматривается определение нелинейных сил второго порядка, обусловленных взаимодействием различных видов колебаний судна на основании применения трехмерной потенциальной теории в условиях мелководья. Для их определения необходимо вычисление потенциалов второго порядка малости. Представленное решение в отечественной практике является новым. Решение задачи осуществляется на основании методов малого параметра и интегральных уравнений с учетом нелинейного граничного условия на свободной поверхностью жидкости. В работе расчет интегралов по свободной поверхности проводится напрямую за счет их сходимости на бесконечном удалении от судна. Нелинейные силы и моменты определяются в работе с использованием функции Грина для жидкости ограниченной глубины. Приводятся результаты расчетов нелинейных сил и моментов для разных типов судов. Расчеты представлены в сравнении с расчетами по двумерной теории, выполненными также для случая жидкости ограниченной глубины. Показано хорошее согласование результатов между собой в большинстве случаев. Показано значительное влияние уменьшения относительной глубины на все составляющие нелинейных сил без исключения, независимо от типа судна. Ключевые слова: метод интегральных уравнений, трехмерная потенциальная теория, потенциал второго порядка, функция Грина, нелинейные силы, взаимодействие колебаний, мелководье

Коршунов В.А., Манухин В.А., Родионов А.А. «Применение и сравнение различных методов вычисления предельных изгибающих моментов корпуса судна» Морские интеллектуальные технологии, 4, № 4-2, с. 27-35 (2022)

Статья посвящена сравнению трех методов вычисления предельных изгибающих моментов корпусов судов: классического метода Ю.А. Шиманского; пошагово-итерационного метода согласно Общим правилам МАКО и метода конечных элементов (МКЭ). Расчеты выполнены для стального понтона упрощенной формы и конструкции при действии постоянного прогибающего момента в продольной вертикальной плоскости понтона. Величины предельного изгибающего момента, являющегося характеристикой общей несущей способности при прогибе и перегибе корпуса судна, используются в критерии предельной прочности и нормируются. Поэтому сравнение методов расчета и получаемых величин предельных моментов между собой весьма актуально. В статье для расчетов использованы, с одной стороны – расчетная процедура пошаговоитерационного метода, реализованная в СПбГМТУ в виде программного приложения Ultimate Strength (VB) для РМРС, а с другой – конечно-элементное моделирование в ANSYS. Показано, что все три метода приводят к близким результатам. Однако наименьшие значения предельного момента получаются в случае использования МКЭ. Проанализированы варианты конечно-элементной модели (КЭМ) с идентичной сеткой, приводящие к различным по виду предельным состояниям модели и соответствующим им значениям предельного момента. Ключевые слова: предельный изгибающий момент, фибровая текучесть, редуцированная жесткость, пошагово-итерационный метод, кривизна оси, конечно-элементная модель.

Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. «Определение амплитуд вторых гармоник нелинейной качки судна на регулярном волнении» Морские интеллектуальные технологии, 4, № 4-2, с. 36-44 (2022)

Рассматривается определение суммарных нелинейных сил и соответствующих амплитуд второго порядка различных видов качки на основании применения трехмерной потенциальной теории. Проведена оценка влияния отдельных составляющих нелинейных сил в суммарном силовом воздействии на судно. Выполнено сравнение расчетов амплитудно-частотных характеристик второго порядка с расчетами по различным двумерным методам. Показано хорошее согласование результатов между собой в большинстве случаев. Показано, что влияние нелинейных сил приводит к появлению супергармонических резонансных режимов вертикальной, бортовой и килевой качки, имеющих место в зоне частот в два раза меньших соответствующих собственных частот. Приведены результаты расчетов амплитуд вторых гармоник на различных курсовых углах. Показано, что наибольшее влияние нелинейные факторы имеют место при расположении судна лагом. Приведены результаты расчетов амплитудно-частотных характеристик поперечных видов качки с учетом нелинейных факторов. Показано их значительное влияние в зоне низких частот.

Притыкин А.И. «Особенности колебаний регулярных перекрытий с одним стрингером при разном конструктивном оформлении» Морские интеллектуальные технологии, 4, № 4-3, с. 46-52 (2022)

Вибрация является одним из источников появления трещин в обшивке судовых перекрытий, когда, например, конструкция попадает в резонанс с вынужденными колебаниями от гребного винта или работы двигателя. Однако точный динамический расчет перекрытий даже в простейших случаях связан с весьма сложными выкладками. К тому же перекрытие в этом случае рассматривается как система балок с неясными геометрическими характеристиками из-за неопределенности величин присоединенных поясков. Наиболее эффективным методом исследования колебаний перекрытий является метод конечных элементов, позволяющий учесть все нюансы деформации конструкции при динамическом воздействии на нее. В данной работе проведены расчеты собственных частот и соответствующих им форм колебаний бортового перекрытия разного конструктивного оформления, связанного с размерами балок, их формой, размером шпации и характером опирания по контуру. Полученные результаты МКЭ и по известной расчетной зависимости в большинстве случаев согласуются удовлетворительно. Но отдельные расчеты показали, что увеличение шпации может привести к заметным изменениям характера и формы колебаний, когда шпангоуты испытывают не изгибные, а крутильные колебания при значительной вибрации обшивки между ними. Отмечается, что при некотором соотношении изгибных жесткостей стрингера и шпангоутов ширина присоединенного пояска стрингера может существенно уменьшается по сравнению с принятой в Морском Регистре РФ. На основе проведенных исследований делается вывод, что наиболее надежным способом определения частот колебаний перекрытия является метод конечных элементов, сопровождаемый графической информацией о форме этих колебаний. Ключевые слова: бортовое перекрытие, стрингер, присоединенный поясок, частота собственных колебаний, аналитический расчет, МКЭ.

Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. «Исследование амплитуд вторых гармоник нелинейной качки судна на регулярном волнении в условиях мелководья» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 2-1, с. 24-31 (2023)

Рассматривается определение нелинейных сил второго порядка и соответствующих амплитуд вторых гармоник различных видов качки на основании применения трехмерной потенциальной теории. Выполнено сравнение расчетов амплитудно-частотных характеристик второго порядка с расчетами по двумерному методу. Показано хорошее согласование результатов между собой в большинстве случаев. Проведено исследование влияния изменения относительной глубины на амплитуды второго порядка и на суммарные амплитуды качки. Показано их значительное увеличение в зоне низких частот при уменьшении относительной глубины. Приведены результаты расчетов амплитуд вторых гармоник на различных курсовых углах. Показано, что наибольшие амплитуды вторых гармоник поперечных видов качки имеют место при расположении судна лагом, продольных – на косых углах или на встречном волнении. Проведено исследование влияния скорости хода на амплитуды вторых гармоник в условиях мелководья. Показано значительное снижение амплитуд бортовой качки в зоне супергармонического резонанса при увеличении скорости хода. Ключевые слова: трехмерная потенциальная теория, функция Грина, нелинейные силы второго порядка, амплитуды вторых гармоник, супергармонические резонансы

Амбросовская Е.Б., Амбросовский В.М. «Современные подходы к демпфированию бортовой качки» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 2-1, с. 116-122 (2023)

Работа посвящена задаче демпфирования бортовой качки. Обсуждаются особенности современных датчиков качки, а также средств управления (демпфирования) качки. На примере бортовых рулей показаны особенности динамики приводов. На математической модели качки судна, оборудованного бортовыми рулями, с полигармоническим волновым возмущением подробно исследуется ПД-регулятор демпфирования качки (на примере скоростного катера), анализируется качество демпфирования волнового возмущения при различных значениях коэффициентов регулятора. Проведен анализ изменения качества демпфирования качки при уменьшении быстродействия привода бортовых рулей. Проведен анализ изменения качества демпфирования при транспортном запаздывании измерений качки. Строится оптимальный линейно-квадратичный регулятор состояния второго порядка, приводится корневой годограф замкнутой системы при изменении весовых матриц. Помимо регулятора состояния (ПД-регулятора) строится также динамический робастный к возмущению регулятор. Описывается современный робастный подход к синтезу регуляторов качки, введение частотно-зависимых весовых множителей как способ в частности учета спектра возмущающего воздействия при помощи частотно-зависимых весовых множителей и преобразование объекта. Строятся частотные характеристики по возмущению при различных параметрах робастного H∞ регулятора, настроенного на подавление волнового воздействия с колоколообразным спектром. Ключевые слова: Качка судна, управление движением, демпфирование качки, бортовые рули, скоростные суда, волновое возмущение, ПД-регулятор, линейно-квадратичный регулятор, робастное управление.

Жданович Ч.И., Плищ В.Н. «Выбор количества и расположения поддерживающих катков гусеничного трактора на основании анализа колебаний верхней ветви резиноармированной гусеницы» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 121-136 (2023)

Получена аналитическая зависимость для определения амплитуды колебаний резиноармированной гусеницы в пролете свободной ветви обвода трактора между поддерживающими катками. Исследован процесс колебаний указанного типа гусеницы в середине пролета свободной ветви при работе гусеничных тракторов марки «Беларус» в тяговом и транспортном режимах с учетом скорости движения. Показано, что в качестве определяющего критерия по выбору параметров пролетов свободной ветви обвода необходимо принимать резонансные режимы поперечных колебаний резиноармированной гусеницы на эксплуатационных диапазонах работы трактора. Рассчитаны максимальные значения амплитуд колебаний такой гусеницы в пролете свободной ветви обвода между поддерживающими катками для семейства гусеничных тракторов «Беларус» при различных режимах работы. Проведен частотный анализ колебаний и установлено, что на гусеничных сельскохозяйственных тракторах с резиноармированными гусеницами возможен режим возникновения резонансных колебаний в пролете свободной ветви обвода между поддерживающими катками. Получена аналитическая зависимость для определения предельного расстояния между поддерживающими катками обвода гусеничного трактора с резиноармированной гусеницей, упругой и заблокированной подвесками по критерию вывода резонансного режима колебаний гусеницы в пролете свободной ветви за эксплуатационный диапазон работы трактора. Рассчитаны значения предельных расстояний между поддерживающими катками для тракторов «Беларус» 1802, 2102 и 2103 при различных режимах работы подвески. Определено необходимое количество поддерживающих катков и даны рекомендации по месту их установки. Результаты настоящих исследований могут быть использованы при создании и эксплуатации тракторов с резиноармированными гусеницами.