Алифов А.А., Фролов К.В. Взаимодействие нелинейных колебательных систем с источниками энергии (1984). 328 с.

Излагается систематическая теория смешанных колебаний механических систем. Приводится анализ динамики автоколебательных систем, взаимодействующих с источниками энергии, при наличии нелинейных упругих связей, периодических, параметрических воздействий и запаздывания. Рассматриваются нелинейные вынужденные и параметрические колебания систем, взаимодействующих с двумя источниками энергии. Основная цель книги – концентрация внимания на том богатом многообразии физических явлений, которое возможно при смешанных колебаниях и динамическом взаимодействии колебательной системы с источником энергии.

Паньков А.А. «Эффект увеличения пьезомодулей начально сжатого гибкого биморфа» Журнал радиоэлектроники, № 6, с. 8 (2023)

Объект исследования – гибкие пьезоэлектрические биморфы стержневого и мембранного типов, состоящие из двух или более однородных пьезоэлектрических слоев (пленок) равной толщины с одинаковой или противонаправленной поляризацией, межслойных и наружных электродов – электродированных покрытий. Рассмотрено решение актуальной задачи – повышение рабочих характеристик гибких пьезоэлектрических биморфов для более эффективного их использования в качестве генераторов электрической энергии, датчиков и актюаторов – преобразователей управляющих электрических сигналов в перемещение рабочих поверхностей для манипулирования или сборки микромасштабных объектов. Исследованы закономерности влияния величины начальной продольной нагрузки, приложенной к торцам биморфного стержня или равномерно распределенной по внешнему круговому контуру (периметру) биморфной круглой мембраны, на результирующие значения рабочих характеристик для гибких пьезоэлектрических биморфов стержневого и мембранного типов соответственно. Считаем, что величина продольной силы, приложенной к подвижному торцу стержневого биморфа или к внешнему периметру мембраны, не изменяется во времени и не превышает соответствующее значение силы потери устойчивости с учетом консольного или шарнирного закрепления биморфа. Поэтому, имеем переменные разнонаправленные направления изгиба биморфа при приложении к электродам переменного управляющего электрического напряжения, т. е. при смене знака управляющего электрического напряжения направление изгиба (блокирующей силы) также меняется на противоположное и после «выключения» управляющего электрического напряжения биморф возвращается из изогнутого в первоначальное прямолинейное состояние. Получены аналитические решения для деформационных полей: прогибов и углов поворота рабочих поперечных сечений гибких пьезоэлектрических биморфов с использованием известной «гипотезы плоских сечений» и метода интегралов Мора сопротивления материалов. Выявлен и изучен эффект увеличения результирующих прогибов и блокирующих сил гибких пьезоэлектрических биморфов, обусловленный действием начальной сжимающей нагрузки. Результаты численного моделирования получены для гибкого стержневого биморфа из слоев пьезокерамики ЦТС, эффективные деформационные характеристики которого были определены из решения обратной задачи по результатам работ других авторов. Рассмотрены случаи консольного и шарнирного закреплений торцов стержневого биморфа. Установлено, что величина блокирующего усилия для биморфа в виде шарнирной балки значительно превосходит таковую для биморфа в виде консоли, при этом действие продольной сжимающей силы линейно увеличивает величину прогиба и блокирующего усилия биморфа.

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 РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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=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.

Балицкий Ф.Я., Иванова М.А., Соколова А.Г., Хомяков Е.И. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов (1984). 120 с.

Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов (1987). 288 с.

Изложены основные принципы и методы диагностирования машин и механизмов в рабочих условиях. Приведены алгоритмы диагностирования неисправностей типовых узлов, которые положены в основу разработки математического обеспечения автоматизированной системы на базе ЭВМ.

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 РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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.

Балашов С.А., Зезюля В.В., Булычев В.В., Агеева Е.В. «Исследование вибрационной прочности сварных соединений алюминиевого сплава Д16, выполненных контактной точечной сваркой» Известия Юго-Западного государственного университета, 26, № 2, с. 8-22 (2022)

Цель исследования. Разработать, провести апробацию методики и выполнить экспериментальное исследование вибрационной прочности сварных соединений алюминиевого сплава Д16, выполненных контактной точечной сваркой. Методы. Образцы для испытаний изготавливались из листовых заготовок алюминиевого сплава Д16 толщиной 1 мм посредством контактной точечной сварки. Особенностью предложенной схемы испытаний является реализация симметричного цикла нагружения. В процессе испытаний фиксировалось количество циклов до разрушения в зависимости от размаха колебаний. Для исключения винтового изгиба после вырезки проводился отжиг и термомеханическая правка. После снятия заусенцев и притупления острых кромок проводилась подготовка поверхности заготовок под сварку – химическое травление. Сварка образцов проводилась на машине для точечной сварки TECNA 8214N. Ток сварки составлял 30 кА, продолжительность сварки 0,1 с, усилие на электродах 180 даН. Статическую прочность сварного соединения на срез исследовали на разрывной машине УТС 110М-5 1-У. Усилие разрушения составило 3,66 кН. Особенностью предложенной схемы испытаний является реализация симметричного цикла нагружения. В процессе испытаний фиксировалось количество циклов до разрушения в зависимости от размаха колебаний. Результаты. В результате статистической обработки результатов исследования получена математическая зависимость линейного вида между логарифмами количеств циклов до разрушения и величиной размаха колебаний. В зависимости от размаха колебаний выявлены характерные зоны разрушения. Для обеспечения возможности сопоставления результатов вибрационной прочности, полученных при различных условиях закрепления образцов, предложено в качестве ординаты использовать размах виброперемещения на единицу длины образца. Заключение. Предложена и апробирована методика исследования вибрационной прочности соединений, полученных контактной точечной сваркой, в условиях реализации симметричного цикла нагружения. Для исследованных образцов равноправность сварного соединения основному металлу достигается при значении логарифма отношения размаха виброперемещения на единицу длины образца равного 0,01.

Политов Е.Н., Рукавицын А.Н., Ломас Арсиниега В.П., Теран Акоста Г.Р., Авалос Касканте Ф.Э., Пуэбла Пуэбла Р.Э. «Разработка макета экспериментальной установки для определения коэффициента жесткости цилиндрических пружин и исследования свободных гармонических колебаний» Известия Юго-Западного государственного университета, 26, № 2, с. 23-38 (2022)

Целью исследования является разработка макета экспериментальной установки, позволяющей проводить исследования с упругими элементами путем осуществления силового воздействия на них, а также автоматического сбора данных и их анализа, который позволяет определять коэффициент жесткости и исследовать простые гармонические колебания. Методы. Разработанное устройство позволяет определять коэффициент упругости пружины двумя методами – статическим и динамическим. Динамический метод требует строгого соблюдения определенной методики экспериментальных исследований. При этом исследуемая система находится под действием восстанавливающей силы, прямо пропорциональной смещению, т.е. она представляет собой простой генератор гармонических колебаний. Создаваемый прототип экспериментальной установки включает в себя несущую конструкцию, систему управления, к который подключен ультразвуковой датчик измерения расстояния, и специальное мобильное приложение, позволяющее визуализировать и записывать результаты проведенных измерений в удобной для пользователя форме. Результаты. Разработанный прототип позволяет определить деформацию пружины статическим и динамическим методами, а наличие специального мобильного приложения для устройств с операционной системой "Android" позволяет пользователю управлять устройством со своего мобильного телефона. Экспериментальное устройство позволяет визуализировать графически полученные данные и осуществляет их экспорт в файл переменных значений. Экспортированные показатели выводятся в табличной форме для последующей обработки с помощью статистических инструментов или приложений для численных вычислений. Заключение. Повышение качества образовательного процесса студентов-физиков требует широкого внедрения в учебный процесс специального оборудования для проведения экспериментальных исследований. Специфика такого оборудования может охватывать различные разделы механики, в том числе кинематику, колебательное движение, удар, упругость и т.п.

Муравьев В.В., Муравьева О.В., Леньков С.В., Владыкин А.Л., Белослудцев К.Ю. «Акустическая структуроскопия медных образцов после равноканального углового прессования» Деформация и разрушение материалов, № 6, с. 31-38 (2023)

Исследовано влияние числа проходов при равноканальном угловом прессовании на акустические и физические характеристики меди М1: скорость распространения ультразвуковых волн, плотность, электропроводность, прочность, твердость и структуру. Для акустических измерений применен зеркально-теневой метод многократных отражений. Рассчитаны упругие модули, ослабление и анизотропия свойств деформированных образцов меди. Установлена связь акустических характеристик со структурой образцов, их плотностью, твердостью и электропроводностью. Ключевые слова: равноканальное угловое прессование, медь М1, плотность, микроструктура, электропроводность, скорость продольных волн, анизотропия свойств

Лёвушкина Н.В., Нигметзянов Р.И., Нечай А.А., Сухов А.В., Фатюхин Д.С. «Анализ возможностей нанесения материалов, образующих функциональные покрытия, с использованием ультразвука» Упрочняющие технологии и покрытия, № 1, с. 3-7 (2023)

DOI: 10.36652/1813-1336-2023-19-1-3-7 Рассмотрены основные эффекты, возникающие при использовании ультразвуковых колебаний на этапе нанесения функциональных покрытий. Проанализированы результаты применения ультразвука для различных технологий нанесения.

Тороп Ю.А. «Технологический эффект калибрования отверстий в условиях ультразвукового воздействия на деталь» Упрочняющие технологии и покрытия, № 2, с. 56-58 (2023)

DOI: 10.36652/1813-1336-2023-19-2-56-58 Предложена технологическая схема калибрования отверстий в деталях типа "втулка", "диски", "зубчатое колесо" в условиях приложения ультразвукового воздействия на деталь. Экспериментально установлено, что калибрование отверстий в ответственных деталях с наложением ультразвуковых колебании значительно снижает шероховатость поверхности, поле рассеяния диаметра отверстия и силы дорнования.

Кузнецов В.П., Колмаков С.В., Татаринцев И.В., Скоробогатов А.С., Воропаев В.В., Блинков О.Г. «Влияние подачи ультразвукового выглаживания на микротвердость и микропрофиль поверхности клина задвижки, изготовленного методом SLM из порошка стали EOS РН-1» Упрочняющие технологии и покрытия, № 4, с. 154-159 (2023)

DOI: 10.36652/1813-1336-2023-19-4-154-159 Изучено влияние постобработки плоских поверхностей клина запорного узла задвижки DN15 PN160, изготовленного методом селективного лазерного сплавления на установке EOSINT M280 из порошка стали EOS PH-1 с размером частиц 20–50 мкм ультразвуковым выглаживанием на станке ULTRASONIC 20 инструментом с наконечником из природного алмаза радиусом 2 мм, колеблющегося с частотой 35 кГц и перемещающегося с линейной скоростью 10 м/мин в условиях нагружения статической силой 400 Н. Установлено, что при подачах 0,04–0,08 мм/ход наибольшее упрочнение стали на 11–13% относительно исходной микротвердости 430 HV 0,05 до постобработки происходит на глубине 60–300 мкм. Увеличение подачи до 0,12 мм/ход обеспечивает формирование максимально упрочненной зоны в тонком поверхностном слое с микротвердостью 489–502 HV 0,05 на глубине 20–100 мкм. Дальнейшее увеличение подачи до 0,2 мм/ход приводит к существенному снижению до 440 HV 0,05 и нестабильности микротвердости на глубине более 100 мкм. Минимальное значение параметра шероховатости имеет место при подаче 0,06 мм/ход и составляет Ra=57,67 нм. С повышением подачи до 0,12 мм/ход происходит увеличение параметра шероховатости до Ra=176,44 нм и стабилизация его при подачах 0,16 и 0,2 мм/ход. Построены кривые Аббота и гистограммы распределения высот микропрофиля поверхности клина после постобработки при исследуемых подачах инструмента.

Костюков В.Н. Практические основы виброакустической диагностики машинного оборудования. Уч. пособие (2002). 108 с.

В книге изложены основные принципы практического анализа параметров виброакустических сигналов с целью определения технического состояния машинного оборудования и основные диагностические признаки неисправностей и дефектов. Главное внимание уделено практическим способам диагностики состояния оборудования на основе анализа виброакустического сигнала.

Усов С.В., Сухочев Г.А., Жданов А.В., Митрофанов А.Н., Точилин И.П. «Исследование комбинированного метода электроискрового легирования и ультразвукового выглаживания» Упрочняющие технологии и покрытия, № 7, с. 326-330 (2023)

DOI: 10.36652/1813-1336-2023-19-7-326-330 Рассмотрены возможности повышения эффективности электроискрового легирования за счет построения комбинированных методов (электроискровое легирование и ультразвуковое выглаживание). Приводятся результаты металлографических исследований, измерения шероховатости поверхности, трибологических испытаний, испытаний в условиях циклических знакопеременных стендовых испытаний, стендовых натурных испытаний. По результатам проведенных исследований определен оптимальный диапазон режимов комбинированного метода, включающего электроискровое легирование и ультразвуковое выглаживание.

Рубаник В.В., Царенко Ю.В. «Влияние ультразвука на физико-механические свойства проволоки при равноканальном угловом протягивании» Доклады Национальной академии наук Беларуси "Весці Нацыянальнай акадэмiі навук Беларусi", 64, № 1, с. 94-102 (2020)

Исследована структура ультрамелкозернистых материалов, полученных деформационными способами при воздействии ультразвуковых колебаний; предложены новые способы и устройства интенсивной пластической деформации с наложением ультразвуковых колебаний, позволяющие формировать ультрамелкозернистую структуру в протяженных материалах; определены оптимальные режимы пластической деформации и термообработки, позволяющие достичь наиболее высокой термостабильности и пластичности в сочетании с высокой прочностью материалов. Разработаны конструкции ультразвуковых колебательных систем для получения протяженных объемных наноструктурированных материалов, и опробована технологическая схема получения ультрамелкозернистой проволоки с использованием ультразвуковой обработки при равноканальном угловом протягивании. Показано, что данный процесс деформационной обработки может быть совмещен в единый технологический цикл с волочением проволоки. Применим в машиностроении, приборостроении и кабельной промышленности.

Савельев С.В., Сачук Ю.С., Литовченко Р.В. «Обоснование параметров вибрационного пневмошинного катка для уплотнения грунтов при строительстве автодорог» Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ, № 2, с. https://www.madi.ru/7665-vestnik-moskovskogo-avtomobilno-dorozhnogo-gosudarstvennogo.html (2023)

При устройстве земляной насыпи автодороги важным технологическим процессом, который обеспечивает прочность, устойчивость и стабильность конструкции, является операция уплотнения. Несмотря на то, что стоимость этого процесса несоизмеримо мала по отношению к общей стоимости строительства, качественное уплотнение может увеличить срок службы конструкции и сократить стоимость содержания автомобильной дороги. Уплотняются грунты катками с жесткими металлическими вальцами и пневмошинами. Пневматические шины обеспечивают оптимальные контактные напряжения в уплотняемом грунте за счёт изменения внутреннего давления воздуха с учётом текущих прочностных характеристик обрабатываемого грунтового слоя. Эластичность пневматических шин обеспечивает равномерное распределение напряжений на поверхности грунта. В статье приводится анализ работы вибрационного пневмошинного катка при уплотнении грунта на примере суглинка. Представлены результаты исследований по определению величины вынуждающей силы вибровозбудителя и частоты его колебаний в зависимости от жесткости пневмовальца и текущего коэффициента уплотнения грунта. В результате определены основные параметры вибрационного пневмошинного катка на различных этапах уплотнения: площадь контакта рабочего органа с грунтом, жёсткость рабочего органа, коэффициент вязкого трения рабочего органа, частота колебаний вибровозбудителя. Эффективность вибрационных катков на пневматических шинах во многом зависит от выбора этих параметров. Учёт предложенных результатов исследований позволит сократить продолжительность процесса уплотнения и улучшить технико-экономические показатели работы комплекта строительных машин.

Шуваев В.Г., Благороднова Е.В. «Формирование непаяных соединений электрических плат с применением ультразвуковой запрессовки» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 302-303 (2020)

Рассматривается технология применения ультразвуковой запрессовки при формировании непаяных соединений электрических плат. Применение ультразвука существенно снижает трение в процессе формирования соединения, а также позволяет измерять усилие запрессовки и выявлять бракованные соединения на этапе сборки.

Шолохов П.А., Журавлева В.П., Вершинин Н.Н. «Усилитель мощности звука» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 102-111 (2021)

Комшуков Д.А., Попова Т.А. «Разработка портативной акустической системы» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 215-2197 (2021)

Описан процесс разработки печатного узла портативной акустической системы, устройство которого позволит достичь минимальной стоимости и массогабаритных параметров, по отношению к устройствам-аналогам. Произведен выбор актуальной элементной базы с применением SDM-компонентов с целью выполнению соответствия современным требованиям.

Прусаков П.В., Покровская М.В. «Автомобильный усилитель мощности звука с фильтром низких частот» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 277-280 (2021)

Рассматривается конструкция автомобильного усилителя мощности звука с фильтром низких частот и его принцип работы.

Шуваев В.Г., Косырев П.В. «Ультразвуковая сборка резьбовых соединений с использованием обратимости предела текучести» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 1, с. 220-221 (2022)

Рассматривается сборка резьбовых соединений с применением дополнительных ультразвуковых колебаний. Учитывается, что вращающий момент уравновешивается моментом сил трения в резьбе и моментом сил трения по торцу гайки и соприкасающейся с ней детали. Ультразвуковая энергия поглощается в тех местах кристаллической решетки, которые являются носителями механизма пластической деформации (дислокации, границы зерен и т.д.), и почти не поглощается в свободных от дефектов зонах кристаллов, что и положено в основу предлагаемого подхода.

Шолохов П.А., Федоткин А.А., Байсеитов М.Н. «Усилитель мощности звука» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 19-25 (2022)

Проведен анализ разновидностей современных звуковых усилителей и их характеристик. Разработана схема усилителя мощности звука на базе интегральной микросхемы.

Бирюков С.А., Трусов В.А., Никулин А.О. «Моделирование тембра в гитарном звукоснимателе» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 212-213 (2022)

Рассказывается о моделировании тембра в гитарном звукоснимателе и факторах, влияющих на моделирование.

Чикин А.Л., Кулыгин В.В., Чикина Л.Г. «Моделирование колебаний уровня воды в дельте Дона по прогнозам ветровой ситуации» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 16, № 3, с. 83-92 (2023)

Представлена математическая модель, состоящая из модели гидродинамики всего Азовского моря, включая Таганрогский залив, и модели движения воды в русле Дона. Данная модель позволяет рассчитывать колебания уровня воды в устьевой области Дона в зависимости от ветровой ситуации над акваторией Азовского моря и Таганрогского залива. Такой подход дает возможность заблаговременно предсказать изменение уровенной поверхности в основных рукавах реки Дон, а также в его основном русле. Гидродинамика Азовского моря описывается уравнениями мелкой воды, а движение воды в основных рукавах дельты Дона – уравнением Сен-Венана. Задача решается конечно-разностными методами. Программа написана на языке FORTRAN и реализуется на высокопроизводительных вычислительных системах в среде MPI с применением пакета Aztec. Для прогнозов ветровой ситуации использовались данные Норвежского метеорологического института. Прогнозируемая ветровая нагрузка над акваторией Азовского моря задавалась по точкам, соответствующим расположению береговых гидрометеорологических станций с последующей интерполяцией на всю акваторию. Рассмотрены две задачи прогнозирования колебаний уровня воды. Первая задача заключалась в расчете колебаний уровня в зависимости от прогноза ветровой ситуации с заблаговременностью три дня. Во второй задаче изучалась динамика изменения качества прогноза в фиксированном промежутке времени по мере приближения к его началу. Качество прогнозов определялось сравнением прогнозируемых и наблюденных значений уровня, полученных на гидропостах. Результат сравнения показал, что представленная модель достаточно адекватно описывает гидродинамику в дельтовой области Дона в зависимости от ветровой ситуации над акваторией Азовского моря.

Давлетшин Ф.Ф., Акчурин Р.З., Шарафутдинов Р.Ф., Исламов Д.Ф. «Неизотермическое течение жидкости в скважине при индукционном нагреве обсадной колонны» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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.

Даньков Б.Н., Дубень А.П., Козубская Т.К. «Анализ автоколебательных процессов в каверне с открытым типом течения на основе данных вихреразрешающих расчетов» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, 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.

Бабанин Н.В., Мелконян А.Л., Николаев Д.А. «Расчет вибрации соосного валопровода с учетом его вращения и гребных винтов» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 3-2, с. 53-59 (2023)

Работа посвящена разработке расчётного комплекса (модель, алгоритм и программа) для получения параметров совместной вибрации соосного многоопорного валопровода и корпуса судна при учете вращения гребных винтов, а также оценки взаимовлияния валов на параметры их вибрации. Разработана модель, включающая корпус судна и соосный валопровод, в виде совокупности трех квазиодномерных конечноэлементных конструкций. Алгоритм расчета построен на базе метода парциальных откликов в его дискретном варианте. Влияние вращения гребного винта учтено введением дополнительных моментов гироскопической природы. Действие этих моментов учитывалось модификацией инерционно-жесткостных характеристик каждой из квазиодномерных моделей валов. Для решения поставленной задачи были разработаны математическая модель и алгоритм расчёта параметров вибрации принятой модели. Для проведения расчётов параметров вибрации была создана программа «Соосность» и выполнена серия расчетов в задаче прикладного характера.

Мелконян А.Л., Николаев Д.А., Чуклин М.В. «Расчет параметров вибрации многоопорного криволинейного трубопровода переменного поперечного сечения» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 3-2, с. 60-64 (2023)

Работа посвящена разработке расчётного комплекса (модель, алгоритм и программа) для исследования параметров вибрации многоопорного криволинейного трубопровода переменного поперечного сечения (амплитуды смещений, внутренних усилий и опорных реакций), по которому протекает идеальная несжимаемая жидкость. Разработана модель трубопровода в виде квазиодномерной конечно-элементной системы. Алгоритм расчета построен на базе метода парциальных откликов в его дискретном варианте. Влияние протекающей жидкости учтено приложением дополнительной инерционной нагрузки, которая, в свою очередь, учитывается коррекцией и модификацией инерционно-жесткостных характеристик элементов модели трубопровода и действующей на них внешней нагрузки. Выведены формулы для парциальных откликов и парциальных параметров, необходимые при реализации предложенного алгоритма. Для решения поставленной задачи была разработана математическая модель, учитывающая действие сил, обусловленных протеканием жидкости. Разработан алгоритм расчёта параметров вибрации принятой модели. Для проведения расчётов параметров вибрации трубопровода была создана программа «Koriolis». Выполнено исследование влияния составляющих дополнительной инерционной нагрузки на параметры вибрации и значения собственных частот рассматриваемой конструкции. Совокупность выполненных работ привела к выполнению поставленной цели – созданию расчётного комплекса для определения параметров вибрации многоопорного криволинейного трубопровода переменного поперечного сечения.

Зенченко Е.В., Зенченко П.Е., Начев В.А., Турунтаев С.Б., Чумаков Т.К. «Совместный акустический и деформационный мониторинг трещины гидроразрыва в лабораторном эксперименте» Вопросы инженерной сейсмологии, 50, № 3, с. 148-157 (2023)

Приведены результаты лабораторных экспериментов по совместному активному акустическому и деформационному мониторингу трещины гидроразрыва. Эксперименты проводились в модельном материале на основе гипса. Для сравнения были проведены эталонные эксперименты по исследованию прохождения ультразвуковых волн через заполненную жидкостью щель контролируемой ширины между двумя прецизионными стеклянными пластинами. Целью экспериментов было исследование зависимости амплитуды ультразвуковой волны, прошедшей через трещину от величины ее раскрытия. В этих экспериментах создавалась круговая трещина гидроразрыва, плоскость которой была перпендикулярна оси цилиндрического образца. Вдоль этой же оси располагалась обсаженная нагнетательная скважина, заканчивающаяся на середине его высоты. Образец располагался между двумя дисками из алюминиевого сплава, оснащенных вмонтированными в них пьезокерамическими преобразователями, работающими как в режиме излучателя, так и режиме приемника. Через канал в нижнем диске осуществлялась подача рабочей жидкости в трещину. Через верхний диск производилось насыщение образца поровым флюидом. Вся сборка помещалась в гидравлический пресс, обеспечивающий постоянное сжимающее усилие. Величина раскрытия трещины изменялась в зависимости от расхода жидкости, подаваемой в центр трещины, и измерялась по относительному изменению расстояния между дисками сборки при помощи индукционных преобразователей перемещения. Также были проведены эксперименты, моделирующие трещину, заполненную проппантом. В этом случае апертура трещины изменялась в зависимости от приложенного вертикального давления на образец. По результатам экспериментов, проведенных в различных условиях, были построены зависимости амплитуды ультразвуковой волны, прошедшей через трещину. Экспериментально установлено, что поглощение звука в трещине гидроразрыва, обладающей естественной шероховатостью, вдвое ниже, чем в зазоре между прецизионными стеклянными пластинами. Полученные результаты позволят оценить величину раскрытия трещины гидроразрыва в лабораторных экспериментах, проводимых на образцах большего размера с использованием активного акустического мониторинга.

Ларионова А.В., Ботвина Л.Р. «О параметрах статистических распределений микротвердости и их взаимосвязи с характеристиками локальной деформации и коэффициентом затухания ультразвуковых волн» Деформация и разрушение материалов, № 1, с. 19-27 (2023)

Приведены результаты исследования сталей 20 и 15Х2ГМФ методами измерения микротвердости, затухания ультразвуковых волн и локальной деформации зерен. Для оценки состояния материала предложено использовать статистические параметры кумулятивных распределений микротвердости. Развит новый подход к статистической оценке состояния материала с использованием квантильных распределений микротвердости. Проведено сравнение сигмоидальных и квантильных распределений, установлена взаимосвязь параметров статистических распределений с коэффициентом затухания ультразвуковых волн, относительным сужением и относительным удлинением зерен. Показано преимущество квантильных распределений по сравнению с сигмоидальными, поскольку они более чувствительны к изменению прочностных свойств материала и требуют меньшего количества параметров. Предложенный метод статистической оценки механических свойств позволяет оценить напряженно-деформированное состояние материала в процессе эксплуатации. Ключевые слова: механические свойства, микротвердость, статистические распределения, микроструктура, коэффициент затухания ультразвуковых волн

Тютин М.Р., Ботвина Л.Р., Шувалов А.Н., Петерсен Т.Б., Левин В.П., Синеев А.А., Соловьев В.Г. «Размерный эффект, наблюдаемый при испытании на изгиб образцов из фибробетона» Деформация и разрушение материалов, № 1, с. 28-40 (2023)

Исследовано влияние армирования базальтовым волокном в количестве 0,6% (об.) на проявление размерного эффекта для бетона из портландцемента ЦЕМ II / А-К(Ш-И) 42.5Н (ГОСТ 31108–2016). Для этого проведены испытания на трехточечный изгиб геометрически подобных образцов длиной L=1075, 465 и 215 мм и шириной D=40, 93 и 215 мм соответственно, имеющих центральный надрез длиной a₀; для всех образцов выполнялись условия L/D=5, a/D≈0,3. Исследованы механические свойства, параметры акустической эмиссии, характеристики локального деформированного состояния, оцененные методом корреляции цифровых изображений, размер зоны процесса разрушения в вершине надреза, определенный с применением ультразвуковой дефектоскопии. По данным изменения параметров акустической эмиссии и главных деформаций в вершине надреза проанализирована стадийность разрушения. Номинальная прочность снижалась с увеличением размера образца. Отмечено влияние размера образца и на параметры акустической эмиссии, величину главных деформаций и размер зоны процесса разрушения. Установлено, что введение базальтового волокна в состав бетона снижает его номинальную прочность, повышает энергию разрушения и уменьшает размерный эффект. Ключевые слова: фибробетон, трехточечный изгиб, акустическая эмиссия, размерный эффект, коэффициент затухания ультразвуковых волн, зона процесса разрушения, корреляция цифровых изображений

Вировлянский А.Л. «Выделение компоненты поля, формируемой заданным пучком лучей на апертуре приёмной антенны в неоднородной среде» Успехи физических наук, 193, № 9, с. 1010-1020 (2023)

Обсуждается обобщение классической процедуры формирования лепестка диаграммы направленности приёмной антенны в однородном пространстве на случай неоднородной среды. Если в свободном пространстве эта процедура выделяет компоненту регистрируемого поля, представляющую вклад пучка параллельных лучей, то в неоднородной среде речь идёт о выделении вклада пучка лучей, которые, как правило, не параллельны. Обобщение выполняется на основе перехода от традиционного представления регистрируемого поля в виде суперпозиции плоских волн к использованию заимствованного из квантовой механики разложения поля по когерентным состояниям. Общий подход иллюстрируется на примере формирования лепестка диаграммы направленности вертикальной приёмной антенны в подводном акустическом волноводе.

Козлов Н.В., Денисова М., Мизёв А. «Эксперименты по ультразвуковому разделению модельной водно-масляной эмульсии» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 2, с. 69-80 (2023)

Экспериментально изучается динамика водно-масляных эмульсий в поле стоячей ультразвуковой (УЗ) волны. В экспериментах применяется ячейка-резонатор с прозрачными стенками. УЗ излучатель установлен в вертикальной стенке ячейки, его ось излучения направлена горизонтально, поперёк рабочего слоя. Проводится фото-видеорегистрация изображений слоя жидкости в проходящем свете с их последующей цифровой обработкой. Рабочие жидкости изготавливаются на основе силиконовых масел, а в качестве дисперсной фазы выступает вода. УЗ волна приводит к перераспределению жидкостей, которое удаётся различить по изменению картин яркости света, проходящего через рабочий слой. УЗ колебания вызывают кавитацию в объёме жидкости, а также акустические течения (в первую очередь «кварцевый ветер»), которые становятся заметны при сравнительно высокой интенсивности УЗ воздействия. Эксперименты показывают, что интегральная яркость изображений изменяется с интенсивностью УЗ воздействия немонотонно. Характер этой зависимости коррелирует с проявлением акустических течений и согласуется с результатами других авторов.

Кузнецов Н.В. «Теория скрытых колебаний. Обзор результатов научной школы Г.А. Леонова» 11-я Российская мультиконференция по проблемам управления. Санкт-Петербург, 02–04 октября 2018 г., с. 41-54 (2018)

Обзор результатов по теории скрытых колебаний и ее приложениям к классическим проблемам и прикладным задачам.

Барков А.В., Баркова Н.А. Вибрационная диагностика машин и оборудования. Анализ вибраций. Учеб. пособие (2004). 152 с.

Рассматриваются основные вопросы и направления развития вибрационного анализа, используемого при решении диагностических задач. Дается описание основных методов анализа сигналов вибрации во временной и частотной областях, в пространстве и по множеству однотипных объектов диагностики. Приводятся основные области применения рассматриваемых методов анализа сигналов для решения задач диагностики вращающегося оборудования и его узлов. Основные положения и выводы иллюстрируются практическими примерами. Основное внимание уделяется цифровым методам анализа сигналов, используемых в современных диагностических приборах и системах.

Костюков В.Н., Науменко А.П. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин. Учеб. пособие (2011). 360 с.

Рассмотрены теоретические и практические основы виброакустической диагностики неисправностей машин и механизмов, методы анализа виброакустических сигналов. Главное внимание уделено анализу параметров виброакустического сигнала.

Попов И.П. «Динамические свойства дисперсного материала при гармонических колебаниях» Труды Московского авиационного института, № 131, с. https://trudymai.ru/published.php?ID=175909 (2023)

Отмечено, что при прочностных расчетах элементов конструкций летательных аппаратов, в том числе, учитываются режимы вынужденных и собственных колебаний. В этой связи принимаются во внимание динамические свойства транспортируемого груза, которые для сплошных и дисперсных материалов являются существенно разными. Рассматривается дисперсный материал, расположенный на платформе, совершающей гармонические колебания. Главная проблема при установлении динамических свойств дисперсного материала заключается в невозможности вычисления усредненного коэффициента динамического трения, т.к. на его значение оказывает влияние взаимодействие дисперсных частиц между собой во всей массе материала, а не только с поверхностью платформы. Описание динамического статуса дисперсного материала в форме композиции его неустойчивого и устойчивого статусов дает ключ к разрешению этой и сходных проблем.

Русов В.А. Диагностика дефектов вращающегося оборудования по вибрационным сигналам (2012). 252 с.

Данное руководство по диагностике дефектов вращающегося оборудования по вибрационным сигналам писалось как методическое пособие, входящее в комплект поставки приборов для измерения вибрации. Исходя из этого, был выбран достаточно свободный стиль изложения материала, ориентированный на то, чтобы помочь практическому специалисту диагностировать дефект, предварительно поняв причины возникновения определенной картины вибрационных процессов. По этой же причине автор старался при описании диагностических процессов максимально избежать использования математического аппарата, тем более специального, требующего от диагноста дополнительной подготовки. Тем, кому хочется более подробно, и математически точно, разобраться в вибрационных процессах, следует обратиться к другим источникам, имеющим такие описания. По-своему достаточно ограниченному объему руководство не претендует на полноту и математическую строгость, не является подборкой практических случаев удачного или неудачного применения методов вибрационной диагностики в какой-либо отрасли промышленности. Его содержание формировалось по другому принципу. В руководстве описаны общие вопросы подхода к диагностике различных дефектов. Для наиболее часто встречающихся дефектов не только описаны характерные спектры вибрационных сигналов, но и объяснены причины возникновения тех или иных характерных гармоник. Нам кажется, что такое изложение материала, не связанное с конкретной маркой оборудования, принесет наибольшую пользу персоналу диагностических служб.

Энерго-ресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительных отраслях. Материалы Международной научно-практической конференции. Белгород, 21–22 сентября 2017 г. (2017)

Легостаев Д.Ю., Родионов С.П. «Численное исследование влияния структуры системы трещин на фильтрацию жидкости в пороупругой среде» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 93-107 (2023)

Рассматривается двумерная однофазная фильтрация слабосжимаемой жидкости в деформируемой трещиновато-пористой среде. Для совместного моделирования процессов фильтрации и связанного с ними изменения напряженно-деформированного состояния среды использована модель пороупругой среды, моделирование трещиноватости выполнено с помощью модели дискретных трещин. Трещины в рассматриваемой области имели случайное положение и ориентацию, распределение трещин по длинам подчинялось степенному закону. Исследовалась зависимость фильтрационных свойств трещиновато-пористой среды от ее напряженно-деформированного состояния и структуры системы трещин. Численное исследование выполнено для вариантов систем трещин, полученных путем множественной случайной генерации. Установлено, что фильтрационные свойства трещиновато-пористой среды определяются главным образом структурой системы трещин, характеризуемой параметром перколяции. Показано, что существенное влияние напряженно-деформированного состояния среды на ее фильтрационные свойства наблюдается для только связных систем трещин. Предложена формула для аппроксимации зависимости эквивалентной проницаемости трещиновато-пористой среды от параметров характеризующих связность системы трещин, напряженно-деформированное состояние среды, деформационные и фильтрационные свойства трещин.

Богачев И.В., Недин Р.Д. «Моделирование сплошных и имеющих отверстия и включения неоднородных предварительно напряженных пластин» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 3, с. 5-14 (2023)

Предложена модель планарных колебаний неоднородных предварительно напряженных пластин, как сплошных, так и имеющих набор отверстий и включений из других материалов. Свойства пластин и компоненты тензора предварительных напряжений (ПН) в рассмотренной плоской постановке считались функциями двух координат. Для формулировки краевых задач об установившихся планарных колебаниях пластин использована общая линеаризованная постановка задачи о колебаниях тела в условиях предварительного напряженно-деформированного состояния. Разработанная модель колебаний дает возможность задания произвольного типа предварительного состояния в пластине: как в виде аналитических зависимостей, так и численно – с помощью решения соответствующей задачи статики, в которой предварительные напряжения возникают в результате приложения некоторой начальной нагрузки. Для реализации конечно-элементного (КЭ) подхода к решению задач сформулирована слабая постановка задачи на основе проектирования исходных уравнений на поле возможных перемещений, удовлетворяющее главным граничным условиям. Для увеличения точности расчетов для пластин с отверстиями и включениями в этих областях использовалось локальное сгущение КЭ-сеток. Разработанный подход для расчета колебаний пластин реализован в виде программного комплекса в КЭ-пакете FreeFem++. Предложена методика оценки влияния ПН на динамические характеристики при различных видах нагрузок, с использованием которой был проведен комплексный анализ по выявлению наиболее чувствительных к изменению ПН-режимов зондирования, частотных диапазонов и областей считывания отклика для каждой из пластин. Полученные в процессе анализа результаты были систематизированы и обобщены, и был дан ряд практических рекомендаций по выбору режимов зондирования для каждого вида пластин, с помощью которых могут быть построены наиболее эффективные схемы идентификации трех компонент ПН.

Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов (1971). 224 с.

Книга посвящена теории технического диагноза, основанного на анализе шума механизмов. Важнейшим элементом инженерной деятельности является правильная постановка проблемы. Поэтому в работе большое внимание уделяется формулированию задачи технической диагностики и определению основных понятий. В доступной форме излагается теория и методы технического диагноза, основанные на анализе акустического сигнала, излучаемого механизмом. Эти методы и приборы, построенные на их основе, могут быть использованы для организации контроля качества выпускаемых изделий, для определения потребности машин в обслуживании и ремонте в период эксплуатации, а также при проведении научных исследований.

Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю.И., Генкин М.Д. Введение в акустическую динамику машин (1979). 296 с.

Данное учебное пособие представляет виброакустическую диагностику (ВАД) в виде составной части мониторинга технического состояния машинного оборудования и излагает методологию вибромониторинга и диагностики как в общем виде, так и в плане практического использования для выявления дефектов и неисправностей машин и механизмов. В пособии кратко изложены общие вопросы методологии ВАД, которые приведены в достаточном количестве монографий и справочных изданий. Особую ценность представляют разделы, в которых изложен материал по практическому использованию виброакустических сигналов для постановки диагноза, выделения диагностических признаков неисправностей с достаточной степенью конкретизации, позволяющей использовать приведенную информацию для выявления дефектов и неисправностей. Иллюстративный материал, с одной стороны, построен на данных реальных эпизодов диагностирования и мониторинга состояния машин и механизмов, а с другой стороны, в достаточной степени обобщен в виде масок спектров, что позволяет использовать его для практической работы. Учебное пособие подготовлено авторами на основе не только литературных данных, но и большого практического опыта исследований, разработки, внедрения и эксплуатации систем мониторинга и диагностики, оно дает целостное и полное представление о теоретических и практических основах ВАД и мониторинга роторных и поршневых машин. По сути содержания учебное издание соответствует современному мировому уровню развития в области ВАД и мониторинга технического состояния машин и механизмов, в нем излагаются разделы, позволяющие не только обеспечить получение знаний в области ВАД и мониторинга, но и быть полезным методологическим материалом для выполнения расчетных и аналитических заданий, курсовых и выпускных квалификационных работ.