Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

16 Акустика в инженерном деле

 

Муратов К.Р., Шаропина И.А., Бевзюк И.С., Соколов Р.А., Проботюк В.В. «Модель влияния дефекта каната на спектр его свободных поперечных колебаний» Дефектоскопия, № 11, с. 60-62 (2023)

Ранее была обоснована возможность диагностирования дефекта стального каната по спектральному составу его свободных поперечных колебаний. В настоящей работе предложена аналитическая модель поперечных колебаний стального каната, имеющего локальное повреждение. Наличие дефекта в модели учитывается только в виде убыли изгибной жесткости соответствующего участка без изменения удельной по длине массы. Модель представляет собой три «сшитых» друг с другом однородных участка каната, где средний представляет собой дефектный участок с меньшим значением изгибной жесткости. Согласно модельным расчетам показано, что характер зависимости собственных частот колебаний от их номера практически не изменяется при наличии дефекта. Однако его наличие и расположение влияет на соотношение амплитуд колебаний неповрежденных участков, что можно использовать для мониторинга состояния каната.

Дефектоскопия, № 11, с. 60-62 (2023) | Рубрики: 04.15 14.02 14.04 16

 

Егошина В.Д., Гонгальский М.Б., Цурикова У.А., Андреев В.Г., Осминкина Л.А. «Порог акустической кавитации в водных суспензиях пористых кремниевых наночастиц с различной степенью гидрофобности поверхности» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 776 (2023)

Наночастицы пористого кремния (пКНЧ) являются перспективным материалом для создания контейнеров, позволяющих обеспечить адресную доставку лекарств при терапии рака. Высвобождение лекарств из контейнеров может производиться под действием ультразвука. Основным механизмом при этом служит акустическая кавитация. Для её возникновения и развития требуется, чтобы амплитуда акустического давления превышала пороговое значение, величина которого существенно зависит от наличия зародышей кавитации в виде микроскопических газовых пузырьков. При определённых условиях в порах пКНЧ может оставаться достаточно много газа, который высвобождается под действием ультразвука и создает условия для развития кавитации. В работе исследована зависимость порогов акустической кавитации в водных суспензиях пКНЧ от степени гидрофобности их поверхности. ПКНЧ со средним размером 100 нм изготавливались механическим измельчением пленок пористого кремния (ПК) в этаноле. Такие пКНЧ исходно характеризуются гидрофильной поверхностью. Для получения амфифильных (гидрофобно-гидрофильных) наночастиц, пленки ПК перед измельчением гидрофобизировались путем модификации поверхности октадецилсиланом. При измельчении в этаноле гидрофобных пленок ПК до наночастиц, происходит разрыв кремний-кремниевых связей с последующим их окислением, за счет чего поверхность частично гидрофилизируется. Показано, что порог акустической кавитации в суспензиях амфифильных пКНЧ существенно снижается по сравнению с гидрофильными КНЧ. Величина порога акустической кавитации в суспензии амфифильных наночастиц с концентрацией 1 мг/мл оставалась практически постоянной в течение 5 дней. Полученные результаты важны для разработки методов сонодинамической терапии раковых заболеваний с использованием пКНЧ.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 776 (2023) | Рубрики: 06.05 16

 

Роздобудько В.В., Бакарюк Т.В., Волик Д.П. «Исследование акустооптического измерителя параметров радиосигналов в условиях механических и климатических воздействиЙ» Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № 1, с. 29-43 (2009)

Представлены результаты исследований акустооптического измерителя параметров радиосигналов, функционирующего в условиях воздействия механических и климатических факторов. Приведен анализ полученных экспериментальных данных и даны рекомендации по улучшению основных точностных характеристик исследуемого класса измерителей

Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № 1, с. 29-43 (2009) | Рубрики: 06.14 06.17 16

 

Шибаев С.С., Новиков В.М., Волик Д.П., Роздобудько В.В. «Малогабаритный акустооптический измеритель параметров радиосигналоВ» Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № 1, с. 83-89 (2009)

Приведено описание акустооптического измерителя параметров радиосигналов, отличительной особенностью которого являются малые габаритные размеры и энергопотребление, описаны его основные блоки

Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № 1, с. 83-89 (2009) | Рубрики: 06.14 06.17 16

 

Волик Д.П. «Экспериментальное исследование акустооптического дефлектора с поверхностным аподизированным пьезопреобразователем встречноштыревого типа» Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № б/н2, с. 105-111 (2014)

Приведены результаты экспериментального исследования основных параметров партии акустооптических дефлекторов СВЧ диапазона длин волн, отличающихся тем, что ультразвук в объем светозвукопровода генерируется аподезированным пьезопреобразователем встречноштыревого типа

Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № б/н2, с. 105-111 (2014) | Рубрики: 06.14 06.17 16

 

Волик Д.П., Пивоваров И.И., Роздобудько В.В. «Оптимизация АЧХ акустооптического дефлектора с многоэлементным пьезопреобразователем» Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № 1, с. 123-132 (2007)

Проанализировано для акустооптического дефлектора с поверхностным многоэлементным пьезопреобразователем, выполненным с изменяющейся длиной взаимодействия, видоизменение его основных параметров, в частности, полосы рабочих частот, дифракционной эффективности и степени подавления внеполосных каналов приёма.

Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № 1, с. 123-132 (2007) | Рубрики: 06.17 16

 

Пивоваров И.И., Волик Д.П., Роздобудько В.В. «Акустооптический СВЧ дефлектор на основе анизотропного LINBO3 X-среза с поверхностным пьезопреобразователем» Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № 1, с. 94-103 (2012)

Рассмотрены физические основы функционирования анизотропного акустооптического дефлектора на основе ниобата лития X среза, в котором возбуждение ультразвука осуществляется поверхностным компланарным волноводом. Приведена методика расчета основных параметров рассмотренного акустооптического дефлектора и её результаты для дефлектора с шириной рабочей полосы 1 ГГц

Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № 1, с. 94-103 (2012) | Рубрики: 06.17 16

 

Новиков В.М., Шибаев С.С., Волик Д.П. «Способы аппаратурного расширения полосы рабочих частот акустооптических измерителей» Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № б/н1, с. 92-99 (2014)

Дается краткий обзор разработанных, запатентованных и частично реализованных коллективом авторов основных схемных решений, направленных на реализацию расширенных частотных диапазонов акустооптических измерителей так называемого последовательного типа. Все рассмотренные решения базируются на особенностях брэгговского дефлектора света – основного функционального элемента данного класса измерителей.

Вопросы специальной радиоэлектроники. Сборник статей, № б/н1, с. 92-99 (2014) | Рубрики: 06.17 16

 

Крысько Н.В., Скрынников С.В., Щипаков Н.А., Козлов Д.М., Кусый А.Г. «Классификация и определение размеров поверхностных дефектов трубопроводов на основе результатов комплексной диагностики ультразвуковым, вихретоковым, визуальным и измерительным методами неразрушающего контроля» Дефектоскопия, № 12, с. 69-78 (2023)

Рассмотрены вопросы классификации и определения параметров поверхностных эксплуатационных дефектов по результатам ультразвукового, вихретокового и визуального и измерительного методов неразрушающего контроля. При этом визуальный и измерительный метод реализовался с применением камеры телевизионного контроля, оснащенной функцией компьютерного зрения, и лазерным триангуляционными датчиком. В работе представлен набор данных, содержащий 5760 изображений трубопроводов с питтинговой коррозией и без нее. Представлена сверточная нейронная сеть (СНС), которая была применена для классификации изображений, полученных с камеры телевизионного контроля на изображения без коррозии и изображения с питтинговой коррозией. В работе представлен набор данных, содержащий 269 измерений плоскостных и объемных поверхностных дефектов. Представлена модель определения размеров поверхностных дефектов, основанная на градиентном бустинге. В работе разработан алгоритм классификации и определения размеров поверхностных дефектов при комплексной диагностике, в котором применяются полученные модели, и определена точность работы данного алгоритма по метрике RMSE, которая вычислялась в рамках исследуемого тестового набора данных и составила 0,011 мм.

Дефектоскопия, № 12, с. 69-78 (2023) | Рубрики: 06.23 09.09 14.04 16

 

Сопина О.П., Домасев М.В. «Характеристика гидроакустических индикаторов по колориметрическим параметрам» Гидроакустика, № 56, с. 36-42 (2023)

Рассматриваются особенности воспроизведения цвета на различных мониторах, представлены колориметрические характеристики мониторов и проведен анализ причин разницы цветовоспроизведения, предложены рекомендации по использованию цветового кода при проектировании информационных моделей гидроакустического комплекса.

Гидроакустика, № 56, с. 36-42 (2023) | Рубрики: 07.21 16

 

Яковенко А.Л., Микерин Н.А., Глазков А.О., Кузнецов С.М., Шатров М.Г. «Моделирование двигателя внутреннего сгорания как источника акустического излучения» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 184-187 (2018)

Двигатель внутреннего сгорания является основным источников шума автомобиля. Поэтому для снижения шума транспортных потоков в городе необходимо совершенствовать акустические характеристики двигателя. Задача становится все более актуальной с увеличением автомобильного парка мегаполиса. Оценку шума автомобиля производят при разгоне, что требует учета неустановившегося режима двигателя.

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 184-187 (2018) | Рубрики: 10.01 14.02 14.04 16

 

Клюшников В.А., Гончар А.В., Мишакин В.В., Курашкин К.В. «Влияние циклического деформирования на упругие и акустические характеристики хромоникелевых сталей» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 10, с. 917-926 (2023)

Рассмотрено влияние температуры, при которой происходит циклическое деформирование, на упругие свойства хромоникелевых аустенитных сталей с разными склонностями к деформационному мартенситному превращению. Выявлены закономерности изменений акустических и упругих параметров в зависимости от температуры нагружения и химического состава сталей.

Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 10, с. 917-926 (2023) | Рубрики: 14.02 14.04 16

 

Платунов А.В., Муравьев В.В., Муравьева О.В., Никитина П.А. «Зеркально-теневой метод ультразвукового контроля осей железнодорожных колесных пар с использованием электромагнитно-акустического способа излучения-приема волн» Дефектоскопия, № 12, с. 3-11 (2023)

При ультразвуковом контроле осей колесных пар железнодорожного подвижного состава зеркально-теневым методом на амплитуду принятых сигналов оказывает значительное влияние качество контакта пьезопреобразователя с цилиндрической поверхностью объекта в отличие от контроля объектов с плоскими поверхностями. Основные причины, влияющие на результаты: состояние поверхности ввода, ее кривизна, а также сила прижатия пьезопреобразователя. При использовании электромагнитно-акустических преобразователей требования к качеству поверхности значительно ниже, что позволяет снизить вероятность ошибки, связанной с качеством контакта на цилиндрической поверхности при приемочном ультразвуковом контроле зеркально-теневым методом осей колесных пар железнодорожного подвижного состава после изготовления и ремонта.

Дефектоскопия, № 12, с. 3-11 (2023) | Рубрики: 14.02 14.04 16

 

Митрофанова О.В., Ивлев О.А. «Актуальные теплофизические исследования в целях совершенствования судовых ядерных энергетических установок» Морские интеллектуальные технологии, № 4-1, с. 85-94 (2023)

Рассмотрены физические факторы и условия, приводящие к формированию устойчивых вихревых структур во внутренних турбулентных закрученных течениях, имеющих место в сложных каналах судовых ядерных энергетических установок. Целью проводимых исследований является научное обоснование способов повышения теплогидравлической эффективности и надежности работы судовых ядерных энергетических установок нового поколения, обеспечивающих повышенный ресурс безопасной эксплуатации ЯЭУ в течение срока, приближенного к сроку службы судна. Привлечение анализа термодинамической устойчивости для описания закрученных потоков дало возможность объяснить механизм генерации крупномасштабных вихреобразований и определить критические условия возникновения детерминированной вихревой структуры турбулентных течений в каналах сложной геометрии. Представлены результаты расчетно-теоретического моделирования процессов вихреобразования при течении высокоскоростных потоков в каналах переменного сечения, являющихся элементами коллекторных и трубопроводных систем судовых ЯЭУ. Проявление кризиса закрученного потока рассмотрено на примерах моделирования процессов гидродинамики и теплообмена в каналах парогенераторов и системы компенсации давления судовых ЯЭУ. Показано, что генерация устойчивых вихреобразований в элементах оборудования ЯЭУ интегрального типа может быть непосредственно связана с механизмом возбуждения опасных виброрезонансных эффектов. Предложен способ интенсификации теплообмена в парогенерирующих каналах за счет применения витых труб овального профиля. Полученные результаты вычислительных экспериментов показали, что реализация режима, соответствующего кризису закрученного течения, приводит не только к резкому повышению гидравлических потерь, что снижает теплогидравлическую эффективность работы установки, но и к генерации акустических колебаний, что может быть связано с появлением опасных резонансных эффектов, ведущих к развитию прочностных дефектов и аварийным ситуациям. Ключевые слова: судовые ядерные энергетические установки, гидродинамика, теплообмен, моделирование, вычислительные эксперименты, оптимизация, коллектор, трубные системы, парогенератор

Морские интеллектуальные технологии, № 4-1, с. 85-94 (2023) | Рубрики: 14.06 16

 

Мешков Е.Е., Мокрецов Р.В., Новикова И.А., Смагин И.Р. «Об устойчивости купола всплывающего пузыря при малых числах Атвуда» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 117-118 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 117-118 (2018) | Рубрики: 16 17

 

Чуприков А.М. «Прецизионная визуализация индуцированного диффузией течения на наклонной поверхности» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 172-175 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 172-175 (2018) | Рубрики: 16 17

 

Мубассарова В.А., Пантелеев И.А., Плехов О.А., Изюмова А.Ю., Вшивков А.Н., Виндокуров И.А., Ташкинов М.А. «Рентгеновская компьютерная томография акрилонитрил бутадиен стирола и полиэфирэфиркетона после лазерного ударного воздействия» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 6, с. 78-90 (2023)

Представлено исследование 3D-структуры композиционных материалов полиэфирэфиркетона (PEEK) и акрилонитрил бутадиен стирола с добавлением короткого углеродного волокна в матрицу (ABS+CF), выполненное при помощи компьютерной томографии на микротомографе SkyScan 1272 Bruker. Исходная микроструктура образцов ABS+CF обнаруживает как наличие дискретных углеродных волокон, так и дефектов 3D-печати в виде консолидированных структур из связанных между собой волокон и сгустков уплотненной полимерной матрицы. Армирующие волокна и консолидированные структуры характеризуются плотным, равномерным субгоризонтальным расположением по всему объему образца. Результаты компьютерной микротомографии образцов полимера PEEK демонстрируют характерные для данного полимера дефекты процесса его укладки, отчетливо визуализирующиеся в виде трубчатых структур уплотненного полимера с пустым пространством внутри. Анализ микроструктуры образцов после лазерного ударного упрочнения показал, что значительные изменения в обоих материалах наблюдаются только в режиме пятикратного импульсного ударного лазерного воздействия. В случае экспозиции однократным импульсом и обработки области на поверхности образцов изменения микроструктуры не происходит. В режиме испытаний без защитного поверхностного слоя происходит глубокая деградация структуры PEEK образцов с испарением материала до глубин 0,3 мм, при этом не происходит закрытия сформированных при печати межслойный поровых пространств. В образцах, армированных углеродным волокном, происходит существенная модификация микроструктуры вследствие расплавления волокон и образования единой консолидированной области с пористой «губчатой» структурой. Полученные результаты свидетельствуют о значительном влиянии лазерного ударного воздействия на качество поверхности и микроструктуру исследуемых материалов при выбранных параметрах лазерного ударного воздействия. Таким образом, необходимо проведение дополнительных экспериментов с подбором оптимальных характеристик лазерного ударного воздействия и материала защитного слоя с акустическими свойствами, близкими к свойствам исследуемых материалов, для устранения возникших при печати дефектов и улучшению прочностных свойств композиционных полимерных материалов с помощью метода лазерного ударного упрочнения.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 6, с. 78-90 (2023) | Рубрики: 16 17