Абраменко Д.С., Генне Д.В., Маняхин И.А., Нестеров В.А., Хмелёв В.Н. «Ультразвуковой сварочный аппарат с автономным питанием» Южно-Сибирский научный вестник, № 4, с. 3-8 (2025)

Ультразвуковая сварка является одним из самых эффективных способов соединения термопластичных полимерных материалов и поэтому находит широкое применение при решении различных производственных задач – начиная от соединения листовых материалов и деталей изделий между собой при производстве детских игрушек до создания трубчатых детекторов элементарных частиц для современных ускорителей частиц, от упаковки жидких и сыпучих материалов до производства полимерных контейнеров для хранения и переработки крови и ее компонентов, в частности для сушки плазмы крови. Данная статья посвящена разработке портативного сварочного аппарата АУС-0,1/36-ОМЛн для использования в полевых условиях (при отсутствии сетевого питания) и исследованию его функциональных возможностей. Уникальность созданного устройства заключается в использовании аккумуляторного питания, которое стало возможным благодаря созданию высокоэффективной пьезоэлектрической колебательной системы, реализации режима контроля и регулирования уровня вводимой ультразвуковой энергии в термопластичный материал и, обеспечивающего работу и управление электронного блока – генератора. За счёт батарейного питания и уменьшенной массы ультразвукового аппарата достигается высокая степень мобильности созданного устройства, что позволяет проводить ультразвуковую сварку не только в полевых условиях, но в труднодоступных местах. Разработанные схемотехнические и конструктивные решения, а также предложенная система контроля и управления обеспечили рациональное расходование энергии аккумулятора, что позволило выполнять до 1000 сварок на одном заряде батареи. Результаты экспериментальных исследований показали высокую надежность оборудования, все выполненные аппаратом сварные соединения соответствовали требованиям прочности. Созданный ультразвуковой сварочный аппарат по техническим характеристикам не уступает широко известным, промышленно используемым стационарным аппаратам типа «Гиминей-Ультра» моделей АУС-0,4/22-ОМЛн и АУС-0,4/44-ОМЛн.

Маняхин И.А. «Лабораторный комплекс для регистрации межфазной поверхности в гетерогенных системах "жидкость–газ" под действием высокоинтенсивного ультразвука на вязкие жидкости» Южно-Сибирский научный вестник, № 4, с. 9-13 (2025)

Рассматривается перспективная технология и метод ультразвуковой обработки вязких жидкостей, граничащих с газовой средой, направленные на решение ключевых технологических задач современных химико-технологических, нефтяных и полимерных производств. Основное внимание уделяется разработке лабораторного комплекса для реализации процессов под действием ультразвуковых колебаний на межфазной границе «жидкость–газ» (например, ультразвуковая дегазация, позволяющая эффективно удалять газовые включения и летучие компоненты из жидких сред), площадь которой является лимитирующим фактором эффективности процессов. Проведение исследований таких процессов с вязкими средами позволит оценить эффективность ультразвуковых технологий по сравнению с традиционными методами вакуумной дегазации или абсорбции и использованием химических добавок, включая анализ снижения выбросов летучих органических соединений и энергопотребления. В статье представлен лабораторный стенд, позволяющий регистрирования возмущения межфазной поверхности барботажных пузырьков в вязких жидкостях в режиме реального времени с помощью высокоскоростной камеры Photron FASTCAM SA-Z. Особое внимание уделяется способам модификации разработанной установки для работы с полимерами, имеющими температуры кристализации и плавления выше 80°.

Luan Bingqing, Shao Changjin, Liu Feiyu, Yang Zhenqing «Optimization of a H₂ Blending Concentration Sensor in Natural Gas Utilizing a Four-Branch Closed Resonator» Акустический журнал, 71, № 3, с. pp378-391 (2025)

This paper investigates the feasibility of utilizing a closed four-branch resonant as a concentration sensor during the transportation of natural gas mixed with H2. Accurate detection of changes in H₂ concentration is critical to ensuring pipeline operational safety, as an increase in H₂ content can lead to delayed fractures or localized cracks within the pipeline. By carefully tuning the parameters of the four-branch closed resonator sensor, this study significantly improves its performance metrics. Specifically, the figure of merit reaches 4.93·10⁵, the quality factor is 8.96·10⁵, and the concentration detection limit is as low as 1.01·10^–7. In addition, the device’s simple design and superior performance make it particularly suitable for applications in biosensing, air quality monitoring, and the detection of oxygen and harmful gases.

Yicen Li, Rongguang Li, Ling Sun, Chen Sixun Sun, Zhiqiang Cheng «Stress Measurement of Orthogonal Fiber-Reinforced Composites under Biaxial Stress Conditions Based on Critically Refracted Longitudinal Wave Method» Акустический журнал, 71, № 3, с. pp368-377 (2025)

This study derives the relationship between ultrasonic velocity and stress in orthogonal fiber-reinforced composites under biaxial stress conditions. By calibrating the stress coefficients in two directions, the stress values in the composite plate can be obtained using two time-of-flight measurements. The calibration of stress coefficients requires determining the first critical incident angle. Thus, micromechanics methods were used to calculate the stiffness matrix of the composite material, which was then input into a finite element model to simulate the ultrasonic velocity in the orthogonal composite material. This process determined the incident angle capable of exciting the critical refracted longitudinal wave, namely the first critical incident angle. Rectangular specimens of orthogonal composites were manufactured from glass fiber-reinforced composite plates with bidirectional layup, and uniaxial tensile tests were conducted to verify the accuracy of the first critical incident angle and to calibrate the stress coefficients. It was found that the normal stress in the fiber direction results in a decrease in the ultrasonic velocity in both the fiber and perpendicular directions. To verify the accuracy of ultrasonic stress measurement, uniaxial tensile specimens with a central hexagonal area under biaxial stress conditions and standard biaxial tensile specimens were specially designed. The experimental results for both specimens showed that the ultrasonic stress measurement results were in good agreement with the stress measured using strain gauges, confirming the accuracy and practicality of the ultrasonic stress measurement method.

Вьюгинова А.А., Новик А.А., Вьюгинов С.Н., Новик А.А., Лбов А.А., Новик А.А. «Применение магнитострикционных и пьезоэлектрических преобразователей в ультразвуковых технологических системах» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 77 (2025)

Ультразвуковые технологии – обширная область возможностей для различных областей промышленности, они позволяют решать задачи высокоэффективных раскроя и сварки термопластичных материалов (пластмасс, нетканых материалов), резки пищевых и непищевых продуктов, сварки металлов (проводов, шин, контактов, фольги), пайки и лужения металлов и неметаллов (керамики, стекла), просеивания порошков, обработки жидкостей для реализации ультразвуковой экстракции, лизиса, диспергирования, эмульгирования, гомогенизации, упрочняюще-чистовой обработки поверхности металлов (уменьшение шероховатости и повышение твердости), снятия остаточных напряжений в сварных конструкциях, обработки расплавов металлов и др. Основой ультразвуковых систем для реализации вышеуказанных технологий является электроакустический преобразователь, при этом в технологических ультразвуковых системах применяются как пьезоэлектрические преобразователи, так и магнитострикционные. В работе исследуются опыт, возможности и преимущества применения преобразователей каждого типа для различных технологий и требований производственных процессов. Ключевые слова: электроакустический преобразователь, пьезоэлектрический преобразователь, магнитострикционный преобразователь, ультразвуковая технология, мощный ультразвук

Курашкин К.В. «Об определении скорости и затухания ультразвука в алюмоматричных композитах» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 79 (2025)

Проводятся ультразвуковые исследования дисперсно-упрочненных алюмоматричных композитов с целью разработки способа ультразвукового контроля их структуры и свойств. Рассматривается проблема определения скорости распространения и затухания ультразвуковых продольных и сдвиговых волн в алюмоматричных композиционных материалах с различной пористостью. Обсуждается выбор оптимальной частоты (длины волны) ультразвука для проведения исследований. Анализируется влияние размера испытательных образцов, концентрации и размера частиц наполнителя на результаты определения скорости распространения и затухания ультразвука на разных частотах. Обсуждаются зависимости скорости распространения и затухания ультразвуковых волн от плотности материала. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-29-00922, https://rscf.ru/project/25-29-00922/, регистрационный номер НИОКТР 125021702350-8. Ключевые слова: ультразвуковые волны, частота и длина волны, скорость и затухание ультразвука, алюмоматричный композиционный материал

Петронюк Ю.С., Храмцова Е.А., Богаченков А.Н., Ужакова Э.А., Антипова К.Г., Васильева С.Г., Григорьев Т.Е. «Ультразвуковая характеризация губчатых биокомпозитов» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 82 (2025)

Импульсная акустическая микроскопия является эффективным неразрушающим методом. В работе показаны чувствительность и особенности применения метода сканирующей импульсной акустической микроскопии для интактного исследования объемной микроструктуры и количественной характеризации пористых губчатых биокомпозитов. На примере композитных образцов из хитозана показано, что наличие функциональных добавок в виде растительного клеточно-структурированного материала и иммобилизованных клеток отражается на акустических параметрах композита. Распространение сфокусированного ультразвукового импульса в объеме набухшей в жидкости губки сопровождается рассеянием на изотропно ориентированных стенках толщиной менее длины волны. Показано, что степень набухания и деградации губки, ее механические характеристики и состав биокомпозита можно анализировать по изменению скорости и затухания ультразвука в образцах, а также по изменениям в спектре регистрируемого акустического сигнала. В экспериментах использовался ультразвук в виде коротких импульсов длительностью 30 нс, регистрируемый в диапазоне частот 10–70 МГц. В исследовании дополнительно применялись электронная микроскопия и механические тесты. Показано, что акустические исследования актуальны для наблюдения динамики развития биообъектов in vivo, в том числе благодаря простой подготовке образцов и наличию ультразвуковой иммерсии, естественных для образцов условий. Ключевые слова: акустическая микроскопия, ультразвуковые измерения, композиты, хитозан