Федоров А.В. «Дифракция волновых процессов газовзвесей» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 6, № 1, с. 85-97 (2013)

Дан обзор численных исследований по взаимодействию ударных волн и волн гетерогенной детонации Чепмена–Жуге, а также ячеистой детонации в смеси алюминиевых частиц и кислорода, выполненных в основном в ИТПМ СО РАН. Для инертных смесей получены аналитические критерии переходов регулярных типов отражения ударных волн к нерегулярным. Рассмотрены переходы детонационных течений из узкой части канала в неограниченное в поперечном направлении пространство, а также и в канал с большей, но конечной шириной. Определены три типа течения: докритическое (срыв детонации), критическое (срыв с последующей реинициацией) и сверхкритическое (непрерывное распространение детонации). В плоскости (радиус частиц – ширина узкой части канала) построена карта решений, определяющая тип соответствующего детонационного течения.

Краус Е.И., Фомин В.М., Шабалин И.И. «Определение модуля сдвига за фронтом сильной ударной волны» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 7, № 1, с. 49-61 (2014)

В работе в рамках единой системы малопараметрического уравнения состояния реализован подход к вычислению механических характеристик веществ за фронтом сильных ударных волн. Проведено сравнение результатов теоретических расчетов с имеющимися при высоких плотностях энергии экспериментальными данными. Для урана предложена аналитическая аппроксимация коэффициента Пуассона от давления за фронтом ударной волны и определена немонотонная зависимость модуля сдвига от давления и температуры.

Федоров А.В. «Структура ударных волн в смеси конденсированных сред с различными давлениями» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 7, № 1, с. 104-120 (2014)

В рамках модели механики гетерогенных сжимаемых сред с различными скоростями, температурами и давлениями компонентов, использующей законы сохранения массы, импульса и энергии для каждой фазы, дополненные уравнением кинетики компактирования решается задача о структуре ударной волны. Физическая задача сводится к анализу некоторой краевой задачи для обыкновенного дифференциального уравнения. Показывается корректность этой задачи, что позволяет дать классификацию типов ударных волн в виде замороженных и дисперсионных ударных волн. Математическая модель верифицируется по экспериментальным данным об ударных адиабатах смеси алюминия и эпоксидной смолы. Указываются предельные условия для применимости данной модели при описании ударноволновых экспериментов в гетерогенных смесях конденсированных материалов.

Городничев К.Е., Куратов С.Е. «Развитие возмущений в системе сталкивающихся пластин» Вопросы атомной науки и техники. Серия: Математическое моделирование физических процессов, № 2, с. 37-47 (2013)

В линейном приближении рассматривается задача об эволюции неоднородностей в конфигурации ударная волна–контактный разрыв–ударная волна при наличии постоянного поля возмущений плотности перед фронтом одной из ударных волн. Используется подход, основанный на представлении решения в виде совокупности энтропийно-вихревой и звуковой волн. Показано существование трех диапазонов угла падения первоначального возмущения на фронт ударной волны, различающихся природой поведения среды в зафронтовой области. Найдены условия поддержания колебаний фронта ударных волн. Приведены решения для двух значений волнового вектора начальных возмущений. Ключевые слова: гидродинамическая неустойчивость, энтропийно-вихревые волны, звуковые волны, возмущение фронта ударной волны.

Юганова Н.А. «Продольные колебания стержней при соударении с жестким препятствием» Современные проблемы науки и образования, № 2, http://www.science-education.ru/116-12054 (2014)

Предлагается частотный метод решения задачи о продольных колебаниях стержней ступенчато-переменного сечения с учетом или без учета рассеяния энергии при соударении с жестким препятствием. Уравнение продольных колебаний стержня преобразуется по Лапласу при наличии ненулевых начальных условий. Решается краевая задача, заключающаяся в нахождении преобразованных по Лапласу краевых продольных сил как функций краевых перемещений. Затем составляется система уравнений равновесия узлов, решая которую, строятся амплитудно-фазочастотные характеристики для интересующих сечений стержня. Осуществляя обратное преобразование Лапласа, строится переходный процесс. В качестве тестового примера рассматривается стержень постоянного сечения конечной длины. Дается сопоставление с известным волновым решением. Предлагаемая методика динамического расчета стрежня при соударении с жестким препятствием допускает обобщения на произвольную стержневую систему при наличии неограниченного количества упруго-присоединенных масс, при произвольном силовом воздействии, приложенном на концах и по длине стержня.

Малыгин Г.А., Огарков С.Л., Андрияш А.В. «Механизм формирования ячеистых дислокационных структур при распространении интенсивных ударных волн в кристаллах» Физика твердого тела, 56, № 6, с. 1123-1130 (2014)

На основе дислокационно-кинетического подхода, базирующегося на кинетическом уравнении для плотности дислокаций (dislocation constitutive equation), теоретически обсуждается механизм формирования ячеистой дислокационной структуры в кристаллах ГЦК-металлов, подвергаемых ударному сжатию со скоростями ∼ε>10⁶ s^–1. Ячеистый тип дислокационной структуры возникает при двухволновом характере волны сжатия, за ее ударным фронтом (упругим предвестником). Найдено, что при давлениях σ>10 GPa размер дислокационных ячеек Λ_c зависит от плотности ρ_G генерируемых на ударном фронте геометрически необходимых дислокаций и давления, как Λ_c ∼ρ_G^–n∼σ^–m, где n=1/4-1/2, m=3/4-3/2 и m=1, в зависимости от величины давления и ориентации кристалла. Показано, что в кристаллах меди и никеля с ориентацией оси ударного нагружения ₀₀₁ ячеистая структура не формируется после достижения критического давления σ_c, равного соответственно 31 и 45 GPa.

Марта К., Моника М., Любош П. «Экспериментальное исследование нелинейных эффектов, происходящих в структуре из бетона с нарушениями сплошности» Дефектоскопия, № 9, с. 47-55 (2013)

The paper deals with nonlinear interaction between elastic waves and structural defects in concrete specimens. Three groups of concrete specimens which differed from each other in the structure quality as a consequence of different ripening conditions were performed. Nonstandard concrete ripening conditions resulted in the development of microcracks in the specimen structure. The nonlinear elastic properties of the structure were tested by using the analysis of response frequency spectrum generated from a continuous wave transmission through the concrete specimens. It was tested whether or not the microcracks in the structure gave rise to parasitic components which were able to generate nonlinear phenomena in the signal transmission. A single harmonic ultrasonic signal method was applied to the specimens and evaluation, especially of the second and third harmonic components as indicators of nonlinearity was carried out. Verification measurements which have been carried out in parallel with the ultrasonic ones, give evidence of the specimen structure integrity deteriorations and confirm the correlation between the nonlinear effects on the transfer characteristics with the existence of defects in the specimen internal structure. Ключевые слова: бетон, разрушение, исследование структуры, нелинейная спектроскопия с упругими волнами, ультразвуковой и ударный эхометоды.

Фурса Т.В., Осипов К.Ю., Чеховских С.И. «Исследование влияния масштабного фактора на параметры механоэлектрических преобразований при упругом ударном возбуждении бетона» Дефектоскопия, № 11, с. 33-39 (2013)

Каримбаев Т.Д., Мамаев Ш.М. «Волны напряжений в цилиндрической оболочке при локальном поперечном ударе» Деформация и разрушение материалов, № 2, с. 12-16 (2014)

Методом бихарактеристик численно решена в трехмерной постановке задача о локальном поперечном ударе по цилиндрической оболочке с одним закрепленным концом. Анализ численных результатов показывает, что наибольшие напряжения реализуются в области, непосредственно прилегающей к области действия нагрузки в течение времени, которое практически совпадает с продолжительностью ее воздействия. Локальный характер нагружения сказывается на величине растягивающих нормальных окружных и осевых напряжений, во много раз превышающей уровень действующих нагрузок. Прогнозируются возможные места разрушения и причины.

Ванько В.И., Перелыгина Е.С. «О продольном изгибе упругопластического стержня» Прикладная механика и техническая физика, 55, № 1, с. 66-75 (2014)

Изучается процесс продольного изгиба стержня из упругопластического материала. Показано, что при любой (δ–ε)-диаграмме материала стержня предельная нагрузка (значение продольной внешней силы), которую может "нести" стержень, в безразмерных величинах не превышает текущую жесткость на изгиб наиболее нагруженного (по изгибающему моменту) сечения.