Беляев А.К., Полянский В.А., Третьяков Д.А. «Оценка механических напряжений, пластических деформаций и поврежденности посредством акустической анизотропии» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 4, с. 130-151 (2020)

Акустическая анизотропия является следствием анизотропии механических характеристик твердого тела. В металлах она связана с микроструктурной анизотропией механических характеристик, внутренними механическими напряжениями и деформациями, в том числе с остаточными напряжениями и пластическими деформациями. Датчики для измерения акустической анизотропии не требуют сложной подготовки поверхности металла, поэтому она легко измеряется, что позволяет использовать результаты измерения для количественного определения напряжений и деформаций в металлах на основании величины фазового сдвига скоростей сдвиговых волн ортогональной поляризации. Акустическая анизотропия является одним из проявлений феномена изменения упругих свойств акустической среды, вызванных действием механических напряжений и деформаций (акустоупругий эффект). Это дает возможность использовать эффект акустической анизотропии для разработки количественных методов акустической тензометрии, а также методов неразрушающего контроля, позволяющих эффективно проводить контроль качества и диагностику остаточного ресурса конструкций и деталей машин. В статье приводится история открытия и теоретического обоснования акустоупругого эффекта и количественной связи акустической анизотропии с напряжениями и деформациями, начиная с пионерских работ ХХ в. Показан путь формирования теории, построенной на нелинейной механике сплошной среды. Третья часть статьи посвящена обзору современного состояния исследований. Приведен анализ экспериментальных работ по измерению акустической анизотропии в низко- и высокоуглеродистых сталях, алюминиевых сплавах, а также в композитах и прочих конструкционных материалах. Особое внимание уделено обзору исследований связи акустической анизотропии с пластическими деформациями и границ применимости акустического метода. Также приведен перечень основных прикладных результатов, касающихся измерения и использования акустической анизотропии для контроля лопаток компрессоров и газотурбинных двигателей, трубных сталей, сварных соединений и пр. Дается обзор основных публикаций по системному анализу и обобщению теоретических и экспериментальных научных результатов, полученных отечественными и зарубежными исследователями в области изучения акустической анизотропии металлических конструкционных материалов в условиях одноосного и сложного напряженного состояния, пластического деформирования, термомеханического нагружения и усталостного разрушения.

Takamure K., Kawasaki Y., Degawa T., Uchiyama T. «Падение сферической частицы в шлейфе мелких пузырьков и поведение пузырьков в окрестности частицы» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 14-24 (2021)

Экспериментально исследовано взаимодействие твердой сферической частицы, погружающейся внутри шлейфа мелких пузырьков, и поведение пузырьков в окрестности частицы. Мелкие пузырьки, образующиеся при электролизе воды и имеющие средний диаметр 0.037 мм, поднимаются вверх под действием сил плавучести, образуя шлейф. Средняя скорость пузырьков в канале составляет 0.05 мм/с. Твердую сферическую частицу диаметром 11.1 мм и плотностью 1130 кг/м³ погружают в полностью развившийся шлейф мелких пузырьков, где она опускается, совершая меандрирующее движение. Предельная скорость частицы, опускающейся внутри шлейфа, почти совпадает со скоростью падения частицы в спокойной воде. Пузырьки же, отрывающиеся от поверхности частицы, находятся в ее следе, образуя застойную зону. След за частицей расширяется, так что его диаметр увеличивается втрое по сравнению с его значением непосредственно за частицей.

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Михалев Е.С., Одина Н.И., Ширгина Н.В. «Исследования упругих свойств полимера PLA статическими и ультразвуковыми методами» Акустический журнал, 67, № 4, с. 387-394 (2021)

Приведены результаты экспериментальных исследований упругих свойств полимера PLA (полилактида), широко применяющегося в технологии 3D печати. Измерены зависимости механического напряжения от величины статической деформации, обнаружена гистерезисная зависимость. Оценены значения модуля Юнга на линейных участках нагрузки и разгрузки образца. Установлено, что периодические нагрузки разгрузки образца приводят к его упрочнению в области упругих деформаций. Получено уравнение, связывающее изменение скорости акустических волн в тонком стержне с величиной его статической деформации, пригодное для описания исследуемого образца PLA. Обнаружена линейная зависимость относительного изменения скорости упругих волн в образце от величины его статической деформации. По результатам измерений определены коэффициенты упругости третьего порядка и рассчитан нелинейный акустический параметр в полимере PLA. Ключевые слова: скорость ультразвуковых волн, полимер PLA, коэффициент упругости третьего порядка, нелинейный упругий параметр. DOI: 10.31857/S0320791921040067

Павлов И.С., Ерофеев В.И., Муравьева А.В., Васильев А.А. «Об оценке скорости ротационных волн в простой кубической решетке кристалла фуллерита» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 895-900 (2021)

Методом структурного моделирования построена трехмерная математическая модель простой кубической решетки кристалла фуллерита. Получены аналитические зависимости скоростей акустических и вращательных (ротационных) волн от параметров микроструктуры такой среды. Показано, что в зависимости от значений параметров микроструктуры скорость ротационных волн может превосходить скорость поперечных волн.