Авсиевич А.М., Таратын И.А., Смалюк А.Ф., Корогвич В.В., Розов Д.В. «Анализ механических колебаний мембран микромеханических переключателей ёмкостного типа» Приборы и методы измерений, 16, № 4, с. 358-367 (2025)

Управление ёмкостью микромеханических переключателей ёмкостного типа происходит с высокой частотой за счёт изменения расстояния между гибкой мембраной и опорным электродом, поэтому колебания мембраны будут оказывать влияние на электрические сигналы и эксплуатационные характеристики таких переключателей. Целью работы являлось определение величин колебаний тонких мембран при высокочастотном воздействии и сопоставление их с величинами статических прогибов при аналогичном постоянном усилии. Использовался метод конечных элементов с пересчётом положений сетки по методу Эйлера–Лагранжа с последующим модальным и гармоническим анализом колебаний мембраны под действием периодически изменяющейся пондеромоторной силы, рассчитанной для выбранного диапазона напряжений. В качестве материалов мембраны рассматривались золото и вольфрам. Для рассмотренной геометрии амплитуда колебаний мембраны из золота в исследованном дорезонансном диапазоне частот на 16–21% превышает величину статического прогиба, тогда как для вольфрамовой мембраны – только на 2,2–3,2%, что объясняется значительно большим модулем упругости вольфрама. Для более жёсткой мембраны также характерны бо'льшие значения собственных частот. Увеличение амплитуды пондеромоторной силы приводит к кратному увеличению амплитуд колебаний мембраны, но не изменяет форму амплитудно-частотной характеристики. Показана актуальность исследования колебаний мембран в дорезонансной области. Приведены конструктивные способы повышения жёсткости мембран и оптимизации конструкций МЭМС-систем с элементами, совершающими колебательные движения.

Губарев Ф.А., Елугачев П.А., Банников А.А., Нурзай В.А., Мостовщиков А.В., Ли Л. «Метод лазерной спекл-корреляции для диагностики колебаний пролётного строения моста» Приборы и методы измерений, 16, № 4, с. 368-378 (2025)

Автомобильные мосты и путепроводы являются важными элементами транспортной инфраструктуры в любой стране. Оперативная диагностика с последующим мониторингом работоспособности критических элементов мостов и путепроводов увеличивает срок их службы. Целью работы являлась разработка метода и лазерной установки для дистанционной диагностики колебаний балки, вызванных динамической нагрузкой, и их применение на лабораторной модели моста. В статье рассматривается метод диагностики колебаний пролётного строения моста, основанный на корреляции лазерных спекл-изображений в сочетании со скоростной видеозаписью. С использованием лабораторной модели моста и предложенного метода исследуются несущие конструкции, испытывающие ударную нагрузку. При этом определяются относительные смещения поверхности, вызванные различными условиями нагружения. Программа для расчёта корреляционных функций оптимизирована с учётом характеристик пролётного строения моста. В частности, анализируются смещения поверхности с учётом частоты кадров и размера лазерных спеклов. Методика исследования апробирована на лабораторной модели моста с балками, изготовленными из различных материалов (сталь, бетон, дерево). Для этих балок показаны различные формы и амплитуды смещений, вызванных ударными нагрузками. Эксперименты демонстрируют возможности дистанционного мониторинга вибрации моста при реальных ударных нагрузках, вызванных движением транспортного средства. Полученные данные будут востребованы при использовании предлагаемого метода мониторинга вибрации моста в реальных условиях.