Механические колебания. Акустика

Публикует обзоры литературы, оригинальные статьи и краткие сообщения по физической, технической и биологической акустике. Рассматривает теоретические и практические аспекты применения современных акустических средств контроля и моделирования.

В акустике рассматриваются две модели распространения звуковых волн – с точечным и с линейным источником. В первом случае энергия шума распространяется сферически, во втором – цилиндрически, причем цилиндр имеет неограниченную длину. Это предположение противоречит натуральным исследованиям в городской среде и результатам лабораторных экспериментов. Поэтому, в 1984 году Н. Николов ввел новый класс звуковых волн, названных им «квазицилиндрическими».

Изложены основы теории и методов анализа динамического взаимодействия тонкостенных упругих элементов типа пластин и оболочек с внутренней и окружающей акустической средой как единой колебательной системы. Рассматриваются закономерности формирования и передачи виброакустических воздействий элементами конструкций и обратного влияния виброзвукоизлучения на формы и частоты их колебаний. Значительное внимание уделено вопросам снижения шумности и вибраций элементов конструкций.

Материал методического пособия представляет собой часть курса лекций для студентов очной и очно-заочной форм обучения физического факультета. В разделах учебного пособия на основе монографий, учебников, научных статей, различных электронных источников рассматриваются основные современные и перспективные направления функциональной электроники.

Предлагается метод решения задач теории упругости для тел, ограниченных поверхностями вращения, на которых действует нагрузка, движущаяся вокруг оси вращения. Метод основан на применении метода граничных интегральных уравнений к соответствующей краевой задаче плоской динамической теории упругости в пространстве преобразований Фурье по конечному отрезку времени, длина которого равна периоду изменения нагрузки. Приводятся результаты решения задачи о сферической оболочке, нагруженной двумя подвижными сосредоточенными силами.

В статье приводятся результаты экспериментальных исследований применения анаэробных герметиков типа "Трибопласт" предназначенного для снижения уровней вибрации токарно-винторезного станка. Обосновывается выбор наиболее информативных контрольных точек, позволяющих диагностировать передаточные звенья кинематической схемы станка и идентифицировать неисправные элементы.

В атласе на большом числе богато иллюстрированных примеров дана эхо- и допплеркардиографическая картина врожденных пороков и ряда заболеваний сердца, а также правила применения методики ультразвукового исследования

В книге с максимальной полнотой освещены вопросы ультразвуковой диагностики заболеваний головного мозга (ЦНС), печени, желчевыделительной системы, желудка, двенадцатиперстной кишки, пищевода, поджелудочной железы, мочевыделительной системы. Впервые подробно освещены вопросы детской эхокардиографии и флебологии. Представлено более 2000 оригинальных эхограмм, рентгенограмм, рисунков, таблиц

Исследована модель детонации в N-компонентной смеси газов, зона горения которой формируется n (1 □ n □ N − 1) независимыми реакциями, удовлетворяющими кинетической формулировке закона действующих масс. В рамках этой схемы установлено существование двух возможных типов самоподдерживающихся детонационных волн с асимптотически устойчивыми зонами горения. Показано, что реализуется только сильная волна, распространяющаяся в режиме Чепмена–Жуге относительно потока на критической поверхности. При этом для смеси совершенных газов выявлено, что эта волна реализуется только тогда, когда зона горения формируется одной либо двумя реакциями.

В учебно-методическом пособии предложены контрольные работы по основным разделам механики, молекулярной физики и термодинамики, приведены краткий теоретический обзор по теме, разбор решения типовых задач, заданий интернет-экзамена, задачи для самостоятельного решения, а также простые экспериментальные задания. В конце предложен тест для проверки полу­ченных знаний. Данное пособие по физике адресовано студентам, изучающим курс общей физики, а также может быть полезно преподавателям при организации учебного процесса.

Постановка проблемы: при решении задач идентификации сложных радиосигналов в реальном масштабе време- ни требуется большой ассортимент устройств, позволяющих определять их тонкую структуру как во временной, так и в частотной области. Целью работы является разработка и техническая реализация алгоритма обработки радиосигналов, позволяющего в реальном масштабе времени однозначно в широком диапазоне фазовых углов определять их фазовую структуру. Результаты: сформирован алгоритм обработки радиосигналов, на основе которого разработана структурная схема устройства и определены характеристики его основных функциональных узлов. Для снижения энергозависимо- сти устройства использовались современные достижения акустоэлектроники и ее элементной базы. Разработана новая топология элементов на поверхностных акустических волнах, обеспечивающих дифференцирование, интегрирование и преобразование по Гильберту входных радиосигналов во временной области. Реализовано устройство с относительной полосой пропускания 30 % и представлены результаты экспериментальных исследований, убедительно подтвердившие те- оретические выводы. Практическая значимость: разработанное устройство позволяет однозначно в широком диапазоне фазовых углов определять фазовую структуру радиосигналов с произвольным видом функции внутриимпульсной угловой модуляции. При этом результат обработки не зависит от случайной начальной фазы исследуемого радиосигнала.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре математической физики физического факультета Воронежского государственного университета

В статье представлены экспериментальные данные по исследованию влияния слабых периодических импульсов давления с частотой следования от 100 до 2000 кГц на процесс электрохимического восстановления цинка на катоде из конструкционной стали из цинкатных растворов в условиях действующего гальванического производства. Приводятся результаты исследований полученных цинковых покрытий с помощью растровой электронной микроскопии и рентгенофлуоресцентного микроанализа. Обнаружено увеличение скорости процес- са и возрастание выхода цинка по току, уменьшение гео- метрической толщины покрытия при возрастании его атомарной плотности, значительное снижение пористости цинкового слоя. Обсуждаются наблюдаемые эффекты пространственно-временного упорядочивания электрохимического процесса. Предлагается механизм электропереноса в гальванической ванне цинкования.

Целью диссертации является повышение эффективности сжатия цифровой аудиоинформации. Специальность 05.12.13 – Системы, сети и устройства телекоммуникаций.

Целью работы является изучение студентами методов оптимизации частотной характеристики времени реверберации помещения. В лабораторной работе рассматриваются принципы подбора звукопоглощающих материалов с целью изменения времени реверберации помещения.

Методическая разработка по учебной дисциплине «Электроакустика и звуковое вещание» предназначена для специальности 210405 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение», бакалавриата 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 210400 «Радиотехника».

Методическая разработка содержит 7 лабораторных работ по теме «Колебания».

Методическая разработка по учебной дисциплине «Электроакустика и звуковое вещание» предназначена для специальности 210405 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение», бакалавриата 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 210400 «Радиотехника».

Методическая разработка по учебной дисциплине «Электроакустика и звуковое вещание» предназначена для специальности 210405 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение», бакалавриата 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 210400 «Радиотехника».

Учебное пособие содержит описания к ряду работ по компьютерному моделированию физических процессов, в которых используются компьютерные модели из курса «Открытая физика», разработанного компанией «Физикон».

В лабораторной работе изучаются основы метода амплитудного сканирования и применение ультразвуковой аппаратуры.

Излагается материал по волновым технологиям, применяемым в нефтедобыче и нефтепереработке. Дан анализ существующих видов волнового воздействия, их применение в различных процессах. Рассмотрена техника генерации волн, проанализированы некоторые технологические процессы, сделан упор на оценку возможности использования волновой технологии в проектных технологических процессах.

Обсуждаются ретроспективы возникновения и формирования трех древнейших научных дисциплин — механики, астрономии и математики, — и выявляется роль различных культур и цивилизаций, а также отдельных исторических личностей в этом процессе. Отмечаются основные стимулы и этапы развития научного мышления, а также оцениваются его взаимосвязи с эволюцией общественного сознания в периоды Античности, Возрождения и Нового Времени. Подчеркивается нарастающее давление научных истин и нового мышления на ход исторического процесса в Европе и на возникновение глобальных научно-технических революций.

Монография посвящена изложению научных основ нелинейных колебательных процессов в механических системах в условиях многократных резонансов, порождающих интенсивные многомерные движения. Представленные результаты показывают, что многомерные резонансные колебания могут создавать опасные ситуации (вплоть до разрушений) для ряда объектов современной техники: в ракетно-космической технике, в авиации, в энергетике, в транспорте, в машинах и гидросооружениях, подверженных вибрациям или сейсмическим воздействиям. Приведены критерии и рекомендации по обеспечению надежности, безопасности и бесшумности в технике.

Книга является учебным пособием по важному разделу аналитической механики - теории устойчивости - написанным автором на основе лекций, читавшихся им в разные годы в качестве спецкурса в различных технических вузах (МИФИ, МАИ, МГУПИ) для будущих специалистов по прикладной математике и механике. В ней излагаются (в форме, доступной для студентов 3, 4-го курсов технических вузов и механико-математических факультетов университетов) основные задачи теории устойчивости и методы их решения. Особое внимание уделено прямому (второму) методу Ляпунова. Теоретический материал сопровождается примерами из аналитической и небесной механики и космодинамики.

Оригинальная монография К. Эккарта, известного специалиста по акустике и гидродинамике, представляет собой систематическое введение в механику расслоенных сред, движущихся в поле силы тяжести и в поле силы Кориолиса. В монографии подробно исследованы различные волновые процессы - звуковые волны в неоднородной сплошной среде, внутренние гравитационные волны и поверхностные волны (волны Ламба). Эти быстрые волновые процессы являются «фоном», на котором протекают медленные вихревые динамические процессы, которые в атмосфере ответственны за погоду. Многие частные задачи динамики атмосферы и моря, которым посвящено огромное количество отдельных статей, книга К. Эккарта охватывает с единой точки зрения, что позволило автору выявить гидродинамическую сущность этих задач.

Излагаются основные идеи современной теории нелинейных уравнений математической физики, а также методы их точного интегрирования, основанные на спектральных свойствах некоторых линейных дифференциальных операторов. Рассмотрены многочисленные приложения к задачам гидродинамики, нелинейной оптики и квантовой механики. Даются краткие исторические ссылки и обзор современных работ по теме.

Книга выдающегося советского физика Я.Б.Зельдовича посвящена теории ударных волн и газовой динамике. Особенностью книги является не расчетные методы численного интегрирования сложных двух- и трехмерных газодинамических течений, а изложение и физическое обоснование принципиальных основ газовой динамики, предельных законов и методов решения простых, но фундаментальных задач.

Монография посвящена описанию эффектов и физических механизмов, лежащих в основе применения вибрации в различных технологических процессах, принципов моделирования и анализа динамики вибрационных технологических процессов. Большое внимание в книге уделено изложению методов возбуждения колебаний для обеспечения технологических процессов, основам проектирования и расчета вибровозбудителей в зависимости от особенностей технологического процесса и оборудования с учетом взаимодействия рабочего органа вибрационной машины и технологической нагрузки.

Эта книга ставит своей целью познакомить читателя с важнейшими свойствами хаотической динамики гамильтоновых систем. Она содержит уникальный материал по сепаратрисному хаосу, хаосу малой нелинейности, фрактальной кинетике, а также рассуждения о демоне Максвелла и обоснование статистической физики. В книге не используется специальный математический инструментарий, который типичен для физики.

Изложены краткие теоретические сведения о свободных и вынужденных колебаниях. Рассмотрены характеристики резонанса. Дано описание лабораторной установки, приведен порядок выполнения лабораторной работы и обработки результатов измерений.

Представлены системы с зазорами и системы с упругими элементами, имеющими начальные напряжения. Подробно рассмотрено построение кусочно-линейной силовой характеристики таких систем. Даны методы получения зависимости частоты колебаний от амплитуды на основе как точного решения по методу припасовывания, так и приближенного решения с помощью прямой линеаризации силовой характеристики упругой системы. Сравнение точного и приближенного решений позволяет оценить возможности широко применяемых на практике методов линеаризации нелинейных систем.

Представлены четыре лабораторные работы по курсу «Акустика», даны краткие теоретические сведения, задания и порядок выполнения лабораторных работ, а также методические указания к их выполнению.

Рассмотрена теория механических колебаний и изложены методы решения задач. Для школьников физико-математических классов, абитуриентов и преподавателей физики.

Кратко изложены основные теоретические сведения о механических волнах, необходимые для выполнения лабораторной работы. Дано описание лабораторной установки, даны указания по проведению измерений и обработке их результатов.

Дано описание лабораторных работ, посвященных исследованию ударных волн в воздухе и воде, определению кинематических и энергетических характеристик кумулятивной струи, определению скорости метания плоской металлической пластины. Рассмотрены физические основы исследуемых процессов, экспериментальные и расчетные методы определения их основных характеристик.

Методические указания содержат краткие сведения из теории изучаемого явления, методику выполнения экспериментов, а также порядок обработки полученных результатов.

Представлены системы с зазорами и системы с упругими элементами, имеющими начальные напряжения. Подробно рассмотрено построение кусочно-линейной силовой характеристики таких систем. Даны методы получения зависимости частоты от амплитуды колебаний на основе как точного решения по методу припасовывания, так и приближенного решения с помощью прямой линеаризации силовой характеристики упругой системы. Сравнение точного и приближенного решений позволяет оценить возможности широко применяемых на практике методов линеаризации нелинейных систем.

Дан краткий обзор основных теоретических понятий и соотношений, необходимых для решения задач по разделу «Механические волны». Приведены примеры решения типовых задач. Предложены задачи для самостоятельного решения.

Рассмотрены трехмерные дискретные системы, состоящие из набора точечных масс, соединенных упругими и диссипативными связями (пружинами и демпферами). Основное внимание уделено численным методам решения задач о свободных и вынужденных колебаниях, а также алгоритмам интегрирования уравнений движения. Материал изложен в соответствии с методом конечных элементов. Использованы принципы Д’Аламбера и возможных перемещений, при записи основных соотношений — векторно-матричная символика. Приведены тексты программ на языке MATLAB и примеры расчета.

Рассмотрены вопросы теоретических исследований динамики системы «оружие — установка», приведены основные уравнения движения с учетом амортизации корпуса оружия и упругости лафета, представлены типичные диаграммы действующих на установку внешних силовых факторов. Предложенный теоретический анализ проведен на основе теории нелинейных механических колебаний систем с несколькими степенями свободы, внутренней и промежуточной баллистики.

Рассмотрены вопросы формирования исходных и расчетных динамических систем колесных машин, точные и приближенные методы определения собственных частот и форм свободных колебаний консервативных и неконсервативных динамических систем с конечным и бесконечным числом степеней свободы, условия резонанса в системах с конечным числом степеней свободы при гармоническом воздействии и меры борьбы с резонансными явлениями, энергетический способ оценки амплитуд колебаний в трансмиссии при полигармоническом воздействии со стороны двигателя и расчет колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс, а также узлов и деталей трансмиссии при пространственном нагружении со стороны дороги.

Рассмотрены источники возмущающих воздействий на колесную машину, теоретические и экспериментальные способы определения инерционных, упругих и диссипативных параметров динамических систем колесных машин, свободные и вынужденные колебания в системах с различными нелинейными видами трения, при линейной и нелинейной восстанавливающей силе, а также параметрические колебания в динамических системах колесных машин и фрикционные автоколебания.

Рассмотрены необходимые для решения задач механики сплошной среды приемы работы с программным комплексом ANSYS. Даны указания к выполнению четырех лабораторных работ по различным направлениям механики сплошной среды.

В монографии представлены научно-технические разработки нелинейной просветной гидроакустики и средств морского приборостроения в решении смежных задач гидрофизики, геофизики и радиофизики, практические пути их реализации в Дальневосточной радиогидроакустической системе мониторинга полей различной физической природы, формируемых искусственными и естественными источниками, процессами и явлениями атмосферы, океана и земной коры, как информационного поля Земли. Диапазон измеряемых частот создаваемой системы составляет десятки – единицы килогерц, сотни – десятки – единицы – доли Герца, включая СНЧ колебания движущихся объектов и неоднородностей среды.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

Издается с 1984г. В серии публикуются результаты научных работ по следующим разделам: физические свойства веществ при больших плотностях энергии; теория переноса излучения и вещества; теория многофазных сред и течений; отдельные физические проблемы атомной энергетики; квантовая теория элементарных процессов в плазме; общие вопросы теоретической физики. Публикуются как чисто теоретические работы из этих разделов, так и работы прикладного характера с доведением их до конкретных способов расчета и численных результатов или простых инженерных формул, пригодных для численной оценки рассматриваемых явлений. Главный редактор - Академик РАН Ю.А. Трутнев

Получено общее решение задачи кинетических явлений в полупроводниках с учетом неравновесности электронной и фононной подсистем в поле ультразвуковой волны. Теоретический подход основан на самосогласованном рассмотрении поведения взаимодействующих подсистем: электрическое поле, ультразвуковая волна, электронная подсистема и подсистема тепловых фононов. В основе модели взаимодействия тепловых и звуковых фононов лежит метод Вудрафа и Эренрайха.

Предложен универсальный метод поиска направлений распространения и поляризации чистых мод упругих волн в кристаллах, в общем случае обладающих пьезоэффектом. С этой целью построена математическая модель чистых мод упругих волн, основанная на адиабатических уравнениях состояния произвольной анизотропной пьезоэлектрической среды и уравнении ее движения под воздействием упругих деформаций в произвольной ортогональной системе координат. Для упрощения расчетов разработана компьютерная программа.

Разработан приближенный метод расчета эффективности многослойных вибродемпфирующих покрытий применительно к несущим конструкциям сложной формы. Конструкция с покрытием рассматривается как многослойная гетерогенная вязкоупругая структура. Метод основан на задании форм собственных колебаний несущей конструкции, локальной аппроксимации этих форм, локальной аппроксимации покрытия на криволинейной поверхности плоским покрытием и вычислении относительного рассеяния энергии с использованием квазистатического приближения для поля деформаций в покрытии. Показана удовлетворительная точность предложенного метода.