|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Влияние внешних воздействий на упругие нелинейные свойства гранулированной неконсолидированной средыдипломная работа (Специалист)
- Научный руководитель: Коробов Александр Иванович
- Автор: Кокшайский Алексей Иванович
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова, Кафедра акустики физический факультет
- Год защиты: 2013
- Аннотация: Дипломная работа Кокшайского А.И. посвящена экспериментальному исследованию акустических свойств модельных трехмерных ГНС методами нелинейной акустики. ГНС в работе моделировалась стальными шарами диаметром 2мм или 4 мм. В дипломной работе Кокшайского А. И. выполнена серия экспериментов направленных на исследования влияния внешних статических и динамических воздействий на линейные и нелинейные упругие свойства ГНС. В работе получено ряд оригинальных результатов, среди которых необходимо выделить следующие: 1. Проведен анализ упругих свойств ГНС, который показал, что линейные и нелинейные упругие свойства ГНС определяются контактным взаимодействием между отдельными шарами. Показано, что основной вклад в упругую нелинейность дают слабо поджатые контакты между отдельными шарами. При этом величины коэффициентов упругости 2, 3, 4-го порядков в ГНС на порядок отличаются от величин соответствующих коэффициентов, определяемых межатомным взаимодействием в материале из которого изготовлены шары. 2. Для исследования линейных и нелинейных упругих свойств твердых тел в зависимости внешних воздействий разработан и на базе приемо-передатчика RITEC-4000 (США) создан автоматизированный ультразвуковой комплекс. Для управления комплексом разработан пакет программ, позволяющий в автоматическом режиме измерять амплитуды и фазы упругой волны и её гармоник. При этом есть возможность одновременно регистрировать до 16 внешних параметров, определяющих условия акустического эксперимента (давление, температуру и т.д.). Для управления параметрами ультразвукового комплекса с клавиатуры компьютера был разработан графический интерфейс между компьютером и RITEC-4000. 3. Экспериментально исследована зависимость скорости упругих волн от амплитуды зондирующего сигнала при фиксированных значениях внешнего давления. При малых амплитудах зондирующего сигнала скорость упругих волн была пропорциональна квадрату амплитуды упругой волны, что находится в хорошем согласии с теоретическим рассмотрением. При увеличении амплитуды зондирующего сигнала обнаружено отклонение от квадратичной зависимости скорости упругих волн от ее амплитуды, что может быть объяснено тем, что упругие деформации в волне вызывают структурный фазовый переход, связанный с изменением упаковки шаров и соотношения между количеством сильно и слабо поджатых контактов. 4. Исследовано влияние внешнего давления на величину нелинейных упругих параметров второго и третьего порядков в ГНС. Согласно проведенному автором работы анализу нелинейные упругие параметры должны монотонно уменьшаться с ростом внешнего давления в системе. Однако было обнаружено, что экспериментально измеренная зависимость этих параметров от давления имела немонотонный характер. Кокшайский А.И. обоснованно объясняет наблюдаемый эффект структурными фазовыми переходами в ГНС, сопровождающимися перестройкой упаковки шаров и изменением соотношения между сильно и слабо поджатыми контактами в исследуемой структуре. 5. Предположение о структурных фазовых переходах в ГНС находится в хорошем согласии с результатами измерения электрического сопротивления среды: экспериментально обнаружена немонотонная зависимость электрического сопротивления ГНС от внешнего давления. При этом область давлений, при которых происходило увеличение сопротивления ГНС, совпадали с областями давлений, при которых происходило аномальное увеличение нелинейных параметров ГНС. Это подтверждает предположение о том, что немонотонное изменение как нелинейных упругих параметров в ГНС, так и ее электрического сопротивления связано со структурными фазовыми переходами, вызванными внешним статическим давлением, и приводящими к изменению к изменению соотношения между слабо и сильно поджатыми контактами. Научные результаты, полученные А.И. Кокшайским при выполнении дипломной работе, неоднократно докладывались на ряде международных и отечественных научных конференциях, опубликованы в трудах этих конференций и в Акустическом журнале. Отмеченные достоинства работы: В дипломной работе Кокшайского А.И. четко продемонстрирована важность структурных особенностей ГНС и приведены очень убедительные и яркие экспериментальные демонстрации, причем не просто «достаточно заметных» проявлений, а именно сугубо доминирующей роли структурных изменений в ГНС для акустической нелинейности реальных трехмерных упаковок гранул.
- Добавил в систему: Коробов Александр Иванович