Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика

На основании гипотезы о постоянстве радиуса круговой оси тонкостенной торовой оболочки получены новые формулы для вычисления напряжений в стенке оболочки, деформируемой под действием внутреннего давления. На этой основе получены аналитические выражения для вычисления критических значений напряжений, деформаций и внутреннего давления, при которых оболочка теряет несущую способность.

Рассматривается нейросетевой алгоритм решения задачи фильтрации. Предлагается структура искусственной нейронной сети, реализующая алгоритм фильтрации, процедура обучения нейронной сети. Проводится сравнительная оценка алгоритмов фильтрации с использованием и без использования искусственных нейронных сетей.

Рассмотрен круг вопросов, связанный, во-первых, со способами регистрации и обработки атмосфериков с целью извлечения информации о координатах источника излучения, во-вторых, с созданием программно-аппаратных комплексов, обладающих достаточной для практических и исследовательских целей точностью, надежностью, быстродействием, удобством представления информации.

В работе представлены результаты численного расчета физической ситуации, когда внутрь цилиндрического крутильного визкозиметра помещен твердый цилиндр, имитирующий зону застоя, возникающую вблизи оси вращения в вязко-пластичной жидкости. Ось внутреннего цилиндра совпадает с осью визкозиметра. Рассмотрены два различных способа возбуждения колебаний: а) внешний цилиндр повернут на небольшой угол относительно состояния покоя и затем отпущен, б) внешний цилиндр испытывает начальный толчок из состояния покоя.

Численными методами решается задача о движении крутильного вискозиметра, заполненного ньютоновской жидкостью, за пределами приближений, принятых в стандартных аналитических теориях. Расчеты проведены для случая бесконечного цилиндра и для осесимметричных течений в конечном цилиндре. Проведено сравнение с результатами аналитических вычислений.

Проведено экспериментальное исследование совместной поверхностной сегрегации серебра и олова в трехкомпонентном разбавленном растворе на основе меди, содержащем по 0,5 ат.% Ag и 0,1 ат.% Sn.

Зарегистрированы флуктуации сопротивления пермаллоевой ленты при различных температурах, вплоть до температуры магнитного фазового перехода. Отмечено резкое увеличение амплитуды фликкер-шума сопротивления при достижении температуры магнитного фазового перехода. Это явление связано с процессом разрушения и перестройки доменов ферромагнетика.

Метод газоразрядной визуализации человеческих эманаций даёт информацию обо всех системах и органах тела. Разработан метод анализа биоэлектрограмм пальцев человека. Изображение разделяется на отдельные элементы, определяются их координаты, затем производится их классификация.

Resonance absorption of rf energy, the maximum of which happens at the frequency equal to or a multiple of that of Trichel pulses, was discovered on connecting both an rf voltage of low amplitude and high direct voltage to the negative point-to-plane gap. Resonance curves were recorded by scanning the high voltage at fixed frequencies. It was found that the initial portion of dependence between resonance frequency and electrostatic field strength near the plane is linear, and has the same factor of proportionality for different gap lengths, estimated as (1.0 ± 0.2) Hz m/V.

The pairing occurs when electrons tunnel through the Coulomb barrier to the region of the dominant values of their spin-spin interaction energy. In an external electrostatic field the pair rotates in the plane orthogonal to the field strength vector and its centre-of-mass tends to be pushed out from the field along this plane. Applying an rf electric field causes an experimentally observed resonance absorption of its energy at a frequency equal to that of the pair’s rotation, and is linear in the electrostatic field strength.

There is given a theoretical research of Rayleigh wave’s propagation in an elastic wedge. The dependencies of propagation coefficient got are in good correlation with well-known experimental data. There is given a theoretical research of Rayleigh wave’s transformation of surface waves in an elastic wedge. The dependencies of transformation coefficient got are in good correlation with well-known experimental data.

Дано теоретическое описание процесса лазерной генерации импульсов поверхностных акустических волн в ферромагнетике. Методами численного интегрирования рассчитаны параметры акустических импульсов. Учтена температурная зависимость коэффициента теплового расширения ферромагнетика и конечное значение скорости распространения тепла. Теоретические выводы подтверждаются результатами эксперимента.

В данной работе рассматривается математическая модель, описывающая процесс лазерной генерации волн Лэмба в ферромагнитной металлической пластине. Приведена система уравнений термоупругости с учетом конечного времени релаксации теплового потока.

В статье предлагается и обосновывается способ использования струи озонированного в барьерном электрическом разряде газа в качестве транспортера зарядов для электростатического генератора Ван-де-Граафа.

Поведение некоторых двухфазных неупругих сред при повторно-переменном неизотермическом нагружении обладает специфическими особенностями, математическое описание которых феноменологическим путем представляется практически недостижимым. Ниже предложено использовать для этой цели подход, лежащий на грани с онтологическим: формальное моделирование микронеоднородности среды. Этот подход позволяет получить эффективное средство для неупругих расчетов.

Концепция пренебрежимой малости смещений, поворотов и деформаций, которая позволяет ограничиться геометрически линейной постановкой задачи, значительно облегчает расчеты в механике деформируемого тела, но в ряде актуальных задач ведет к серьезным ошибкам. Так, учет геометрической нелинейности необходим для описания деформирования конструкций из высокоэластичных материалов, конструкций из тонких оболочек, для расчета процессов, связанных с большими пластическими деформациями. Во многих интенсивно развивающихся в последнее время пакетах программ, основанных на методе конечных элементов, заявлена возможность решения геометрически нелинейных задач. Однако известно, что далеко не всегда решение оказывается корректным. В силу значительной сложности проблемы теорию конечных деформаций нельзя назвать законченной; используемые в пакетах теоретические работы, посвященные учету геометрической нелинейности, как правило, корректны лишь в частных случаях, хотя в документации часто декларируются их более широкие возможности. Ниже предлагается простая тестовая задача, позволяющая оценить корректность соотношений, используемых тем или иным пакетом для геометрически нелинейной задачи. С ее помощью расчетчик может проверить используемый им программный продукт. Приведен иллюстративный пример с пакетом ANSYS.

Показано, что сетки поверхностных трещин в деталях могут образовываться и устойчиво развиваться не только при тепловом, но и при механическом нагружении. При этом поведение трещин при тепловом и механическом воздействиях качественно различно: при тепловом вначале образуется сетка мелких и частых трещин, по мере роста часть их останавливается, что приводит к образованию сетки более редких и более глубоких трещин; при механическом нагружении (подвижной нагрузкой) вначале образуются редкие трещины, и лишь после достижения ими определенной глубины образуются промежуточные трещины, причем взаимодействие между трещинами приводит к увеличению коэффициентов интенсивности напряжений. Процесс проиллюстрирован численными расчетами кинетики трещин.

В работе приведены результаты исследования деформирования и разрушения монослоя стеклопластика с учетом влажностной дилатации матрицы. В расчетах учтены микронапряжения, возникающие на границе раздела фаз композита в результате набухания матрицы. Установлено, что влияние внезапного изменения влажности среды на трансверсальную прочность однонаправленного стеклопластика толщиной до 1 мм наиболее интенсивно проявляется в течение последующих двух-трех недель. Выработаны рекомендации по установлению минимального периода экспозиции во влажной среде для ответственных тонколистовых изделий из стеклопластика.

Приведен сжатый обзор развития одного из научных направлений кафедры «Прикладная механика, динамика и прочность машин» ЮУрГУ. Это - моделирование микронеоднородного неупругого деформирования и разрушения конструкционных материалов и макромоделирование на этой основе неупругого деформирования конструкций (неоднородное напряженно-деформированное состояние). В связи со спецификой обзорной работы мы здесь избегаем подробностей, которые при желании можно найти в прилагаемом списке литературы (выполненном в хронологическом порядке и включающем более ранние обзоры [21, 24,34,35]).

В работе исследуется кинематика касательного сближения малого тела с Юпитером. В рамках парной задачи двух тел (Солнце - Юпитер, Солнце - комета) предлагаются две модели комет, у которых точки низкоскоростного касания их орбит с орбитой Юпитера совпадают с апсидальными точками. Рассматривается возможность и определяются условия длительного сближения этих комет с Юпитером. Анализируются особенности сближений модельных и реальных комет, орбиты которых близки к предложенным моделям.

Задачи определения условий предельного равновесия и прогрессирующего формоизменения сформулированы в терминах метода конечных элементов для полей скоростей перемещений, непрерывных внутри каждого элемента и разрывных на границах элементов. На основе соответствующих кинематических теорем получены системы линейных ограничений и формы минимизируемых функционалов при условиях текучести Мизеса и Треска-Сен-Венана. Предложенные решения позволяют избежать систематических ошибок, возникающих при анализе предельных состояний на основе расчетов кинетики деформирования при последовательно возрастающей нагрузке, и сократить объем вычислений.

Описан программный комплекс для моделирования методом молекулярной динамики углеродных наноструктур, пригодный для использования в распределенных вычислительных средах. Выполнены расчеты колебательных и механических свойств ряда легких фуллеренов и нанотрубок.

В широких интервалах значений pH, температуры, суммарной концентрации железа (И) и скорости подачи воздуха исследованы закономерности фазообразования при окислении в квазистационарных условиях водных растворов FeS04 и (или) суспензий Fe(OH)2 кислородом воздуха. Установлены зависимости средней скорости окисления, фазового и дисперсного состава формирующегося осадка от вышеуказанных параметров.

Исследованы закономерности фазовых (в а-FeOOH) и химических (в a-Fe203) превращений неравновесных FeOOH при термообработке в различных по составу водных растворах. Анализируются вопросы о возможном составе и конфигурации кристаллообразующих комплексов, реакциях, протекающих на границе «раствор - кристалл» и при встраивании кристаллообразующих комплексов в различные атомно-гладкие грани a-Fe203.

Предложены гиперболические уравнения для расчета теплоемкостей сложных (бинарных) нестехиометрических и стехиометрических соединений по экспериментальным данным простых веществ (металлов, неметаллов и стехиометрических соединений) с учетом их кристаллических структур. Свободным членом в гиперболическом уравнении является обратная величина предложенного в работе так называемого кристаллообразующего компонента. В первой области твердых растворов - кристаллообразующим является металл. В других областях - термически устойчивое соединение с промежуточной степенью окисления металла.

В работе приведены результаты исследований энергодисперсионного рентгенорадиометрического метода анализа элементного состава вещества сложного химического состава при помощи дополнительного поглотителя из вещества анализируемой пробы. Для полного учета матричного эффекта в каждом отдельном случае рассчитывается оптимальная поверхностная плотность дополнительного поглотителя.

В статье рассмотрена возможность применения для количественного рентгенофазового анализа способа спектральных отношений, в котором для учёта матричного эффекта, в качестве аналитического параметра берётся отношение интенсивности фазы определяемой компоненты пробы, к интенсивности некогерентно рассеянному пробой первичному излучению. Для проб с сильно меняющимся вещественным составом, рассмотрена также возможность использования дополнительного поглотителя, для полного учёта матричного эффекта.