Статьи журнала - Техническая акустика
Все статьи: 276
Статья научная
Механические системы, состоящие из тел с массами, соединенных пружинами, является составной частью многих технических конструкций, находящих широкое применение в различных областях деятельности человека. Известно, что коэффициенты жёсткости пружин и обобщенные массы со временем могут менять свои значения в связи с изношенностью. Поэтому определение коэффициентов жёсткости пружин и обобщенных масс важно для проверки надежности работы механической системы. Об этих характеристиках чаще всего можно судить после разборки устройства, но этот процесс может быть опасным, трудоемким, дорогостоящим и может привести к нарушению приработки деталей. Поэтому в настоящее время интенсивно развивается акустическое диагностирование, решающее задачи оперативного контроля технических конструкций по собственным частотам и амплитудам её колебаний. В настоящей статье предлагается метод, который позволяет восстановить коэффициенты жёсткости пружин и обобщенные массы в механической системе с двумя степенями свободы по значениям собственных частот и амплитудам её колебаний.
Бесплатно
Диагностирование относительной жесткости упругих краевых ребер цилиндрической оболочки
Статья научная
Предлагается метод, с помощью которого можно определить коэффициенты жесткости упругих краевых ребер цилиндрической оболочки в механической системе по двум собственным частотам ее осесимметричных колебаний.
Бесплатно
Динамический хаос при распространении волн конечной амплитуды в воде
Статья научная
Представлены результаты экспериментальных исследований динамики распространения и взаимодействия в воде акустических волн конечной амплитуды, которые проанализированы как традиционными методами, так и методами нелинейной динамики. Из данных измерений для различных условий (значений управляющего параметра) реконструированы фазовые портреты системы, которые затем сравнивались с теоретическими моделями. Выполнены численные оценки хаотичности системы: рассчитаны корреляционные размерности и спектр показателей Ляпунова.
Бесплатно
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
Статья научная
Статья посвящена разработке оборудования дистанционного (бесконтактного) энергетического воздействия ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности для поверхностной обработки биотканей с одновременным напылением лекарственных растворов. Разработан опытный образец аппарата, обеспечившего проведение исследований и клинической апробации. В статье представлены результаты измерения распределения ультразвуковых колебаний дискового излучателя и определён дисперсный состав создаваемого аэрозоля. Показана целесообразность применения аппарата в клинической практике. Теоретические и экспериментальные исследования позволили создать на основе ультразвуковой колебательной системы с дисковым излучателем устройство распыления лекарственных препаратов с одновременной обработкой ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности.
Бесплатно
Дифракционные погрешности при измерении интенсивности звука
Статья научная
Рассмотрены систематические погрешности метода измерения интенсивности звука при помощи двух микрофонов, обусловленные дифракционным взаимовлиянием используемых приёмников. Показано, что дифракционное взаимовлияние может приводить к изменению чувствительностей приёмников и изменению звукового давления на них. Совместное воздействие этих эффектов увеличивает погрешность измерения интенсивности звука и ограничивает частотный диапазон работы прибора со стороны как низких, так и высоких частот. Приведены рекомендации по выбору диапазона волновых размеров расстояния между микрофонами с целью заданного ограничения уровня дифракционной погрешности.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается один из способов реализации фокусирующих скважинных антенн, когда фокусирование акустического поля обеспечивается дифракцией. Особое внимание уделено методам разбиения цилиндрической апертуры на зоны с противофазным возбуждением для создания цилиндрической зонной линзы. Показано, что кроме классического варианта разбиения на зоны Френеля существует альтернативный способ. Исследуются особенности распределений упругих полей в массиве, создаваемых различными зонными линзами. Обсуждается применимость фокусирующих скважинных антенн, выполненных в виде зонных линз, в геотехнологиях.
Бесплатно
Доплеровский ультразвуковой контроль неоднородного открытого потока жидкости
Статья научная
Приводятся экспериментальные и теоретические результаты, полученные при комплексном (доплеровском и импульсном) ультразвуковом зондировании открытого потока жидкости. При учете неоднородности потока и изменения его глубины сделаны оценки точности доплеровских измерений. Показано, что в зависимости от концентрации фазовых включений в жидкости меняется амплитудная модуляция рассеянного сигнала и, соответственно, ширина доплеровского спектра. Цифровая спектральная обработка сигнала позволяет уменьшить статистическую погрешность измерения расхода жидкости. Анализ изменения ширины спектров позволяет оценить нижний порог чувствительности доплеровского расходомера и приделы применимости традиционных формул для расчета профиля потока жидкости.
Бесплатно
Звукоизлучение вращающегося источника
Статья научная
В статье описан метод численной оценки излучения звука компактным вращающимся источником. Представлены аналитические функции Грина вращающихся монопольного и дипольного источников в свободном пространстве. Разработаны модели звукоизлучения, и путём численного моделирования исследованы характеристики звукового поля. Определены соотношения между частотами в спектре излучения, частотами источника звука, частотой вращения и её гармониками. Результаты расчётов показали, что излучение имеет ярко выраженную направленность, максимумы основных частотных составляющих смещены в направлении вращения, гармоники распределены по радиальному направлению, явление сдвига частот чётко проявляется на высоких скоростях вращения источника.
Бесплатно
Зондирование осадочной толщи поперечными упругими волнами горизонтальной поляризации
Статья научная
Рассматриваются пространственно-угловые характеристики поперечных упругих волн горизонтальной поляризации, возбуждаемых осциллирующим скручивающим силовым моментом, действующим по касательной на свободную границу структуры - слой-полупространство. Исследуется возможность применения данного типа волн для зондирования грунта с целью обнаружения локальных неоднородностей, ограниченных в поперечнике и залегающих на некоторой глубине под землёй, для оконтуривания их границ. Выведены соотношения для эхо-сигнала в виде SH-волны, зеркально отражённой от неоднородности и регистрируемой сейсмическими приёмниками на поверхности. Амплитуда отклика представлена в виде двумерного рельефа на плоскости: время задержки - координата приёмной антенны при пространственном сканировании над эпицентром неоднородности. Особенности рельефа служат основой для получения признаков присутствия в грунте аномалий карстовой природы - брекчий, каверн и провалов, для дистанционной диагностики глубины залегания и их поперечных размеров
Бесплатно
Идентификация сосредоточенной массы и жесткости пружины на стержне
Статья научная
В статье решена задача идентификации сосредоточенной массы и жесткости пружины на неконцевых точках стержня по известным первым двум собственным частотам. Найдены достаточные условия для существования единственного решения задачи идентификации сосредоточенной массы и жесткости пружины на неконцевых точках стержня по известным первым двум собственным частотам. На основании модели рассмотренной в данной статье предложен алгоритм функционирования прибора неразрушающего контроля.
Бесплатно
Измерение производительности акустического фонтана
Статья научная
Проведено экспериментальное исследование акустического фонтана, вызванного акустическим полем фокусирующего излучателя. Акустическим фонтаном называют струю жидкости над границей раздела жидкости и газа или двух жидкостей, индуцированную акустической волной. Предложен оригинальный метод измерения производительности акустического фонтана и разработана экспериментальная установка. Полученные экспериментальные результаты показывают линейность зависимости производительности акустического фонтана от акустической мощности. Показано, что при оптимальном выборе геометрического положения фокуса излучателя достигается увеличение производительности акустического фонтана на 25-30%.
Бесплатно
Измерение скорости течения в некоторых районах Балтийского моря
Статья научная
В статье приведены описание акустического прибора для измерения скорости течения и результаты измерения этой характеристики среды на различных глубинах. Измерения проводились до глубин 30 м в районе г. Приморска и до глубин 80 м в районе острова Гогланд. Работы проводились в августе - сентябре 2003-2004 гг. Из полученных результатов следует, что поле скорости течения, наряду со средними составляющими 1530 см/с, имеет низкочастотный спектр пульсаций с нижней частотой 2 Гц.
Бесплатно
Статья научная
Проведены исследования переходных процессов в динамике резонансных включений под действием акустических импульсов с различными частотами. Показано, что возбужденный сигнал на собственной частоте включения имеет достаточно высокую амплитуду для его регистрации в типичных экспериментальных условиях. Предложена реализация метода нестационарной импульсной акустической спектроскопии, основанная на нестационарном режиме рассеяния любых высокочастотных акустических импульсов с последующей низкочастотной фильтрацией сигналов от резонансных пузырьков
Бесплатно
Инвариант одной модели механической системы с вязким трением
Краткое сообщение
В результате анализа одной из моделей колебательного контура выявлена особая точка, в которой модуль импеданса не зависит от величины активного сопротивления. Указанная точка располагается на частоте, равной Fр 2 (где Fр - резонансная частота контура при малой величине активного сопротивления. В настоящей работе приведена модель механическойсистемы с вязким трением, описываемая аналогичными уравнениями. В семействе частотных характеристик этой модели также существует точка, где модуль механического сопротивления не зависит от коэффициента вязкого трения. Предполагается применение эффекта в технике электроакустических измерений.
Бесплатно
Информационная система для исследовательского гидроакустического полигона в районе мыса Шульца
Статья научная
В работе представлена информационная система, включающая в себя пакет программ, позволяющий на этапе определения координат расстановки компонент приемной и излучающей систем в интерактивном режиме получать значения глубин, а также данные по скорости звука, измеренные в этой точке в разные периоды времени. Основой системы являются базы данных по скорости звука, глубине и характере донных осадков на исследовательском гидроакустическом полигоне в районе мыса Шульца, полученные в 2001-2009 гг. Возможности информационной системы позволяют для выбранных трасс выполнить теоретический расчет распространения звука в лучевом приближении.
Бесплатно
Искажения магнитной записи, обусловленные старением измерительной магнитной ленты
Статья научная
Магнитная запись часто используется для регистрации сигналов в натурных условиях. Специальная измерительная аппаратура магнитной записи и измерительные ленты подвергаются порой жестким условиям эксплуатации и хранения. В тоже время уникальность отдельных магнитофильмов требует их длительной сохранности. В работе определены типичные искажения, обусловленные старением измерительных магнитных лент, и их источники при применении различных методов измерительной магнитной записи в судовой акустике. К таким искажениям относятся: уменьшение коэффициента передачи в прямой записи из-за износа рабочего слоя ленты; появление паразитных амплитудной и частотной модуляции сигнала на крайних каналах из-за старт-стопных режимов работы магнитофонов; выпадение сигналов в прямой, ЧМ и цифровой записи из-за адгезионных нарушений в ленте (выкрашивание магнитного порошка). Представлены методики и блок-схема измерительного тракта для оценки качества архивных лент, а также рекомендации, позволяющие снизить выявленные искажения при эксплуатации и хранении лент.
Бесплатно
Использование упругих полей для обнаружения приповерхностных неоднородностей
Статья научная
В настоящей работе изложены результаты экспериментальной апробации предложенных авторами методов сейсмоакустического обнаружения подповерхностных неоднородностей. Идея методов основана на наличии так называемых установочных резонансов объектов, зависящих от геометрических и физических характеристик самой неоднородности, а также от характеристик вмещающего ее грунта. Возбуждение резонансных колебаний возможно различными путями. В работе рассмотрено два технически реализуемых способа возбуждения неоднородности: акустической волной и вибратором. Экспериментально получены амплитудно-частотные характеристики колебаний поверхности различных типов грунтов при наличии в них локальных неоднородностей и рассмотрен способ контактного съема колебаний грунта с подвижного носителя.
Бесплатно
Статья научная
Представлены методика расчета и результаты численного анализа волновых полей тонкостенных конструкций - дек музыкальных инструментов. Вибрации конструкции инициируются посредством нормальной гармонической силы. Рассмотрен диапазон частот от 0 до 1000 Гц. Исследована зависимость вибрационного поля конструкции от ее геометрических и физико-механических характеристик. На основании анализа полученных зависимостей установлено, что анизотропия физико- механических свойств конструкции, усложнение контура способствуют более равномерному распределению энергии колебаний по частотному диапазону.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследований, направленных на решение проблемы формирования надежного герметизирующего шва при упаковке пылящих и жидких продуктов в пакеты из термопластичных пленок. Необходимость практической реализации метода ультразвуковой сварки для создания герметизирующего шва длиной 360 мм и шириной 12 мм потребовала разработки специализированного оборудования для комплектации упаковочных машин. Разработка электронного генератора с блоком управления процессом УЗ сварки, специализированной пьезоэлектрической колебательной системы и пассивной прижимной планки позволили реализовать процесс формирования двойного поперечного герметизирующего шва протяженностью до 360 мм за время, менее 1 секунды.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено применение метода передаточных матриц для решения задач расчета и проектирования составных кольцевых концентраторов ультразвуковых колебаний. На основе численного примера показано, что существует два типа собственных форм колебаний концентратора: 1) собственные формы со знакопеременной амплитудой радиальных колебательных смещений; 2) собственные формы со знакопостоянной амплитудой радиальных колебательных смещений. При этом усиление колебаний по амплитуде обеспечивается только собственными формами второго типа. По сравнению с методикой, основанной на решении дифференциальных уравнений колебаний, метод передаточных матриц является более эффективным с инженерной точки зрения, так как не требует от расчетчика знаний в области теории дифференциальных уравнений
Бесплатно
