Vol 69, No 4 (2023)

Найдено поле SV-источника поперечных волн в твердом однородном слое со свободными границами. На этих границах, помимо поперечных волн, возникают и продольные волны. Полное поле в слое характеризуется скалярным и векторным потенциалами. Вследствие осевой симметрии этого поля векторный потенциал имеет только угловую компоненту. Интегральное представление потенциалов получено методом Фурье–Бесселя. На основе теории вычетов поле в слое представлено в виде суперпозиции цилиндрических мод Лэмба. Рассчитаны амплитуды этих мод.

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния 3D-печати при 100% заполнении на упругие свойства нитевидных образцов полимера PLA. Статическим методом и методом Терстона–Браггера одновременно измерены зависимость деформации и относительного изменения скорости упругих волн от приложенного механического напряжения (вплоть до разрыва) для исходного и 3D-напечатанного образцов полимера PLA. По результатам измерений рассчитаны линейный и нелинейный модули Юнга и акустический нелинейный параметр второго порядка. Установлено, что 3D-печать приводит к ухудшению прочностных и пластических характеристик полимера PLА. Обнаружено различное поведение нелинейных параметров исходного и 3D-напечатанного образцов полимера PLA в области нагрузки и разгрузки, которое связывается с изменением внутренней структуры образца, вызванным 3D-печатью.

Periodic pressure fluctuations were studied experimentally in the model of a jet-driven Helmholtz oscillator with a cylindrical chamber with a round air jet impinging on the sharp edge of the outlet. The evolution of the amplitude–frequency spectrum of the hole tone from its appearance at a jet velocity of about 2 m/s to excitation of the first acoustic resonance mode at the Helmholtz frequency was studied. The hole tone was a family of harmonics that progressively became more complex as the length and velocity of the jet increased. The successive occurrence of a family of acoustic modes on the harmonics of the jet tone with a further increase in jet velocity is studied. Modes at the Helmholtz frequency arose alternately on the harmonics of the hole tone in the gain band of the oscillator, starting from the highest harmonic. The first mode occurred at the highest harmonic; the second mode, at the previous harmonic; and so on. The final mode arose at the fundamental harmonic of the hole tone and had the maximum amplitude. With a further increase in the Reynolds number, periodic pressure fluctuations became disordered turbulent fluctuations. With a sufficient chamber size and jet velocity, azimuthal and half-wave resonances appeared at the highest harmonic of the hole tone. The largest Reynolds number at which resonance at the Helmholtz frequency was observed was 105.

The paper presents the results of acoustic studies of the melting and crystallization of Ag–Ga alloys with a silver content of 1.5 and 3 at % embedded into porous glasses with an average pore size of 13 nm. The temperature dependences of the velocity of longitudinal ultrasonic waves are measured by a modified pulse-phase method at a frequency of 7 MHz in the 200–325 K range for complete and partial cooling–heating cycles. The temperature dependences of the ultrasonic velocity showed regions corresponding to phase transitions. Significant changes in the phase diagram of the bulk alloy due to nanostructuring have been revealed. It is shown that segregates with different crystal structures are formed in the pores for alloy of different compositions.

Numerical simulation is used to study the possibility of remote acoustic monitoring of underwater keels in ice-covered shallow-water waveguides. A statistically average hummock for the Arctic region is considered, with a keel draft of 8 m, located in a waveguide with a depth of 40 m. It is assumed that the ridge of the hummock is perpendicular to the acoustic track, the length of which is 10 km. A point broadband source and a vertical receiving array are used, which are necessary for extracting the mode amplitudes. It is shown that mode coupling due to the keel manifests itself quite distinctly in modulation of the mode amplitudes in a broad frequency band. A methodology for analyzing this modulation by constructing cepstrograms (spectrograms from the spectrum) is proposed. The cepstrograms reveal dispersion curves corresponding to pairs of coupled modes. Then, from the location of the dispersion curves on the cepstrogram, it is possible to estimate the location of the keel on the track.

Рассмотрено влияние наличия и величины радиуса кривизны в местах соединения тональных отверстий деревянных духовых инструментов с основным воздушным каналом (подрезка) на смещение его собственных частот. Приведена методика и формулы для численного расчета, позволяющие определять величину эффективного радиуса для открытого и закрытого тональных отверстий с переменным поперечным сечением. На основе полученных зависимостей с помощью метода передаточных матриц осуществлен расчет собственных частот воздушного канала с одним отверстием и проведено сравнение с результатами компьютерного моделирования в программе COMSOL Multiphysics 5.6. Показано, что увеличение степени подрезки звукового отверстия приводит к росту его эффективного радиуса, что повышает резонансные частоты в случае открытого отверстия и понижает в случае закрытого. Усреднение акустической массы (для открытого) и объема (для закрытого) по продольным сечениям отверстия, не обладающего вращательной круговой симметрией в области соединения с основным каналом, дает лучшие результаты при нахождении резонансных частот в сравнении с моделированием.

A new information-statistical approach is proposed that makes it possible to consider acoustic emission (AE) from the standpoint of synergetics based on representation of processes that govern the state of the object under study, a statistical model (image) in the form of a probability density function. It is shown that the multidimensional Dirichlet distribution has a set of properties that can be used to determine the integral metric for estimating the plastic deformation process from observed AE signals. As a quantitative measure in analyzing the plastic deformation process using AE signals, it is proposed to use the self-organization parameter. Regular mechanical tests of structural carbon steel 20 with a pearlite–ferrite structure were carried out to demonstrate that the information-statistical self-organization parameter is the most informative when describing AE-related processes.