Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Прикладная механика и техническая физика

2005 год, номер 1

1.
Обмен импульсом и энергией в неравновесных многокомпонентных средах

В. Ф. Куропатенко
Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики, 456770 Снежинск
E-mail: v.f.kuropatenko@vniitf.ru
Страницы: 7-15

Аннотация >>
В многокомпонентных средах равновесное состояние определяется термодинамическими условиями равновесия в виде равенства давлений и температур компонентов, принципом максимума энтропии смеси (или минимума свободной энергии) и равенством скоростей компонентов. В законах сохранения компонентов учитывается их взаимодействие друг с другом в виде сил и потоков энергии, содержащих разности скоростей, давлений и температур компонентов. Рассматривается также форма обмена импульсом и энергией между каждым компонентом и сплошной средой, выражающей коллективные свойства ансамбля компонентов. Показано, что эти потоки импульса и энергии отличны от нуля только в неравновесных по скоростям состояниях многокомпонентной среды.


2.
Моделирование формы свободной поверхности при лазерной резке металлов. 2. Модель многократного отражения и поглощения излучения

О. Б. Ковалев, А. В. Зайцев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mails: kovalev@itam.nsc.ru, zaitsev@gorodok.net
Страницы: 16-20

Аннотация >>
Предложена физическая модель многократного отражения сфокусированного лазерного излучения при его распространении в узких каналах и щелях применительно к процессам лазерной обработки металлов. На основе законов геометрической оптики с использованием траекторного метода разработан алгоритм расчета формы поверхности, образующейся при взаимодействии лазерного излучения с металлом. Используемый метод позволяет описать передачу энергии в глубь канала при моделировании процессов лазерной обработки (сверления, резки, сварки). Показано, что эффективность многократного отражения наиболее существенна при резке толстых материалов с большим отношением толщины пластины к диаметру гауссова пучка.


3.
Влияние вязкости на образование пузырьков при декомпрессии водонасыщенной магмы

С. И. Лежнин, Н. А. Прибатурин, А. Л. Сорокин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: lezhnin@itp.nsc.ru
Страницы: 21-28

Аннотация >>
На основе классической теории нуклеации исследовано влияние вязкости на процесс образования пузырьков в водонасыщенной магме. Сравнение с экспериментальными данными подтверждает заметное влияние вязкости на скорость гомогенной нуклеации в магме.


4.
Исследование газодинамики камеры низкого давления для высокоэнтальпийной установки кратковременного режима

В. В. Шумский, М. И. Ярославцев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mails: shymsky@itam.nsc.ru, yaroslav@itam.nsc.ru
Страницы: 29-43

Аннотация >>
Исследована газодинамика форкамеры низкого давления двухкамерной импульсной трубы. Время наполнения второй форкамеры хорошо согласуется со значением, полученным из рассмотрения квазистационарного процесса опорожнения‐наполнения форкамеры высокого и низкого давлений. На характер переходного процесса сильное влияние оказывают волновые процессы в канале между форкамерами. Изменением месторасположения дросселирующей решетки в этом канале можно изменять время наполнения второй форкамеры, уменьшая его в несколько раз. Испытанные схемы ввода воздуха во вторую форкамеру обеспечивают полное его торможение. Число Маха на выходе из второй форкамеры (в критическом сечении сопла установки) практически постоянно по сечению и близкoк единице.


5.
Теоретический анализ акустической неустойчивости гиперзвукового ударного слоя на пористой стенке

А. В. Федоров, Д. В. Юмашев
Московский физико-технический институт, 140180 Жуковский
E-mail: fedorov@falt.ru
Страницы: 44-54

Аннотация >>
Исследуется возможность управления ламинарно‐турбулентным переходом в гиперзвуковых ударных слоях с помощью пористых покрытий. Проведен анализ линейной устойчивости ударного слоя относительно акустических возмущений. Выводится дисперсионное соотношение в аналитическом виде, которое анализируется при различных характерных значениях пористости стенки, что позволяет исследовать спектр акустических возмущений в ударном слое. Аналитические выражения для инкремента неустойчивости акустических возмущений представляются в зависимости от коэффициента отражения. Их структура свидетельствует о том, что пористое покрытие эффективно снижает акустическую неустойчивость ударного слоя.


6.
Образование вторичных капель при ударном взаимодействии капли с поверхностью жидкости

В. А. Архипов, В. Ф. Трофимов
Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики
при Томском государственном университете, 634050 Томск
E-mail: leva@niipmm.tsu.ru
Страницы: 55-62

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования процесса образования вторичных капель при ударном взаимодействии капли с поверхностью жидкости. Экспериментальные данные проанализированы совместно с аналитическими оценками параметров образующихся при этом каверны и столбика Рэлея.


7.
Влияние аномальной зависимости плотности воды от температуры на поверхностное гравитационное течение

В. И. Букреев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: bukreev@hydro.nsc.ru
Страницы: 63-69

Аннотация >>
Приведены результаты опытов с распространением плоской струи воды, температура которой больше температуры максимальной плотности (4°), по поверхности первоначально покоящейся воды, температура которой около 0°. Для сравнения выполнены опыты, в которых при прочих равных условиях температура нижнего и верхнего слоев больше 4°. Продемонстрирован ряд новых гидродинамических эффектов, в том числе своеобразная неустойчивость движения и тонкая структура поля плотности при больших временах.


8.
Поверхностные волны от внешнего периодического давления в жидкости с неровным дном

И. В. Стурова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: sturova@hydro.nsc.ru
Страницы: 70-77

Аннотация >>
В рамках линейной теории мелкой воды исследовано поведение волн, создаваемых периодическим давлением на свободной поверхности. Глубина жидкости является кусочно‐постоянной, что предполагает наличие донного углубления или возвышения конечных размеров. Для произвольной формы донной неровности решение задачи сводится к системе граничных интегральных уравнений. На примере удлиненной прямоугольной возвышенности показано проявление волноведущих свойств донной неровности.


9.
Первичная волна давления в жидкости после срабатывания клапана, установленного на трубопроводе

И. А. Дободейч, Ю. П. Барметов
Воронежская государственная технологическая академия, 394017 Воронеж
E-mail: kafasu@vgta.vrn.ru
Страницы: 78-84

Аннотация >>
Рассматривается изменение скорости, плотности и давления невязкой сжимаемой жидкости при ускорении или замедлении течения после изменения проходного сечения клапана, установленного на трубопроводе с жесткими стенками. Приведены выражения для амплитуды первичной волны давления или разрежения, возникающей при изменении проходного сечения клапана.


10.
Численное исследование течения и теплоотдачи к пористому диску, вращающемуся в жидкости Рейнера—Ривлина

Хазем Али Аттиа
Университет им. Короля Сауда, 81999 Бурайда, Королевство Саудовская Аравия
E-mail: ah1113@yahoo.com
Страницы: 85-95

Аннотация >>
Исследованы нестационарное течение и теплоотдача к пористому диску бесконечного радиуса, вращающемуся в неньютоновской жидкости с законом трения, подчиняющимся соотношению Рейнера—Ривлина. Рассмотрены влияние свойств неньютоновской жидкости, а также вдува (отсоса) с поверхности диска на распределения скорости и температур и характеристики теплообмена. Численное решение получено в широком диапазоне определяющих параметров.


11.
Моделирование водного стока и процессов солепереноса на заболоченных территориях

А. А. Кашеваров
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: kash@hydro.nsc.ru
Страницы: 96-105

Аннотация >>
Предлагаются гидродинамическая и гидравлические модели водного стока на заболоченных территориях, позволяющие описывать процессы фильтрации и поверхностного стока с разной степенью детализации и точности. На основе моделей солепереноса взаимодействующими фильтрационными и русловыми течениями рассмотрены вопросы моделирования качества подземных и поверхностных вод.


12.
Модификация критерия разрушения для угловых вырезов (плоская задача). Взаимосвязь трещиностойкости с прочностными и структурными параметрами

В. М. Корнев, В. Д. Кургузов
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mails: kornev@hydro.nsc.ru, kurguzov@hydro.nsc.ru
Страницы: 106-115

Аннотация >>
Изучено разрушение при растяжении и сдвиге в окрестности вершины углового выреза, для описания которого предлагается использовать критерий разрушения типа критерия Нейбера—Новожилова. В предложенном критерии пределы осреднения напряжений на оси выреза зависят от наличия, размера и положения дефектов исходного материала. В качестве характерного линейного размера выбран параметр кристаллической решетки исходного материала. Для угловых вырезов при растяжении и сдвиге получены простые соотношения, связывающие коэффициенты интенсивности напряжений при модифицированных коэффициентах сингулярности, сами коэффициенты сингулярности и теоретические прочности на растяжение и сдвиг монокристалла материала с учетом поврежденности материала в окрестности вершины. В полученных соотношениях возможен предельный переход по углу от углового выреза к трещине. Показано, что классический критический коэффициент интенсивности напряжений, используемый при оценке прочности тел с трещинами, не является константой материала.


13.
Анализ термоактивированного формирования и разрушения барьеров Кира—Вильсдорфа в монокристаллах Ni3Ge различных ориентаций

Ю. А. Абзаев, В. А. Старенченко, Э. В. Козлов
Томский государственный архитектурно‐строительный университет, 634003 Томск
E-mail: abzaev@rambler.ru
Страницы: 116-125

Аннотация >>
Проведено теоретическое и экспериментальное исследование ориентационной зависимости предела текучести монокристаллов Ni3Ge. Показано, что положительная температурная зависимость предела текучести в низкотемпературной области связывается с формированием барьеров Кира — Вильсдорфа. Расчеты движущих сил формирования и разрушения барьеров представлены в рамках схемы Хирша. Отличительной особенностью предложенной модели является рассмотрение барьера на винтовой компоненте сверхдислокации a/2[&1macr;01](111), которая находится в первичной октаэдрической плоскости. Основную роль в формировании барьеров играют анизотропия упругих модулей, энергия антифазных границ в октаэдрической плоскости, сдвиговые напряжения в кубической и октаэдрической плоскостях, а также напряжения трения в кубической плоскости. Сравнение расчетных значений движущей силы формирования и разрушения барьеров с экспериментально найденными показало их хорошее согласие. Анализ ориентационной зависимости движущей силы образования барьеров в интервале температур T = 77 ÷ 293 К показал, что вблизи ориентации оси деформации &1macr;39 наблюдается экстремум на зависимости Δσ (T), что подтверждено экспериментально.


14.
Уточнение границы зоны пластичности в окрестности вершины трещины для квазивязкого и вязкого типов разрушения

М. Е. Кожевникова
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: kozhevnikova@hydro.nsc.ru
Страницы: 126-132

Аннотация >>
Предложено уточнение решения задачи об изолированной трещине нормального отрыва в тонкой пластине достаточно большой протяженности в упругопластической постановке. Приведены оценки пластической зоны в окрестности вершины трещины для квазивязкого и вязкого типов разрушения.


15.
Торможение трещины со связями между берегами с помощью наведенного термоупругого поля напряжений

Р. И. Кадиев, В. М. Мирсалимов
Азербайджанский технический университет, AZ1129 Баку
E-mail: irakon63@hotmail.com
Страницы: 133-143

Аннотация >>
Рассмотрены локальные изменения температуры вблизи конца трещины при наличии областей, в которых берега трещины взаимодействуют. Полагается, что эти области примыкают к вершине трещины, а их размеры могут быть сравнимы с размером трещины. Задача локальных изменений температуры состоит в задержке или торможении роста трещины. Краевая задача о равновесии трещины со связями между берегами при действии внешних растягивающих нагрузок, наведенного термоупругого поля напряжений и усилий в связях, препятствующих ее раскрытию, сводится к системе нелинейных сингулярных интегродифференциальных уравнений с ядром типа Коши. Из решения этой системы уравнений находятся нормальные и касательные усилия в связях. Вычисляются коэффициенты интенсивности напряжений. Рассматриваются энергетические характеристики трещины с концевой областью. Условие предельного равновесия трещины с концевой областью формулируется с учетом критерия предельной вытяжки связей.


16.
Сингулярные решения для анизотропной пластины с эллиптическим отверстием

В. Н. Максименко, Е. Г. Подружин
Новосибирский государственный технический университет, 630092 Новосибирск
E-mail: planer@craft.nstu.ru
Страницы: 144-152

Аннотация >>
На основе технической теории изгиба тонких анизотропных пластин с использованием комплексных потенциалов Лехницкого построено решение задачи изгиба пластины, ослабленной эллиптическим отверстием, под действием сосредоточенной нагрузки (сингулярное решение). Для построения решения использовано конформное отображение внешности эллиптического отверстия на внешность единичного круга и процедура вычисления интегралов типа Коши по замкнутым контурам. Рассмотрены различные варианты краевых условий на контуре отверстия. Сжатием эллипса в щель получены решения задачи об изгибе пластины, содержащей прямолинейную трещину или жесткое включение.


17.
Решение динамической задачи о взаимодействии компланарных трещин в полупространстве с защемленной поверхностью посредством граничных интегральных уравнений

В. З. Станкевич, Б. М. Стасюк*, О. М. Хай**
Львовский факультет Днепропетровского Национального университета
железнодорожного транспорта, 79052 Львов
*Национальный университет "Львовская политехника", 79013 Львов
**Институт прикладных проблем механики и математики НАН Украины, 79060 Львов
E-mail: stasyuk@mail.lviv.ua
Страницы: 153-159

Аннотация >>
Рассмотрена трехмерная динамическая задача об упругом полупространстве с защемленной поверхностью, содержащем компланарные круговые трещины. Поверхности трещин находятся под воздействием гармонических нагрузок. Задача сведена к решению системы двумерных граничных интегральных уравнений типа потенциала Гельмгольца относительно неизвестных функций разрывов смещений противоположных поверхностей трещин. Посредством последних получены и проанализированы коэффициенты интенсивности напряжений в окрестностях контуров дефектов.


18.
Чисто поперечные волны в упругих анизотропных средах

Н. И. Остросаблин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mail: abd@hydro.nsc.ru
Страницы: 160-172

Аннотация >>
Получены формулы разложений тензоров третьего и четвертого рангов, симметричных соответственно по двум и трем последним индексам, на неприводимые части, инвариантные относительно ортогональной группы преобразований системы координат. Соответствующие части разложений ортогональны между собой. С использованием этих разложений дан общий вид векторов смещений плоских поперечных волн в упругих изотропных и анизотропных средах. Векторы смещения поперечных волн при этом являются однородными многочленами второй, третьей и четвертой степени относительно волновой нормали. Найдены специальные ортотропные материалы, проводящие чисто поперечные волны при любом направлении волновой нормали. Для этих материалов определены собственные модули и состояния, а также технические постоянные: объемный модуль, модули Юнга, коэффициенты Пуассона, модули сдвига и константы Ламе ближайших изотропных материалов.


19.
Численное моделирование локализации пластического течения при простом сдвиге

В. М. Елькин, В. Н. Михайлов, Т. Ю. Михайлова
Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики
им. Е.И. Забабахина, 456770 Снежинск
E-mail: mikhailov@gdd.ch70.chel.su
Страницы: 173-180

Аннотация >>
Разработан алгоритм численного моделирования локализации пластического течения при нагружении по схеме простого сдвига термо‐, вязкопластичного материала. Программа реализует решение системы уравнений в частных производных, описывающих течение сплошной среды. В качестве замыкающего уравнения использовано определяющее соотношение, известное в литературе как степенной закон, связывающее скорость пластической деформации с напряжением течения, температурой и накопленной пластической деформацией. Расчетные зависимости эволюции во времени ширины полосы сдвига и локализованных в ней температуры и пластической деформации удовлетворительно согласуются с экспериментальными. Хорошее соответствие эксперименту получено и для распределения температуры по образцу на развитой стадии процесса локализации.


20.
Упругопластический неосесимметричный удар параболического тела по сферической оболочке

Д. Г. Бирюков, И. Г. Кадомцев
Ростовский государственный университет, 344090 Ростов‐на‐Дону
E-mail: diminna@mail.ru
Страницы: 181-186

Аннотация >>
Изложен способ расчета сферической оболочки при неосесимметричном ударе массивного тела. Использованы безмоментные уравнения движения оболочки, решение которых получено с помощью преобразования Лапласа и асимптотического метода разложения искомых величин по малому параметру. Контактная сила взаимодействия P(t) определялась на основе упругопластической модели местного смятия для параболического ударника. Результаты решения представлены в виде графиков. Достоверность полученных результатов подтверждается хорошим совпадением решения с предельными случаями — осесимметричным ударом и ударом по полупространству.