О.Б. ПОПОВИЧЕВА1, М.А. ЧИЧАЕВА1, В.О. КОБЕЛЕВ2, Н.С. КАСИМОВ1 1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия olga.popovicheva@gmail.com 2Московское городское отделение Русского географического общества, Москва, Россия vasily.kobelev@gmail.com
Ключевые слова: Арктика, черный углерод, эмиссии, сжигание природного топлива, лесные пожары, сезонные тренды
Страницы: 1043-1050
В настоящее время вклад источников аэрозолей в загрязнение Российского сектора Арктики сильно недооценен. В августе 2019 г. на о-ве Белом (Карское море), находящемся на пути переноса воздушных масс из индустриальных районов Западной Сибири в Арктику, установлена новая полярная аэрозольная станция МГУ. Непрерывные аэталометрические измерения короткоживущего климатического трассера - черного углерода (с августа по декабрь 2019 г. и с января по ноябрь 2020 г.), показали его сезонную изменчивость с высокими значениями в декабре - апреле (60 ÷ 92 нг/м3) и низкими в июне - сентябре (18 ÷ 72 нг/м3). Идентифицированы периоды загрязнений. Рассчитано региональное распределение источников сжигания различного природного топлива и биомасс методом отнесения траекторий переноса воздушных масс к измеряемым концентрациям черного углерода. Выяснено, что влияние факельного сжигания газа нефтегазодобывающих регионов Западной Сибири, Поволжья, Урала и Республики Коми наиболее значительно в холодный период года, а дымовых эмиссий пожаров - в теплый. Индикатор влияния сжигания биомасс, определенный по разнице измерений в широком спектре длин волн, указал на преобладающее влияние сжигания древесины в жилом секторе в холодный период и сельскохозяйственных и лесных пожаров в теплый.
Разработана методика расчета наземной оптико-электронной системы (ОЭС) и выполнен расчет облученности входного зрачка от космического объекта цилиндрической формы, подсвеченного Солнцем в ночное время суток. Представлены результаты расчета минимальной облученности и соответствующего ей блеска на входном зрачке ОЭС при отношении сигнал/шум на выходе фотоприемной матрицы по току, равном 7 в интервале длин волн 0,45 ÷ 0,85 мкм. Построена зависимость отношения сигнал/шум от дальности до космического объекта для трех его различных размеров. Разработана программа РОСН-1, представлена ее панель управления для расчета характеристик ОЭС в ночное время суток в диапазоне 0,45 ÷ 0,85 мкм и показаны возможности этой программы.
Рассмотрены особенности работы бистатической лазерной активной оптической системы (лазерный монитор) в задаче формирования мощных пучков и контрастных изображений микрообъектов. В разработанной системе усилитель яркости имеет больший объем активного элемента, чем источник подсветки, что позволяет получать контрастные изображения. Впервые установлено влияние временного сдвига между импульсом сверхизлучения усилителя и моментом поступления сигнала на его вход на контраст и мощность изображений, формируемых одним импульсом. Показано, что артефакты, являющиеся результатом паразитных отражений и рассеиваний излучения сверхсветимости от элементов оптической схемы, существенно снижают контраст и мощность выходных сигналов. Устранить данный эффект удается за счет поступления сигнала на вход усилителя до момента появления усиленного спонтанного излучения. Оптимальная задержка составляет 1 нс.
Ц. Пань1,2, Я. Ван2 1Хэфэйский технологический университет, Хэфэй, 230009, Китай jhpan@hfut.edu.cn 2Государственная ключевая лаборатория технологий и оборудования для контроля безопасности атомной энергетики, Шэньчжэнь, 518172, Китай wtianjiy@163.com
Ключевые слова: ударная вязкость, конечно-элементный анализ, критерий разрушения (4Оґ,Пѓ), стеснение, масштабирующая функция
Страницы: 129-139
Дается обоснование модифицированного критерия разрушения Ритчи-Нотта-Райса (критерия разрушения (4δt, σ22c) для стали марки А515-70. В эксперименте используются образцы различной геометрии, имеющие различную температуру и содержащие трещины с различной начальной длиной. Установлено, что критерий разрушения (4δt, σ22c) может быть использован для определения трещиностойкости. Приводятся результаты исследования возможности использования безразмерной функции для определения ударной вязкости.
Б.Д. Аннин1,2, Н.И. Остросаблин1, Р.И. Угрюмов1,2 1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия annin@hydro.nsc.ru 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, 630090, Россия riugryumov@mail.ru
Ключевые слова: собственные модули и состояния, сплавы с памятью формы, модули упругости, коэффициенты податливости, кубическая и гексагональная решетки, удельная энергия деформации
Страницы: 5-14
С использованием понятия собственных модулей и собственных состояний из линейной теории упругости проведена оценка возможности фазовых переходов (мартенситных превращений) в сплавах с памятью формы. Для сплавов с кубической и гексагональной решетками приведены матрицы модулей упругости и коэффициентов податливости, записаны выражения для их собственных модулей и собственные состояния. Для кубической и гексагональной фаз удельная энергия деформации представлена в виде суммы шести независимых слагаемых, соответствующих шести ортогональным собственным состояниям. Показано, что в зависимости от соотношения собственных модулей существует шесть типов материалов (сплавов) с кубической и гексагональной симметрией. Сравниваются удельные энергии деформации в кубической и гексагональной фазах. Если в гексагональной фазе энергия деформации больше, чем в кубической, то сплав может стремиться вернуться в исходное состояние с меньшей энергией. Для сравнения энергий деформации в разных фазах можно также использовать формулы для тензоров, ближайших по евклидовой энергетической норме к кубическому и гексагональному тензорам. Проведено сравнение энергий при некоторых значениях констант упругости.
В.А. Бабешко1,2, О.В. Евдокимова1, О.М. Бабешко2 1Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, 344006, Россия babeshko41@mail.ru 2Кубанский государственный университет, Краснодар, 350040, Россия babeshko49@mail.ru
Ключевые слова: метод блочного элемента, граничная задача, уравнение Гельмгольца, псевдодифференциальные уравнения
Страницы: 15-21
Для граничных задач уравнения Гельмгольца в клиновидных областях показано, что в упакованном виде блочные элементы, соответствующие одной и той же граничной задаче, могут объединяться с учетом вида граничных условий, также образуя упакованный блочный элемент. Полученный результат проверяется с использованием другого метода. Показано, что при наличии угловых точек в области, в которой рассматривается граничная задача, не возникает дополнительных сложностей при объединении блочных элементов. Установлено, что поскольку решения ряда граничных задач механики сплошных сред и физики можно представить в виде комбинации решений граничных задач уравнения Гельмгольца, этот подход позволяет исследовать более сложные граничные задачи и создавать материалы с мозаичной структурой.
И.г. Горячева, А.А. Яковенко
Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН, Москва, 119526, Россия goryache@ipmnet.ru
Ключевые слова: микрорельеф, индентирование, вязкоупругий слой, фактическая область контакта
Страницы: 22-37
Исследовано взаимодействие с тонким вязкоупругим слоем жесткого цилиндра, контактирующая торцевая поверхность которого номинально плоская, но обладающая микрорельефом. Микрорельеф моделируется периодической системой осесимметричных инденторов. Использование подхода, основанного на рассмотрении микро- и макромасштабных уровней, позволило получить аналитические выражения для глубины внедрения и фактической площади контакта. Исследовано влияние параметров микрогеометрии поверхности штампа и механических свойств слоя на зависимости глубины внедрения и фактической площади области контакта от времени.
М.А. Гузев1,2, В. Лю3, Ч. Ци3, Е.П. Рябоконь2 1Институт прикладной математики ДВО РАН, Владивосток, 690041, Россия guzev@iam.dvo.ru 2Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, 614990, Россия riabokon.evgenii@gmail.com 3Пекинский университет строительства и архитектуры, 100044 Пекин, Китай 373994209@qq.com
Ключевые слова: условие несовместности, неевклидова модель сплошной среды, сингулярности, самоуравновешенное поле напряжений
Страницы: 38-44
На основе неевклидовой модели сплошной среды построено самоуравновешенное поле напряжений для несжимаемого шара. Полное поле напряжений представлено в виде суммы упругого и самоуравновешенного полей. С учетом условия отсутствия вкладов сингулярных решений в поле напряжений коэффициенты при сингулярностях упругого и самоуравновешенных полей напряжений можно связать линейным преобразованием, при этом сингулярности исчезают. Это позволяет построить несингулярное равновесное поле напряжений в случае сферически-симметричного состояния сплошной среды.
Рассматривается задача о демпфировании колебаний смарт-структуры, состоящей из упругих, вязкоупругих материалов и пьезоэлементов, к которым присоединены шунтирующие цепи. Предлагается использовать в шунтирующей цепи вместо классического резистора элемент из электропроводящего материала, в частности полимерного материала, наполненного наночастицами графена. Этот элемент выполняет роль нескольких резисторов с различной величиной сопротивления, обеспечивающих мультимодальное демпфирование колебаний. Приводится математическая постановка задачи о вынужденных установившихся и собственных колебаниях рассматриваемых смарт-систем, а также результаты численных расчетов, из которых следует, что графеновые композиты могут быть использованы для дополнительного демпфирования колебаний смарт-структур на основе пьезоэлементов.
Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования физико-механических свойств гетерогенного материала на основе керамики TiB и металлического сплава ВТ-6, полученного путем управляемого лазерного воздействия. С использованием метода условных моментов описаны упругие свойства анализируемой гетерогенной структуры и проведены измерения модуля Юнга созданного гетерогенного материала на основе титанового сплава и борида титана. Показано, что данные экспериментов и результаты расчетов удовлетворительно согласуются.