Влияние геометрии на распространение изгибной волны в разрезных стержнях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано распространение изгибных упругих волн в металлических разрезных стрежнях прямоугольного сечения с увеличением глубины прорезей по степенному закону с помощью численного моделирования и экспериментально методом лазерной сканирующей виброметрии. Рассмотрены три типа расположения прорезей: равномерное, учащенное и разреженное к концу стержня. Такие конструкции проявляют свойства акустической черной дыры. В диапазоне частот 10-100 кГц экспериментально обнаружено увеличение амплитуды и уменьшение длины изгибной волны по мере приближения волны к концу стержня для всех исследуемых образцов. Показано, что существует критическая частота, выше которой моды имеют участок с сильно уменьшенным значением амплитуды колебаний.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Агафонов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: aikor42@mail.ru
Россия, Москва

М. Ю. Изосимова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: aikor42@mail.ru
Россия, Москва

Р. А. Жостков

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: aikor42@mail.ru
Россия, Москва

А. И. Кокшайский

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: aikor42@mail.ru
Россия, Москва

А. И. Коробов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: aikor42@mail.ru
Россия, Москва

Н. И. Одина

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: aikor42@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Миронов М.А. Распространение изгибной волны в пластине, толщина которой плавно уменьшается до нуля на конечном интервале // Акуст. журн. 1988. Т. 34. №. 3. C. 546–547.
  2. Krylov V.V., Shuvalov A.L. Propagation of localised flexural vibrations along plate edges described by a power law // Proc. of the Institute of Acoustics. 2000. V. 22. № 2. P. 263–270.
  3. Бобровницкий Ю.И., Томилина Т.М. Поглощение звука и метаматериалы (обзор). Акуст. журн. 2018. Т. 64. № 5. С. 517–525.
  4. Pelat A., Gautiera F., Conlon S.C., Semperlotti F. The acoustic black hole: A review of theory and applications // J. Sound Vib. 2020. V. 476. P. 115316.
  5. Guasch O., Arnela M., Sánchez-Martín P. Transfer matrices to characterize linear and quadratic acoustic black holes in duct terminations // J. Sound Vib. 2017. V. 395. P. 65–79.
  6. Krylov V.V. Acoustic Black Holes: Recent Developments in the Theory and Applications // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 2014. V. 61. № 8. P. 1296–1306.
  7. Zhao. C., Prasad M.G. Acoustic Black Holes in Structural Design for Vibration and Noise Control // Acoustics. 2019. V. 1. P. 220−251.
  8. Gao S., Tao Z., Li Y., Pang F. Application research of acoustic black hole in floating raft vibration isolation system // Reviews on Adv. Mat. Science. 2002. V. 61. P. 888−900.
  9. Агафонов А.А., Коробов А.И., Изосимова М.Ю., Кокшайский А.И., Одина Н.И. Особенности распространения волн Лэмба в клине из АБС пластика с параболическим профилем // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 5. С. 467–474.
  10. Миронов М.А. Точные решения уравнения поперечных колебаний стержня со специальным законом изменения поперечного сечения // Акуст. журн. 2017. Т. 63. № 5. С. 3–8.
  11. Миронов М.А. Точные решения уравнения поперечных колебаний стержня со специальным законом изменения поперечного сечения вдоль его оси // IX Всесоюзная акустическая конференция. 1991. Секция Л. С. 23–26.
  12. Миронов М.А. Разрезной стержень как вибрационная черная дыра // Акуст. журн. 2019. Т. 65. № 6. C. 736–739.
  13. Агафонов А.А., Изосимова М.Ю., Жостков Р.А., Кокшайский А.И., Коробов А.И., Одина Н.И. Особенности распространения изгибной волны в разрезном стержне // Акуст. журн. 2024. Т. 70. № 3. С. 3–12.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Общий вид образцов разрезных стержней

Скачать (89KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изгибная мода в образце № 2 на частоте 8.1 кГц

Скачать (92KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение амплитуды изгибной волны вдоль центральной линии поверхности стержней с огибающими в образцах (а) − № 1, (б) − № 2, (в) − № 3

Скачать (272KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение нормированной амплитуды вдоль стержня (образец № 1) на особой частоте (52.9 кГц)

Скачать (91KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Длина изгибной волны в стержне в зависимости от расстояния: (а) — образец № 1, (б) — образец № 2, (в) — образец № 3

Скачать (236KB)
Метаданные
7. Рис. 6. (а) — Экспериментальные образцы № 1, 2, 3 и (б) — закрепленный стержень № 3 для возбуждения в нем изгибных волн

Скачать (168KB)
Метаданные
8. Рис. 7. АЧХ в разрезных стержнях с тремя типами расположения прорезей

Скачать (143KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Моды изгибных волн в образцах (а) — № 1, (б) — № 2, (в) — № 3

Скачать (199KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Длина изгибной волны в стержне с учащенным к концу расположением прорезей в зависимости от пройденного расстояния

Скачать (213KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Прямые, отделяющие область стержня около торца, в которой амплитуда волны мала

Скачать (106KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».