http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/828 Mon, 06 Apr 2026 15:10:20 GMT 2026-04-06T15:10:20Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/bitstream/id/419750/ http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/828 http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/2381 Влияние диссипации и вызванного ею виброразогрева на характеристики колебаний трехслойных пьезоэлектрических оболочек вращения Карнаухов, В.Г.; Карнаухова, Т.В.; Козлов, В.И.; Луц, В.К. Рассмотрена задача о вынужденных колебаниях и виброразогреве трехслойных пьезоэлектрических оболочек вращения, составленных из среднего пассивного и двух пьезоактивных внешних слоев. Учет диссипативных свойств материала проводится на основе концепции комплексных характеристик. В случае независящих от температуры свойств материалов задача сведена к последовательному решению задачи электромеханики, вычислению диссипативной функции и решению уравнения теплопроводности с известным источником тепла. Для зависящих от температуры свойств материалов задача становится существенно нелинейной и для ее решения предложены итерационные методы в сочетании с методом конечных элементов. Подробно рассмотрена задача о колебаниях и виброразогреве трехслойной цилиндрической пьезопанели. При шарнирном опирании ее торцов для первого из указанных случаев получено аналитическое решение. Сопоставление аналитических и конечно-элементных решений свидетельствует о высокой точности и эффективности разработанного численно-аналитического метода. Для второго из указанных случаев представлены результаты расчета частотной зависимости амплитуды колебаний, температуры, коэффициентов затухания и электромеханической связи в окрестности первого резонанса. Все указанные характеристики показывают типичное для нелинейных систем поведение.; Розглянута задача про вимушені коливання і вібророзігрів тришарових п'єзоелектричних оболонок обертання, складених із середнього пасивного та двох п'єзоактиивних зовнішніх шарів. Дисипативні властивості матеріалів враховуються на основі концепції коплексних характеристик. У випадку незалежних від температури властивостей матеріалів задача зведена до послідовного розв'язування задачі електромеханіки, розрахунку дисипативної функції та розв'язування рівняння теплопровідності з відомим джерелом тепла. Для залежних від температури властивостей матеріалів задача стає суттєво нелінійною і для її розв'язування запроновані ітераційні методи в поєднанні з методом скінченних елементів. Детально розглянута задача про коливання і дисипативний розігрів тришарової циліндричної п'єзопанелі. При шарнірному закріпленні її торців для першого із вказаних випадків одержано аналітичні розв'язки. Співставлення аналітичних і скіченно-елементних розв'язків свідчить про високу точність та ефективність розробленого чисельно-аналітичного методу. Для другого із вказаних випадків представлені результати розрахунків частотної залежності амплітуди коливань, температури, коефіцієнтів затухання та електромеханічного зв'язку в околі першого резонансу. Всі ці характеристики показують типову для нелінійних систем поведінку.; The problem of vibration and vibro-heating of three-layer piezoelectric shells of revolution composed of passive inner and two outer piezoactive layers is considered. Conception of complex characteristics is used for inclusion of dissipative material properties. When the material characteristics are not dependent on temperature the problem is reduced to the solution of electromechanical problem, calculation of dissipative function and solution of problem of heat-conduction. The problem is nonlinear when the characteristics are dependent on temperature. It is solved by applying the iterative methods and the finite element method. The problem of vibration and vibro-heating of the three-layer cylindrical piezoelectric shells is considered in detail. For the first case the analytical solution of problem is found. The comparison of analytical and finite element solutions shows high precision and efficiency of the finite element solution. For the second case the results of calculations of frequency dependence of amplitude, temperature, coefficients of attenuation and electromechanical coupling are presented. The characteristics show typical behavior for the nonlinear systems. Mon, 01 Jan 2001 00:00:00 GMT http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/2381 2001-01-01T00:00:00Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1292 Параметрические колебания трехслойных пьезоэлектрических оболочек вращения Карнаухова, О.В.; Козлов, В.И.; Рассказов, А.О. Дана постановка задачи о параметрических колебаниях упругой трехслойной пьезооболочки, состоящей из среднего ортотропного диэлектрического или металлического слоя и двух пьезоэлектрических слоев. На основе механических гипотез Кирхгоффа-Лява и адекватных им гипотез относительно электрических полевых величин получены определяющие уравнения для усилий и моментов для различных случаев расположения электродов, типа поляризации и электрических граничных условий. Указано, как с использованием этих уравнений, универсальных уравнений движения, кинематических соотношений и механических граничных условий записать нелинейные и линеаризованные уравнения, описывающие параметрические колебания оболочек произвольной конфигурации. Линеаризованные уравнения описывают области динамической неустойчивости (ОДН). На границе ОДН имеет место гармоническое движение. Это позволяет свести задачу исследования главной ОДН к задачам на собственные значения и статической устойчивости для предварительно нагруженных пьезооболочек. С целью решения таких задач развит метод конечных элементов. Подробно рассмотрена задача о параметрических колебаниях трехслойной цилиндрической пьезопанели указанной структуры. Для шарнирного закрепления ее торцов получено аналитическое решение. Сопоставление конечно-элементного и аналитического решений свидетельствует о высокой точности первого. Решена задача о параметрических колебаниях механически нагруженной пьезооболочки с короткозамкнутыми и разомкнутыми электродами. Обнаружено существенное влияние электрических граничных условий на размеры ОДН, что может быть использовано для контроля колебаний оболочек. Получено конечно-элементное решение задачи о параметрических колебаниях цилиндрической пьезопанели с жестким защемлением торцов. Анализ численных результатов свидетельствует о существенном влиянии механических граничных условий как на размеры, так и на расположение главной ОДН.; Дано постановку задачі про параметричні коливання пружної тришарової п'єзооболонки, що складається з середнього ортотропного діелектричного або металевого шару та двох п'єзоелектричних шарів. На основі механічних гіпотез Кірхгофа-Лява й адекватних їм гіпотез про електричні польові величини одержані визначальні рівняння для зусиль і моментів для різних випадків розміщення електродів, типу поляризації та електричних граничних умов. Вказано, як з використанням цих рівнянь, універсальних рівнянь руху, кінематичних співвідношень і механічних граничних умов записати нелінійні й лінеаризовані рівняння, які описують параметричні коливання оболонок довільної конфігурації. Лінеаризовані рівняння описують області динамічної нестійкості (ОДН). На межі ОДН має місце гармонічний рух. Це дозволяє звести задачу дослідження головної ОДН до задач на власні значення і статичну стійкість для попередньо навантажених п'єзооболонок. Для розв'язання таких задач розвинуто метод скінченних елементів. Детально розглянуто задачу про параметричні коливання тришарової циліндричної п'єзопанелі вказаної структури. Для шарнірного закріплення торців одержано її аналітичний розв'язок. Порівняння скінченно-елементного й аналітичного розв'язків свідчить про високу точність першого. Розв'язано задачу про параметричні коливання механічно навантаженої п'єзооболонки з короткозамкнутими й розімкнутими електродами. Виявлено суттєвий вплив електричних граничних умов на розміри ОДН, що може бути використано для контролю параметричних коливань оболонок. Одержано скінченно-елементний розв'язок задачі про параметричні коливання циліндричної п'єзопанелі з жорстким закріпленням торців. Аналіз чисельних результатів свідчить про суттєвий вплив механічних граничних умов як на розміри, так і на розміщення головної ОДН.; The problem of parametrical vibrations of elastic three-layer shells composed from middle orthotropic dielectric or metal layer and two piezoelectrical layers is studied. On the basis of the mechanical Kirchoff-Love hypothesis and adequate assumptions for an electrical field the constitutive equations for forces and moments are obtained for varying electrode positions, type of polarization and electrical boundary conditions. It is shown how nonlinear and linearizated equations describing the parametrical vibrations of the arbitrary shaped shells can be obtained if the constitutive equations, universal equations of motion, kinematical equations and boundary conditions are used. The linearizated equations describe an area of dynamic unstability (ADU). On the boundary of ADU the harmonic motion occurs. This gives an opportunity to reduce the problem of investigations of the main ADU to solving the eigen value problems and the problem of static stability. Method of finite elements is developed to solve these problems. The problem of parametrical vibrations of a three-layered cylindrical piezopanel is considered in detail. The analytical solution of the problem is obtained for the case of simply supported edges. Correlation of an analytical and finite-element solutions demonstrate high accuracy of the first. The problem of parametrical vibrations under harmonic mechanical load is solved for the open-circuted and short-circuted conditions. The essential influence of the electrical boundary conditions on the size of ADU that can be used for control of the parametrical vibrations of the shells is shown. The finite-element solution of the problem of parametrical vibrations of cylindrical piezopanel with clamped edges is obtained. The numerical results point to essential influence of mechanical boundary conditions on the size and position of ADU. Mon, 01 Jan 2001 00:00:00 GMT http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1292 2001-01-01T00:00:00Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1291 Структура полей упругих волн, создаваемых электромагнитоакустическими излучателями в проводящем неферромагнитном полупространстве Галаненко, В.Б.; Луценко, Г.Г. Исследована пространственная структура полей объемных волн, возбуждаемых в ближней и дальней зонах дифракции электромагнитоакустическим преобразователем в неферромагнитном металле. Получены зависимости параметров излучаемых волн от частоты и расстояния плоской катушки до поверхности металла. Установлено, что излучение одиночного элемента (тонкого проводника с током) характеризуется сравнительно высокой направленностью, обусловленной протяженностью зоны вихревых токов.; Досліджено просторову структуру полів об'ємних хвиль, що збуджуються в ближній і дальній зоні дифракції електромагнітоакустичним перетворювачем у неферомагнітному металі. Отримано залежності параметрів випромінюваних хвиль від частоти й відстані між індуктором і поверхнею металу. Встановлено, що випромінювання одиночного елемента (тонкого провідника зі струмом), характеризується порівняно високою напрямленістю, обумловленою протяжністю зони вихорових струмів.; Spatial structure of shear and longitudinal waves excited by an electromagnetoacoustical transducer within a paramagnetic metal is investigated both for the near field and the far field diffraction zone. Dependencies of the wave field's parameters on frequency and distance between inductor and surface of the metal are obtained. It is shown that radiation by the single element (thin conductor with a current) is characterized by considerably high directivity, which is conditioned by spatial extention of the eddy current zone. Mon, 01 Jan 2001 00:00:00 GMT http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1291 2001-01-01T00:00:00Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1290 О механизмах формирования акустических свойств легочной паренхимы Олийнык, В.Н. Проанализировано анатомическое строение дыхательной системы человека. Для частот, характерных для звуков дыхания, обоснована возможность представления респираторной зоны легких как сплошной среды с микроструктурой. Разработана акустическая модель легочной паренхимы на основе физических представлений о дисперсии и поглощении звука в эмульсиях. Для случая термической независимости зерен эмульсии (альвеол) получено аналитическое выражение, описывающее скорость звука и коэффициент затухания в паренхиме. Показано, что поведение скорости звука, предсказываемое эмульсионной моделью, аналогично тенденциям, описываемым простыми газо-жидкостными моделями. Установлена сильная зависимость коэффициента затухания звука от частоты и концентрации газовой фазы паренхимы. Показано, что при низких значениях наполненности легких воздухом частотная зависимость затухания в исследуемом диапазоне квадратична, а при высоких - демонстрирует переход к корневой тенденции с возрастанием частоты. Эта особенность обусловлена сильным изменением размеров альвеол во время дыхательного цикла. Отмечено значительное уменьшение затухания звука в паренхиме при глубоком вдохе.; Проаналізовано анатомічну будову дихальної системи людини. Для частот, що характерні для звуків дихання, обгрунтована можливість представлення респіраторної зони легенів як суцільного середовища з мікроструктурою. Розроблено акустичну модель легеневої паренхіми на основі фізичних уявлень про дисперсію й поглинання звуку в емульсіях. Для випадку термічної незалежності зерен емульсії (альвеол) отримано аналітичний вираз, який описує швидкість звуку і коефіцієнт зтухання в паренхімі. Показано, що поведінка швидкості звуку, передбачена емульсійною моделлю, аналогічна тенденціям, які описуються простими газо-рідинними моделями. Встановлено сильну залежність коефіцієнта затухання звуку від частоти й концентрації газової фази паренхіми. Показано, що при низьких значеннях наповненості легенів повітрям частотна залежність затухання в досліджуваному діапазоні є квадратичною, а при високих - демонструє перехід до кореневої тенденції зі зростанням частоти. Ця особливість обумовлена сильною зміною розмірів альвеол під час дихального циклу. Відзначено значне зменшення затухання звуку в паренхімі під час глибокого вдоху.; The anatomic structure of a human respiratory system is analyzed. For the frequencies characteristic to the breath sounds the possibility of representing the lung's respiratory zone as a continuum with microstructure is justified. An acoustic model of the lung parenchyma is developed on the basis of physical study of the dispersion and the sound attenuation in emulsions. For the case of thermal independence of grains of emulsion (alveoles) the analytical expression describing the sound speed and the attenuation coefficient in parenchyma is obtained. It is shown, that the behavior of the sound speed foreseen in the emulsion model is similar to the tendencies depicted by the simple gas-liquid models. A strong dependence of the attenuation coefficient on the frequency and concentration of the parenchyma's gas phase is established. It is outlined, that at low values of lung's filling by air the frequency dependence of damping in the studied range is the quadratic one. As for high values, it demonstrates the transfer to the root tendency with a growth of a frequency. This peculiarity is conditioned by a strong resizing of alveoles during the respiratory cycle. Considerable decrease of the sound attenuation at deep inspiration is stated. Mon, 01 Jan 2001 00:00:00 GMT http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1290 2001-01-01T00:00:00Z