авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 11 |

«Учреждение Российской академии наук Уральское отделение РАН Российский национальный комитет по теоретической и прикладной механике Научный совет РАН по механике ...»

-- [ Страница 8 ] --

При этом поверхностные течения развиваются при граничных условиях, отличных от условий на свободной поверхности. Таким образом, интерпретация полученных результатов и планирование новых исследований выводят на первый план дополнительное изучение проблемы для формулировки адекватных граничных условий. В докладе представлены результаты экспериментального исследования взаимодействия поверхностного течения концентрационно-капиллярной природы с адсорбированной пленкой нерастворимого ПАВ.

Основной проблемой такого рода задач является создание изначально чистой «нулевой»

поверхности с контролируемыми и воспроизводимыми характеристиками. В докладе предложены методы решения данной экспериментальной проблемы и результаты предварительных экспериментов. Показано, что, в случае локального источника массы, расположенного на поверхности жидкости, поверхностное течение теряет аксиальную симметрию уже при сравнительно малых поверхностных концентрациях сурфактанта.

Работа выполнена при финансовой поддержке программы ОЭММПУ РАН № 09-Т-1 1005и ФЦП (ГК № 14.740.11.0352).

ТЕЧЕНИЕ КРОВИ В МИКРОСОСУДАХ В РАЗЛИЧНЫЕ ФАЗЫ ДЫХАНИЯ Мизева И.А., 1Подтаев С.Ю., 2Алан Д., 3Думлер А.А.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Фримэн Хоспитал, Региональное отделение медицинской физики, Ньюкасл на Тайне, Великобритания Пермская государственная медицинская академия им. Вагнера, Пермь Физические характеристики течения крови в микроциркуляторном русле несут важную информацию о ряде физиологических реакций у здоровых людей и при патологических изменениях, возникающих при заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Тем не менее пространственная и временная вариабельность течения крови в мелких сосудах кожи не изучена.

Изменения течения крови в микроциркуляторном русле изучаются при помощи неинвазивных оптических методов: фотоплетизмографии (измерение кровенаполнения тканей), лазерной допплеровской флоуметрии (измерение скорости течения крови). Нами при помощи вейвлет-анализа были исследованы сигналы фотоплетизмографии и лазерной допплеровской флоуметрии и проведен корреляционный анализ таких сигналов и электрокардиограммы сердца. При помощи вейвлетов сигналы представлены в частотно временной развертке, выделена несущая частота, детально изучен временной сдвиг между сигналами. Временной сдвиг между сигналом ЭКГ и скорости течения крови на периферии характеризует время распространения пульсовой волны по сосудам.

Исследование проводилась у 15 здоровых добровольцев, методика измерений детально описана в работе [1]. Показано, что временной сдвиг между ЭКГ и сигналом на периферии составил 0,37±0.05 сек, во время вдоха он возрастает до 0.49±0.08 сек., далее в течение двадцати кардиоциклов происходит релаксационный процесс и временной сдвиг снижается до 0.30±0.10 сек. Возрастание сосудистого тонуса приводит к уменьшению диаметра сосудов, стенка сосудов становится более жесткой, и время распространения пульсовой волны уменьшается. И, наоборот, при уменьшении сосудистого тонуса возрастает время распространения пульсовой волны.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 11-04-00629-а) и УрО РАН (грант 10-1-НП-257) Литература 1. Allen J, Frame J R and Murray A 2002 Microvascular blood flow and skin temperature changes in the fingers following a deep inspiratory gasp Physiol. Meas. 23 365– КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ РЕШЕНИЙ УРАВНЕНИЯ КОНВЕКТИВНОЙ ДИФФУЗИИ В ПОЧВЕ Микайылов Ф.Д.

Сельскохозяйственный факультет университета «Сельчук», Конья, Турция При моделировании процессов переноса солей в почвогрунтах возникает необходимость анализа решений уравнения конвективной диффузии, поскольку для практических расчетов солевого режима могут быть использованы приближенные решения, имеющие более простой вид и обладающие достаточной точностью, которые должны быть по возможности в более полном соответствии с физической картиной процессов опреснения.

Для этого целесообразно проанализировать влияние на процесс переноса солей в почвогрунтах наиболее часто используемые в практике упрощения, оценить влияние краевых условий, отдельных членов и коэффициентов дифференциальных уравнений, влияние размеров области на описываемый процесс.

Объектом анализа являются решения уравнения солепереноса в водонасыщенных районах с глубоким и близким залеганием уровня грунтовых вод с учетом равновесной сорбции (характеризуемый линейной изотермой обмена), а также неравневесеой необратимой сорбции (характеризуемой биологической трансформацией в почвенном растворе, протекающей в соответствии с моделью кинетики первого порядка) в почве, который имеет вид [1-2]:

C 2C C 1+ k =D v t x x здесь, C ( x, t ) - концентрация солей почвенного раствора (моль/м3);

- объемная влажность почвы (см3/см3);

k – эмпричекое константа линейного уравнения изотерма адсорбции Фрейндлиха;

- плотность сложения почвы (г/см3);

D = D + v – коэффициент диффузии (м2/с);

– конвективной диффузии, где D – коэффициент молекулярной коэффициент, учитывающий дисперсию скорости потока в порах разного размера, называемый шагом смешения (м);

v = q / - средняя скорость потока почвенной влаги (м/с);

q - нисходящий поток влаги (м/с);

t - время (с);

x - расстояние (м) ;

L - глубина залегания грунтовых вод (м).

Литература 1. Веригин Н.Н., Васильев С.В., Куранов Н.П., В.С., Шульгин Д.Ф. Mетоды прогноза солвого режима грунтов и грунтовых вод. М.: Колос, 1979. 336 с.

МИКАЙЫЛОВ Ф.Д., ПАЧЕПСКИЙ Я.А. АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЯ НЕРАВНОВЕСНОГО СОЛЕПЕРЕНОСА В ПОЧВЕ С БИНАРНОЙ ПОРИСТОСТЬЮ // ПОЧВОВЕДЕНИЕ. 2003. № 4. С. 441-450.ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ ДИФФУЗИИ И НАПРЯЖЕНИЙ В БИНАРНОЙ СИСТЕМЕ В УСЛОВИЯХ НАГРУЖЕНИЯ Миколайчук М.А., 2Князева А.Г.

Институт физики прочности и материаловедения, Томск Томский политехнический университет, Томск Вопрос о взаимном влиянии концентрационных полей и полей напряжений имеет важное прикладное значение. Изучение поведения материалов в условиях воздействия окружающей среды представляется важной и востребованной задачей, и это только один из многих примеров свидетельствующих об актуальности работы.

Рассмотрена задача о насыщении пластины, находящейся в условиях одноосного нагружения, примесью. Механическая часть задачи сформулирована в приближении плоского напряженного состояния, что в одномерном случае позволяет ограничиться решением двух уравнений совместности деформаций. Уравнения равновесия и остальные уравнения совместности выполняются тождественно. Для нахождения констант интегрирования были использованы условия равенства нулю средних напряжений по толщине пластины. Определяющее соотношение записано в форме закона Дюамеля– Неймана. В него входит функция изменения объема, зависящая от концентрации примеси.

Таким образом, в отсутствии внешней нагрузки напряженно-деформированное состояние пластины будет определяться концентрационными напряжениями.

Диффузионная часть задачи формулировалась исходя из соображений представленных в работе[1]. Предполагалось, что напряжения могут оказывать влияния на диффузию двумя различными способами. Первый способ заключается в том, что работа напряжений или её часть оказывает влияние на величину коэффициента диффузии, и в зависимости от знака напряжений либо способствует проникновению примеси вглубь пластины, либо препятствует этому. Под вторым способом влияния подразумевался непосредственный массоперенос примеси под действием напряжений, по аналогии с бародиффузией в жидкостях.

В результате сделаны выводы о влиянии величины внешней нагрузки на закономерности протекании процессов массопереноса, влиянии температуры процесса на интенсивность воздействия поля напряжений на поле концентраций, а так же влиянии толщины покрытия из которого происходит проникновение примеси в пластину.

Работа выполнена в рамках госконтракта № 16.740.11.0122, и при поддержке гранта РФФИ № 10-01-00034.

Литература 1. Князева А.Г. Диффузия и реология в локально-равновесной термодинамике // Сборник «Математическое моделирование систем и процессов» под ред. П.В.Трусова, 2005, Пермь, изд-во Перм.ГТУ. - С.45- ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИБРАЦИОННОЙ ГИПОТЕЗЫ ДЛЯ ОБЪЯСНЕНИЯ РАБОЧЕЙ ГИПЕРЕМИИ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ Мингалев С.В., Любимов Д.В.

Пермский государственный университет, Пермь Усиление кровоснабжения мышц при их работе было обнаружено ещё в 19 веке. Во многих учебниках его объясняют исключительно на основании увеличения размера сосудов, находящихся в них, хотя ещё в начале 70-ых годов под руководством чл.кор. НАН Белоруссии Н.И. Аринчина были проведены эксперименты с сосудами икроножной мышцы собаки, в которых было показано наличие у мышц присасывающе-нагнетательной микронасосной функции. В этих экспериментах было обнаружено, что при раздражении мышцы ритмическими или тетоническими импульсами застойное венозное давление превышало уровень максимального артериального давления, развиваемого сердцем. Для объяснения этого эффекта Н.И. Аринчин выдвинул гипотезу, что мышечные волокна, асинхронно сокращаясь, ритмически пережимают кровеносные сосуды, расположенные в мышце и тем самым способствуют продвижению крови в сторону меньшего давления.[1] Нами для проверки вибрационной гипотезы Н.И. Аринчина было изучено поведение жидкости в канале с движущимися в противофазе стенками, на концах которого задавался постоянный перепад давления. Используя численные и приближённо-аналитические методы, удалось подтвердить вибрационную гипотезу. Действительно, для больших частот и значительных амплитуд колебаний стенки пульсации канала приводят к увеличению расхода жидкости в три и более раз. Построенные профили усредненной по времени скорости показали, что это связано с увеличением скорости в центральной части канала. При малых частотах колебания стенок добавка к расходу жидкости растёт с увеличением амплитуды колебания стенок по квадратичному закону. При некоторых значениях параметров задачи возникал также усреднённый поток жидкости около стенок, который был направлен в обратную сторону по отношению к течению Пуазейля. Он является причиной того, что пульсации могут приводить не только к увеличению расхода жидкости, но и к его уменьшению. Даже в случае, если из-за этого расход жидкости не уменьшается, в таком канале наблюдается рефлюкс, так как жидкость около стенки в среднем начинает двигаться в сторону, противоположную основному потоку.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке из средств гранта АФГИР № RUX0-009-PE-06 и гранта РФФИ № 10-01-96057.

Литература 1. Аринчин Н.И.., Борисевич Г.Ф. Микронасосная деятельность скелетных мышц при их растяжении – Минск, 1986.

МИКРОСТРУКТУРА БИДИСПЕРСНОЙ ФЕРРОЖИДКОСТИ В ТОНКОМ СЛОЕ Минина Е.С., 1Добросердова А.Б., 2 Серда Д., 1,2 Канторович С.С.

Уральский государственный университет имени А.М. Горького, Екатеринбург Институт компьютерной физики, Штутгарт, Германия Магнитные жидкости (феррожидкости) в тонком слое при отсутствии внешнего магнитного поля образуют разнообразные структуры. С помощью современных методов криогенной электронной микроскопии [1] было установлено, что в образце, центры всех частиц которого располагаются в одной плоскости, а их магнитные моменты могут вращаться в трехмерном пространстве (квази-2D геометрия), образуются структуры, похожие на цепочки и кольца. Однако микроструктура феррожидкости при наличии пространственных ограничений до сих пор остается до конца неизученной.

Для исследования микроструктуры феррожидкости в тонком слое нами была рассмотрена бидисперсная жидкость, т.е. жидкость, состоящая из частиц двух фракций.

Данная система – это частный случай реальной феррожидкости, которая является полидисперсной (частицы имеют разный размер), а влияние полидисперсности удается отследить уже на бидисперсной системе [2]. Таким образом, для изучения бидисперсной феррожидкости в квази-2D был проведен ряд компьютерных экспериментов в программной среде ESPResSo [3] с использованием методов молекулярной динамики, и была построена теоретическая модель данной системы, основанная на методе минимизации функционала плотности свободной энергии при условии массово-балансовых ограничений. Теоретическое исследование позволило определить размеры, количество и типы основных агрегатов в состоянии термодинамического равновесия. Эти данные хорошо согласуются с данными компьютерного эксперимента, что позволяет сделать вывод о микроструктуре бидисперсной феррожидкости в тонком слое. Также в ходе работы был произведен сравнительный анализ микроструктуры рассматриваемой системы с микроструктурой бидисперсной феррожидкости без учета пространственных ограничений на расположение частиц системы (3D) [3, 4], и были показаны основные отличия микроструктур данных образцов.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 08-02-00647-а), гранта АВЦП № 2.1.1/1535, ФАНИ г/к 02.740.11.0202, гранта CRDF № PG07-005-02, гранта Президента для молодых ученых кандидатов наук (МК-6415.2010.2).

Литература 1. Klokkenburg M. At al Quantitative real-space analysis of self-assembled structures of magnetic dipolar colloids – Phys. Rev. Lett., 2006. – 96, 037203 с.

2. Ivanov A., Kantorovich S. Chain aggregate structure and magnetic birefringence ferrofluids – Phys.Rev. E., 2004. – 70, 02401-01- http://espressowiki.mpip-mainz.mpg.de/wiki/index.php/Main Page 3.

4. Holm C. Ivanov A. Kantorovich S., Pyanzina E., Reznikov E. Equilibrium properties of a bidisperse ferrofluid whith chain aggregates: theory and computer simulations – Journal of Physics: Condensed Matter, 2006. – 18, S2737-S2756.

СЛУЧАЙНО-ВОЗМУЩЕННЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ КИНЕТИКИ РАДИАЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ КЛАСТЕРОВ И МЕТОД МАКСИМАЛЬНОЙ ЭНТРОПИИ Миронов П.П., Журавлев В.М.

Ульяновский государственный университет, Ульяновск В докладе излагается общий подход к анализу случайно-возмущенных нелинейных динамических систем с помощью метода максимальной энтропии [1-3]. В основе подхода лежит метод усреднения уравнений случайно-возмущенной системы по ансамблю, который приводит к системе уравнений, часто именуемой уравнениями Рейнольдса. Как известно, система уравнений Рейнольдса для нелинейных уравнений оказывается незамкнутой вследствие наличия высших моментов случайных величин в усредненных уравнениях. В предлагаемом подходе замыкание уравнений Рейнольдса производится с помощью метода максимальной энтропии, гарантирующий, что полученные с его помощью уравнения для моментов дают распределение с максимально большим числом микросостояний (микротраекторий системы), с помощью которых реализуется каждая усредненная траектория системы. Это обеспечивает максимальную наблюдаемость таких траекторий.

В работе излагаются результаты применения такого подхода к стохастической модели для дефектов, образующихся на твердых материалах при радиационном облучении [4], а также к уравнениям Вольтерра-Лотке и Эйлера для вращения твердого тела, являющиеся следствием рассматриваемой кластерной модели. Вычислены уравнения усредненной динамики и проанализированы условия устойчивости решений.

Литература 1. Журавлев В.М., Шляпин В.А. Принцип вторичного максимума энтропии и уравнения Рейнольдса в стохастической динамике одномерных нелинейных систем // Нелинейный мир. – 2008. – Т. 6. - №7. – С.

352-363.

2. Журавлев В.М. Турбулентность течений несжимаемой жидкости вблизи локального равновесия и принцип вторичного максимума энтропии // ЖТФ. – 2009. - №1. – С. 16-27.

Журавлев В.М., Шляпин В.А. Метод сопряженных функций в стохастической динамике одномерных 3.

нелинейных систем и принцип вторичного максимума энтропии // Прикладная математика и механика. – Ульяновск: УлГТУ, 2009. – С. 72-88.

4. Светухин В.В., Голованов В.Н., Рисованый В.Д. Сборник статей. Моделирование поведения под облучением реакторных материалов. – Ульяновск: УлГУ, 2007. – 205 С.

КЛИНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ИМПЕДАНСНОГО АНАЛИЗА ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ Мишланов В.Ю., Зубарев М.А., Думлер А.А., Владимирский В.Е.

Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера Росздрава, Пермь Вопросы электропроводности тканей тела человека начали активно изучаться с 20-30-х годов XX столетия. Наиболее популярным методом диагностики показателей гемодинамики является метод грудной тетраполярной реографии, предложенных Кубичеком и Паттерсеном (W.G. Kubicek, R. Patterson, 1966). Параллельно развивались методы оценки состава тела человека: объема водных секторов, жировая и безжировая массы тела человека (Николаев Д.В., 2009). Вместе с тем, активное клиническое изучение импенсометрического анализа не сопровождалось должным участием физиков. Ведущая теория о зависимости импеданса от объема крови или других биологических жидкостей вытеснила многие основополагающие научные положения об электропроводности. В том числе измерение импеданса – полного комплексного сопротивления биологических тканей переменному электрическому току было заменено измерением активного сопротивления. Недостаточно учитывались влияние емкостной компоненты импеданса. Не применялся метод коррекции результатов реографической диагностики в зависимости от состава биологических жидкостей и тканей.

Эти причины являются главными в определении точности реографических исследований.

В последние годы наблюдается возрастающий интерес к физическим основам импедансных методов анализа в медицине. Появился кондуктометрический метод диагностики клеточного состава крови, созданы различные типы гематологических анализаторов, применяемые по всех лечебных учреждениях во всех странах мира.

Результаты проведенных исследований показали влияние переменного диаметра проводника переменного электрического тока на характеристики импеданса (Зуев. А.Л. и др., 2010).

Активно изучаются вопросы применения поличастотного зондирования биологических объектов переменным электрическим током. Разработано несколько программно-аппаратных комплексов для решения задач исследования общей, центральной и региональной гемодинамики, биохимического состава биологических жидкостей, функции внешнего дыхания, получены патенты на полезные модели и свидетельство на программу для ЭВМ.

Перспективы развития данного научного направления связаны как с продолжением разработки теоретических вопросов и созданием более совершенных приборов для регистрации различных параметров биологического электрического импеданса, так и с проведением клинических испытаний, определением точности регистрируемых физиологических и морфологических показателей.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-Урал № 09-01-99016-р_урал_офи.

АТОМНО-СИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ НАПОЛНЕННЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ Морозов И.А.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Получение информации о структуре наполнителя в конечном продукте, его распределении на микронном и субмикронном уровне является на сегодняшний день чрезвычайно актуальной задачей [1].

Работа посвящена анализу микроструктуры эластомерных композитов при помощи атомно-силовой микроскопии на основе оригинальной разработанной методики. Основная идея заключается в выборе высоты, начиная с которой микроструктура рельефа, распавшаяся на отдельные фрагменты, наиболее точно описывает структуру наполнителя в изучаемом материале. Введя понятия агрегатов, агломератов и микрогранул наполнителя на основе анализируемых структур, можно количественно анализировать их форму, размеры, фрактальные характеристики, однородность распределения в связующем, расстояние между соседними структурами, степень агломерации и другие параметры микроструктуры.

Используя информацию о морфологии наполнителя в связующем из полученных изображений микрорельефа, разработаны алгоритмы компьютерной реконструкции трехмерных агрегатов наполнителя в данном материале.

Предложенная методика применена для анализа различных наполненных эластомеров и показала удовлетворительные результаты [2-4]. Полученные характеристики дают количественное представление о микроструктуре эластомерных композитов и могут быть использованы как в дальнейшем структурно-феноменологическом моделировании, так и для оценки микродисперсии наполнителя на микро- и субмикроуровне и объяснения макросвойств исследуемых материалов.

Работа выполнена при поддержке молодежного гранта УрО РАН, программы фундаментальных исследований ОЭММПУ РАН «Трибологические и прочностные свойства структурированных материалов и поверхностных слоев» и гранта РФФИ 09-08-00530-а.

Литература 1. M. Gerspacher. Advanced CB characterizations to better understanding polymer-filler interaction. A critical survey // Kautschuk Gummi Kunststoffe. 2009. V. 62. No 5. P. 233-239.

2. Морозов И.А. Анализ микроструктуры наполненной резины при помощи атомно-силовой микроскопии // Механика композиционных материалов и конструкций. 2009. Т.15. №.1. С. 83-94.

3. Мансурова И.А., Ваганов В.Е., Фомин С.В., Морозов И.А. Определение геометрических характеристик и фрактальной размерности микроструктуры эластомерных композиций, модифицированных углеродным наноматериалом // Каучук и резина. 2010. № 4. С. 19-22.

4. I.A. Morozov, B. Lauke, G. Heinrich. Characterisation of filled rubber compounds by AFM // 9th Fall Rubber Colloquium, 3-5th of Novermber, Hannover, Germany, 2010. — P. 165-169.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОТБЕЛИВАЮЩЕГО СОСТАВА НА СТРУКТУРУ ПОВЕРХНОСТИ ЗУБА ПРИ ПОМОЩИ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ Морозов И.А., 1Свистков А.Л., 2Гилева О.С., 2Ерофеева Е.С., 3Беляев А.Ю., 3Изюмов Р.И.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Пермская государственная медицинская академия имени акад. Е.А. Вагнера, Пермь Пермский государственный технический университет, Пермь Работа посвящена количественному анализу микроструктуры зубной эмали до и после косметического отбеливания [1]. Для первичной обработки и визуализации рельефа, полученного при помощи атомно-силовой микроскопии, использована процедура частичного восстановления их истинной структуры – уменьшение влияния геометрии зонда на получаемый микрорельеф [2], а также предложен картографический метод – анализируя распределение высот, был найден топологически обоснованный нулевой уровень рельефа, относительно которого вводились понятия низменностей и возвышенностей. Произведен расчет статистических (коэффициент асимметрии, эксцесс) и корреляционных зависимостей (функция корреляции высота-высота, показатель Херста) [3], [4]. Показано, что рельеф зубной эмали обладает мультифрактальными свойствами;

найдены обобщенные фрактальные зависимости и функция мультифрактального спектра [5].

Результаты показали, что отбеливания приводят к стиранию эмали, особенно в области низменностей рельефа, к которым относятся различные микродефекты;

структура эмали становится менее упорядоченной, что свидетельствует о разрушительном характере процедуры отбеливания. Пятикратное отбеливание привело к истончению эмали на величину порядка 100 нм, что является пренебрежительно малым по сравнению с общей толщиной эмали.

Литература.

1. Морозов И.А., Свистков А.Л., Гилёва О.С., Ерофеева Е.С. Экспериментальное исследование влияния профессионального отбеливания на микроструктуру поверхности эмали зубов // Российский журнал биомеханики. 2010. Т. 14. № 1 (47). С. 56-64.

2. Villarubia J.S. Algorithms for scanned probe microscope image simulation, surface reconstruction and tip estimation // Journal of research of the national institute of standards and technology. 1997. V. 102. No 4. P.

425-454.

3. Герасименко Н.Н., Апрелов С.А. Фрактальные методы анализа степени упорядоченности наноструктур // Российские нанотехнологии. 2007. Т. 2. № 1-2. С. 136-139.

Калуш Ю.А., Логинов В.М. Показатель Херста и его скрытые свойства // Сибирский журнал 4.

индустриальной математики. 2002. Т. 5. № 4 (12). С. 29-37.

5. Божокин С. В., Паршин Д. А. Фракталы и мультифракталы. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2001. 128 с.

РЕЛАКСАЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ, ФОРМИРУЮЩИЙ СПЕЦИФИКУ ЦИКЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ Мошев В.В., Евлампиева С.Е.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Эластомерные нанокомпозиты, типичным представителем которых является саженаполненный каучук, характеризуются весьма сложным механическим поведением. Их циклическое поведение до сих пор не нашло удовлетворительного структурного объяснения.

Наблюдаемое в опытах релаксационное поведение рассматриваемых материалов является продуктом совместного проявления нескольких различных по своей сущности внутренних механизмов: вязкоупругих свойств матрицы, микроскопических отрывов матрицы от поверхности частиц, миграции пластификатора в микрообъемах матрицы. В предложенной работе рассматривается еще один механизм временной чувствительности механического поведения – трение матрицы по поверхности частиц, не приводящее к необратимому изменению свойств системы.

Вариант модельной структурной ячейки в исходном состоянии представляется двумя подложками (частицами наполнителя), разделенными промежутком, определяющим концентрацию наполнителя. На подложках располагается упругая пружина (молекула каучука), сорбированная поверхностью частиц. Сорбция каучука наноразмерными частицами наполнителя исключает возможность отрыва молекул каучука от поверхности частиц (подложек), но допускает скольжение молекул (пружины) вдоль поверхности частиц (подложек). Деформирование модели представляется раздвижением или сближением подложек. Когда промежуток между подложками увеличивают, растягивая модель, пружина в промежутке между подложками начинает упруго сопротивляться. Это усилие приводит к соскальзыванию части пружины с подложек в зазор между ними. Соскальзывание тормозится сорбционными связями пружины с поверхностью подложки, преодоление которых требует приложения усилия, которое в дальнейшем отождествляется с межфазным трением между пружиной (каучуковой матрицей) и поверхностью подложки (поверхностью частицы). Зависимость силы трения f от скорости скольжения V представляется в форме степенной зависимости f = kV, где f - сопротивление трения на единицу длины контакта, m V - скорость скольжения, k и m - эмпирические константы.

В работе предложена математическая модель циклических испытаний эластомерных нанокомпозитов, объясняющая сущность их релаксационного поведения. Получены гистерезисные кривые для различных условий циклического нагружения.

Работа выполнена по программе фундаментальных исследований Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН № 09-Т-1-1006.

ПЕРСПЕКТИВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ДЕМИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ЭМАЛИ ЗУБОВ ПРИ ИНФИЛЬТРАЦИИ СВЕТОКОМПОЗИТОМ Муравьева М.А., 1Гилева О.С., 1Гилева Е.С., 2Зуев А.Л.

Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера Росздрава, Пермь Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Кариес зубов представляет собой серьёзную медико-социальную проблему для трудоспособной части населения Российской Федерации. Кариес проявляется в прогрессирующей деминерализации эмали под действием кислот, выделяемых в процессе жизнедеятельности кариесогенными бактериями зубного налета, и сопровождается повышением проницаемости и порозности эмали с последующим ее разрушением и вовлечением в процесс дентина. В 2009 году компания DMG предложила уникальную революционную методику лечения раннего кариеса, получившую название Icon. Суть и новизна методики Icon заключается в том, что поражённые кариесом ткани зуба не удаляются механически, а инфильтрируются (пропитываются) особым светоотверждаемым полимером после специальной обработки эмали. В основе принципа инфильтрации лежит способность текучего полимера проникать в межкристаллические поры эмали в области кариозного поражения на всю его глубину и тем самым восстанавливать деминерализованные ткани. Методика является простой в использовании, эффективной, атравматичной, микроинвазивной, сохраняющей ткани зуба, укрепляющей деминерализованный каркас эмали и усиливающей прочностные характеристики зуба.

Вместе с тем, физические исследования свойств заполненных композитом пористых тканей эмали в настоящее время практически отсутствуют. Необходимость получения ответов на многие вопросы, волнующие практикующих стоматологов, с целью совершенствования метода, разработки новых композитов, определения наиболее оптимальных условий для достижения лечебного эффекта, прогнозирования отдалённых результатов кариес-инфильтрации, долгосрочного поведения инфильтрированных тканей зуба, профилактики возможных осложнений, требует проведения комплексных инструментальных исследований. Программа предлагаемых исследований предусматривает разработку новых методик изучения микрокристаллической архитектоники поверхности, упругих и упругопластических свойств, внутренней структуры и состава компонентов эмали зуба;

выработку критериев количественной оценки их состояния, качества и стоматологического статуса;

осуществление анализа изменений в микроструктуре, рельефе поверхности, прочности, жесткости и долговечности зубной эмали при химическом травлении с последующей инфильтрацией полимером;

определение степени разрушающего действия технологии инфильтрации на твердые ткани зуба и предложение на этой основе практических рекомендаций для безопасности ее применения.

НЕЛИНЕЙНЫЕ РЕЖИМЫ ТЕРМОВИБРАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ БИНАРНОЙ СМЕСИ ЖИДКОСТЕЙ Мызникова Б.И., 2Смородин Б.Л.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Пермский государственный университет, Пермь Процессы тепло- и массопереноса в неравновесных диссипативных системах могут сопровождаться формированием регулярных нестационарных структур, симметрия которых качественно отличается от симметрии начального состояния системы.

В данной работе средствами компьютерного моделирования изучены нелинейные волновые режимы конвекции в подогреваемом снизу горизонтальном слое несжимаемой жидкостной бинарной смеси с аномальной термодиффузией, находящемся в статическом гравитационном и высокочастотном вибрационном полях. Ось вибрации перпендикулярна твердым, идеально теплопроводным, непроницаемым границам слоя.

Математическая модель процесса представляет собой замкнутую систему осредненных уравнений термовибрационной конвекции в приближении Буссинеска, дополненную соответствующими начальными и граничными условиями. Численное моделирование колебательных режимов тепломассопереноса осуществлено на основе метода конечных разностей.

В результате серии вычислительных экспериментов выявлены области значений в пространстве параметров задачи, в которых существуют режимы регулярных и автомодулированных бегущих волн, а также стационарные конвективные течения. Получены зависимости интенсивности конвекции от амплитуды вибрации. Исследованы гистерезисные переходы между режимами колебательной и стационарной конвекции. Результаты нелинейных расчетов сопоставлены с данными о границах устойчивости квазиравновесия, найденными средствами линейной теории. Продемонстрирована стабилизация конвективных течений с помощью высокочастотных вибраций.

Представленные результаты получены при частичной финансовой поддержке РФФИ и администрации Пермского края (проект № 11-01-96001-р_урал).

ПОЛЗУЧЕСТЬ И РАЗРУШЕНИЕ ТРУБ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ВОДОРОДА Назаров В.В.

Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Москва Предложена модель деформирования и длительного разрушения трубы, работающей под постоянным внутренним давлением водорода. Решение строится в рамках плоского деформированного состояния. Все отличные от нуля компоненты тензоров деформаций ползучести и напряжений зависят только от радиуса. Перемещение и скорость внешней границы известны до момента окончания разрушения. Водород реагирует с углеродом стали и вступает в химическую реакцию с оксидами различных металлов, в результате образуются метан и пары воды высокого давления qh, под действием которого в трубе возникают микротрещины. Следует учитывать снижение прочностных свойств материала при проектировании конструкции, эксплуатация которой предназначена в среде водорода.

Содержание продуктов химической реакции определяется уравнением диффузии, в котором вместо концентрации водорода рассматривается величина химического взаимодействия.

Задача решается для двух формально выделенных во времени последовательных стадий.

Стадия скрытого разрушения определяется накоплением рассеянных повреждений, которые характеризуются относительным изменением объема материала после деформации.

Рассеянные повреждения накапливаются в определенном радиальном направлении, вдоль которого ожидается разрушение. Остальная область поперечного сечения трубы деформируется без повреждений. Скорость максимального главного сдвига является max и предела ползучести функцией от разности максимального касательного напряжения c :

при сдвиге K ( q h ) = [ max [1 + ] c ( q h ) [1 ]], ( q h ) = 0 при max c ( q h ) n где K и n функции температуры. Величина принимает только конечные значения.

Разрушение в трубе начинается при достижении эффективным максимальным касательным max [1 + ] значения предела прочности s = s ( q h ) при сдвиге. Образование напряжением магистральной трещины внутри трубы обозначается началом стадии распространения разрушения. Рост трещины с двумя вершинами определяется деформацией в месте ее образования, а не напряженным состоянием вблизи ее кончика. Кончики трещины, движущиеся к границам трубы, определяются расстоянием между ее берегами в точке начала разрушения и углом раскрытия трещины, при котором она остановится.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты: № 11-08-00007-а, № 11-08-00045-а).

ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ ГЕОМЕХАНИКИ Назарова Л.А.

Институт горного дела СО РАН, Новосибирск При моделировании геомеханических полей в природных объектах различного масштабного уровня всегда присутствует элемент неопределенности, связанный, например, с недостатком данных о свойствах среды или действующих в породном массиве напряжениях.

В таких случаях целесообразно сформулировать и решить обратную задачу соответствующего типа. В качестве входной информации могут выступать как прямые (результаты измерений деформаций, напряжений, относительных смещений), так и косвенные (сейсмотектонические деформации и их траектории, GPS) данные.

Граничные обратные задачи. Создан метод реконструкции краевых условий по информации о полях смещений или деформаций во внутренних точках области, заключающийся в построении дискретной функции Грина для соответствующей краевой задачи и последующей минимизации целевой функции. Численными экспериментами установлено позволяющее решить обратную задачу с заданной точностью соотношение числа граничных m и внутренних N точек при их случайном ( m N ) и регулярном ( m N ) расположении. Для апробации метода выполнены оценки смещений на внешних тектонических границах Евразии по сейсмологическим данным о фокальных механизмах землетрясений в Центральной Азии (Тибет, Алтае-Саянская складчатая область).

Предложен способ определения параметров эквивалентного источника, моделирующего очаг готовящегося динамического события по изменению смещений на поверхности Земли. Это позволяет дать априорную оценку координат гипоцентра и магнитуды предстоящего сейсмического события по GPS данным.

Коэффициентные обратные задачи. Предложен метод определения параметров уравнений состояния, описывающих реологические процессы деформирования и разрушения горных пород, базирующийся на решении обратных задач по данным измерений in situ размеров подземных полостей в процессе отработки месторождения. Оказалось, что целевая функция имеет несколько расположенных на одной прямой локальных минимумов, что позволило создать эффективный алгоритм решения обратных задач, комбинирующий методы градиентного спуска и прямого поиска. На этой основе с использованием моделей ползучести и критерия накопления повреждений разработана методика оценки времени жизни целиков (типичных конструктивных элементов камерно-столбовой системы отработки месторождений полезных ископаемых) и последовательности их разрушения, что позволило обосновать новую технологию добычи медных руд Жезказганского месторождения.

Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проект № 10-05-00736), Интеграционного проекта СО РАН № 44 и Программы Президиума РАН № 16.3.

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ФОРМУ ПОВЕРХНОСТИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В НЕОДНОРОДНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ 1, Налетова В.А., 2Турков В.А., 1,2Волкова Т.И.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва Институт механики МГУ, Москва Работа посвящена исследованию формы поверхности магнитной жидкости между горизонтальными плоскостями в магнитном поле линейного проводника с током. В [1] была численно рассчитана форма поверхности без учета поверхностного натяжения среды. В работе [2] вычислена теоретическая зависимость максимального расстояния между горизонтальными пластинами, при котором возможно создание магнитожидкостной перемычки между ними, от тока в линейном проводнике на верхней пластине. Эта зависимость качественно совпала с экспериментально измеренной в работе [3], в которой исследовалось неплоское магнитное поле.

В данной работе исследуется статическая форма поверхности тяжелой магнитной жидкости, находящейся между горизонтальными плоскостями в магнитном поле с учетом поверхностного натяжения. Магнитная и ненамагничивающаяся среды расположены в цилиндрическом сосуде прямоугольного сечения, ось которого горизонтальна. Линейный проводник с током расположен над верхней пластиной. Рассмотрен случай смачивания.

Показано, что при заданной геометрии сосуда и фиксированном токе в проводнике существуют несколько решений, удовлетворяющих условиям смачивания на нижней, боковой или верхней стенках сосуда. При этом в каждом случае объем магнитной жидкости различен. Необходимое решение при заданном токе в проводнике выбирается из условия сохранения начального объема намагничивающейся среды и зависит от истории задачи.

Работа поддержана грантом РФФИ (проект 10-01-90001).

Литература 1. Налетова В.А., Волкова Т.И., Рекс А.Г., Турков В.А. Тяжелая магнитная жидкость между горизонтальными плоскостями в поле горизонтального проводника. В сб.: IX Международная научная конференция «Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей», Санкт Петербург, Физ. ф-т СПбГУ, с. 360-364.

Волкова Т.И. Управление магнитожидкостной перемычкой между горизонтальными плоскостями с 2.

помощью линейного проводника с током. В сб.: XVI Зимняя школа по механике сплошных сред, Пермь, 24 27 февраля 2009 г. С. 96.

3. Налетова В.А., Рекс А.Г., Савчук Е.Л., Тайнова А.А., Цвирко М.И. Устойчивость капли магнитной жидкости в неоднородном магнитном поле. В сб.: 13-я Международная плеская конференция по нанодисперсным магнитным жидкостям, Плес. 2008 – С. 269-274.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗНИЦЫ В СКОРОСТЯХ ВРАЩЕНИЯ ВАЛКОВ ОДНОЙ КЛЕТИ НА ПРОЦЕСС ПРОКАТКИ Нестеренко Д.Л., 2Шевченко Д.В., 3Боровков А.И., 4Сараев Д.Ю.

1, Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет, Санкт-Петербург ООО «Сименс», Санкт-Петербург ООО «Сименс», Москва В ходе исследования рассматривался процесс прокатки листа стали двумя парами гладких цилиндрических валков. Все 4 валка приводные, валки обладают одинаковыми диаметрами, но разными скоростями вращения. Верхним валкам задана угловая скорость 60°16’/сек., а нижним – на 1% больше. Ширина прокатываемой полосы много больше её толщины, поэтому задача решалась в плоско-деформированной постановке. В качестве математической модели, описывающей механическое поведение стали, использовалась билинейная модель пластичности с упрочнением. В программной системе ANSYS был смоделирован процесс прокатки, включающий в себя принудительную подачу металла в межвалковое пространство и последующий захват листа валками за счёт сил трения.

На Рис. 1 представлен график зависимости вертикальных компонентов вектора перемещений, возникающих в ходе прокатки в точках, расположенных на верхнем и нижнем краях пластины.

Различие в скоростях вращения валков привело к отклонению листа от горизонтальной оси на выходе из межвалкового пространства. В рассматриваемой задаче при расстоянии между центрами валков 1,5 метра, отклонение достигло значительной величины – 6,1 см.

(зона V на Рис. 1) Вследствие этого отклонения передний край пластины испытывает сопротивление движению со стороны верхнего валка второй клети и захват пластины Рис. занимает большее время (зоны VI-VII). В это время непрерывно продолжается подача металла в пространство между двумя парами валков. Не имея возможности свободно двигаться вперёд, металл начинает изгибаться (Рис.2). Это может привести к накоплениям дополнительных деформаций и даже “загибанию” листа.

Литература 1. Неравномерность деформации при прокатке: реферат/ Смирнова И.С.. – Магнит-ск, 2006.

2. М.А.Зайков, В.П.Полухин, А.М.Зайков, Л.Н.Смирнов. Процесс Рис. 2 прокатки. – Мисис: 2004.

3. The Influence of Roll Speed on the Rolling of Metal Plates, B. Wang, W. Hu, L.X. Kong, P. Hodgson, - School of Engineering and 'Technology, Deakin University, Victoria, Australia, 1998.

МНОГОУРОВНЕВАЯ КОНСТИТУТИВНАЯ МОДЕЛЬ ЧАСТИЧНО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА: СОГЛАСОВАНИЕ УРОВНЕЙ И ПРОБЛЕМА ЗАМЫКАНИЯ Нечаева Е.С., Трусов П.В.

Пермский государственный технический университет, Пермь Авторами предложена конститутивная модель частично кристаллического полимерного материала, при построении которой применяется многоуровневый подход, основанный на использовании в структуре модели внутренних переменных – параметров, характеризующих состояние и эволюцию мезо- и микроструктуры материала [1]. В основе модели лежит описание основных механизмов деформирования рассматриваемого класса материалов на мезоуровне: сдвиг по кристаллографическим системам скольжения в ламелях (ламели – широкие тонкие длинные пластинки-кристаллиты, разделенные слоями аморфной фазы материала), межламеллярный сдвиг, механизм пространственного раздвижения-сжатия ламелей, квазитвердое движение элементов каждого из рассматриваемых масштабных уровней. В качестве определяющего соотношения на каждом масштабном уровне в модели используется закон Гука в скоростной релаксационной форме, куда в качестве явных внутренних переменных входят тензор упругих свойств, тензор скоростей неупругих деформаций и тензор спина элементов соответствующего масштабного уровня. Таким образом, например, на макроуровне определяющее соотношение принимает вид r = C : (D - Din );

r = - +.

Проведено исследование условий согласования моделей различных масштабных уровней. Показано, что для рассматриваемого класса материалов на мезоуровне имеет место коррелированность флуктуаций напряжений и спинов, а также флуктуаций скоростей неупругих деформаций и упругих свойств элементов. При замыкании моделей различных масштабных уровней коррелированность вышеуказанных характеристик приводит к тому, что определение явных внутренних переменных модели на каждом из рассматриваемых масштабных уровней (кроме самого глубокого) необходимо осуществлять специальным образом. Например, при определении явных внутренних переменных в определяющем соотношении макроуровня необходимо использовать замыкающие уравнения вида:

= I + 1 I I ;

T = I T + I I T T = I - I I 1 ;

Din = din + C1 : c I : din, где индексом I обозначены величины мезоуровня.

I I Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты 10-08-96010-р_урал_а, 10-08-00156-а).

Литература 1. Нечаева Е.С., Трусов П.В. Конститутивная модель полиэтилена низкого давления с внутренними переменными: общая структура и механизмы деформирования // Математ. моделир. систем и процессов:

межвуз. сб. науч. тр. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. – №16. – С. 87-99.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРУШЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ГИГАЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ Оборин В.А., Банников М.В., Наймарк О.Б.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Проблема оценки ресурса ответственных машиностроительных конструкций, в частности, авиационного моторостроения поставили ряд качественно новых задач фундаментального характера по оценке надежности материалов для значений, 9 превышающих 10 - 10 циклов нагружения, в области, так называемой, гигацикловой усталости. Это связано с тем, что ресурс нагружения многих ответственных конструкций, работающих в режиме циклических нагрузок, превышает многоцикловый диапазон. В свою очередь поведение материалов в области гигацикловой усталости обнаруживает ряд закономерностей, относящихся к качественным изменениям, как условий зарождения трещин (в объеме образца), так и их распространения, связанных с качественной сменой механизмов зарождения и развития трещин усталости.

Основной целью работы является разработка теоретических основ и создание экспериментального комплекса, позволяющих прогнозирование усталостной долговечности материалов и конструкций с учетом особенностей поведения ансамблей дефектов в гигацикловом диапазоне усталостных нагрузок, а также изучение свойств нового класса и субмикрокристаллический титан), которые перспективных материалов (нано представляют интерес для приложений в авиационном моторостроении.

Образцы из высокопрочной стали R4 подвергались усталостным испытаниям в условиях симметричного цикла растяжения – сжатия с частотой 20 кГц на ультразвуковой испытательной машине с регистрацией «in-situ» рельефа свободной поверхности, обусловленного зарождением и развитием дефектов в вершине распространяющейся усталостной трещины. С использованием вычисленных пространственных инвариантов дефектных структур и установленных характерных масштабов «зоны процесса» в вершине трещины предложено кинетическое уравнение, устанавливающего связь между скоростью роста усталостной трещины и изменением коэффициента интенсивности напряжений.

ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ ТВЁРДЫХ ТКАНЕЙ ЗУБОВ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОТБЕЛИВАНИЯ Оборин В.А., 1Ляпунова Е.А., 1Наймарк О.Б., 2Гилева О.С., 2Ерофеева Е.С.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера Росздрава, Пермь Бурное развитие нанотехнологий в последние годы привело к появлению большого количества новых стоматологических материалов и технологических методик, широко применяемых в клинических условиях. Однако безопасность процесса отбеливания в отношении признаков повреждения структуры эмали, особенно для лиц различного возраста и с различной интенсивностью кариеса, в достаточной степени не изучена. До сих пор во многом открытыми остаются также вопросы выявления механизма воздействия и глубины проникновения отбеливающих агентов в зубную эмаль.

В работе проведено изучение морфологических свойств поверхности зубной эмали в зависимости от влияния внешних факторов - степени химического воздействия при отбеливании.

Для исследования эволюции рельефа поверхности образцов при отбеливании анализ использовался интерференционный микроскоп "NewView-5010". Количественный морфологии поверхности заключался в определении показателя шероховатости – показателя Херста трехмерных образов структуры, отражающей закономерности структурного скейлинга. В работе была обнаружена зависимость данной величины от степени воздействия на эмаль при отбеливании.

Исследование шероховатости поверхности эмали после каждой процедуры отбеливания показало, что наблюдаются две стадии, на которых структура эмали меняется кардинальным образом: после первого отбеливания, когда происходит потеря изначальной поверхностной структуры в виде минеральных и прочих налетов и после 3-4 отбеливания [1].

Это связано с воздействием активного вещества отбеливателя на структурные составляющие эмали.

Работа выполнена при финансовой поддержке грант РФФИ-Урал № 09-08-99102 р_урал_офи.

Литература 1. Ерофеева Е.С., Гилёва О.С., Ляпунова Е.А., Оборин В.А, Наймарк О.Б. Структурно-функциональный анализ твёрдых тканей зубов в оценке качества технологий отбеливания // Российский журнал биомеханики. 2010. Т.14, №2 (48). C.47-55.

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ПРОФИЛОГРАММ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЕЙВЛЕТ ФРАКТАЛЬНОГО АНАЛИЗА Опрышко А.В., Тарасов М.Ю., Уткин И.А., Андреев Ю.С.

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург.

Исследуется корреляция «эволюция динамической системы — эволюция качества трущихся поверхностей».[1] Установление данных зависимостей является базой автоматизации контроля качества поверхностей в процессах трения. В качестве параметров для данных зависимостей для внутренней динамики используем шероховатость Ra, параметр действия, коэффициент Херста. В качестве парамтра внешней динамики используется коэффициент демпфирования n.

С помощью трибометрической установки «ТРИБАЛ-2» были проведены опыты по передаче возвратно-поступательного движения трением на образцах латуни. Внутренняя динамика трения была исследована в результате обработки профилограмм с помощью многоуровневого вейвлет-разложения, а так же расчетов фрактальных размерностей полученных профилограмм. Исследование внешней динамики совершено по методике, описанной в [2]. В результате работы были получены данные, фрагменты которых представлены в таблице:

Время [мин] 30 40 60 90 Параметр 0,1 0,18 0,7 0,6 действия, Дж·с Коэф. 0,619 1 1 1 0, демпфирования В результате анализа данных были получены графики, характеризующие внутреннюю динамику процесса: эволюция параметров шероховатости Ra, предельные значения кумулят и коэффициенты Херста частотных компонент сигналов профилограмм. Внешнюю динамику характеризует график изменения коэффициентов демпфирования.


Было установлено, что показатель Херста имеет колебательный характер, который указывает, на колебательность устойчивости и неустойчивости состояния поверхностного слоя взаимодействующих контр пар.

Литература 1. Мусалимов В.М., Валетов В.А. Динамика фрикционного взаимодействия — Санкт-Петербург, 2006 — 191с.

2. Мусалимов В.М., Сизова А.А., Иванова Е.К., Крылов Н.А., Ткачев А.Л. Основы трибоники — Санкт Петербург, 2009 — 72с.

ОБ ОПИСАНИИ СПЕКТРАЛЬНОГО ПЕРЕНОСА ТУРБУЛЕНТНОЙ ЭНЕРГИИ УРАВНЕНИЕМ ТИПА СВЕРТКИ Орлов В.А., Кулагина К.В.

Ульяновский государственный университет, Ульяновск Рассматривается семейство замыканий уравнения спектрального энергобаланса однородной затухающей турбулентности, - кинематическая вязкость: (1), G(k,q)=2 F(q), (2) представляющее модификацию моделей кармановского типа [1].

В отличие от последних замыкание (2) удовлетворяет условию Бэтчелора [2] о зависимости плотности спектрального энергопереноса Q(k,q) от характеристик возмущений поля скорости v с волновым вектором k- q и не содержит подгоночных функций, обеспечивающих экспоненциальность краевого (k) затухания энергетического спектра турбулентности F(k). Учитывая, что множитель выражается через скейлинговые показатели, и константу Колмогорова Cк,, (3) параметрами предлагаемой модели можно считать два числа – и, последнее из которых является размерностью стохастического фрактала, определяющего спектральную плотность нетепловой диссипации турбулентной энергии на инерционном интервале.

При использовании предельных свойств оператора свертки [3], представленного функцией переноса с подынтегральным выражением (2), получено уравнение для мелкомасштабной асимптотики энергетического спектра F(k) :

,. (4) Уже для наиболее простого (, ) его решения обнаруживается согласие с экспериментальными данными Стюарта и Таунсенда [2], что говорит в пользу адекватности части представленного семейства моделей развитой турбулентности на всем интервале «мелких» масштабов. Обращается внимание на возможность обобщения рассматриваемой функциональной зависимости между и F(k) (2) на случаи неколмогоровского скейлинга и ее формулировки при в терминах корреляционных функций,, :

, (5) обогащающей разнообразие подобных гипотез применением трехмерных интегродифференциальных операторов Рисса [3].

Литература 1. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика. ч. 1-М.:Наука, 1965, ч. 2 – М.:Наука, 2. Бэтчелор Дж. К. Теория однородной турбулентности. – М.:ИЛ, 3. Учайкин В.В. Метод дробных производных. Ул.: «Артишок», ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛА ЛИСТОВОЙ РЕССОРЫ Осипенко М.А., 2Таланцев Н.Ф., 1Джумаев М.Г.

Пермский государственный технический университет, Пермь ОАО “Чусовской металлургический завод”, Чусовой, Пермский край Коэффициент использования материала листовой рессоры (КИМР) – это один из критериев качества рессоры, используемый в технических расчетах [1]. КИМР также называют критерием рациональности геометрии профиля рессорного листа [2]. Качественно, КИМР характеризует равномерность распределения по рессоре потенциальной энергии упругой деформации. В последние годы, в связи с поиском новых, более эффективных, чем традиционные, конструкций листовых рессор, интерес к КИМР возрастает [3, 4]. При этом, в настоящее время почти не имеется достаточно подробных теоретических исследований КИМР. Имеющиеся расчеты обычно следуют традиционным, в сущности элементарным, схемам теории сопротивления материалов. Однако более тщательное рассмотрение вопроса о вычислении и свойствах КИМР приводит к ряду неэлементарных проблем.

Прежде всего, вычисление КИМР требует решения контактной задачи, сама постановка которой (в виде, удобном для явного решения) получена не так давно [5]. Поэтому набор типов рессор, для которых найдено явное выражение для КИМР, не очень велик. Далее, оказывается, что обнаруживаемые теоретически свойства КИМР не вполне соответствуют элементарному практическому представлению о том, что наилучшей является рессора с максимальным КИМР. В ряде случаев задача максимизации КИМР оказывается вырожденной (формально – не имеющей решения). В других случаях решение существует, но явно не соответствует практике конструирования рессор, причем не вполне ясно, чем объясняется это несоответствие. В некоторых случаях можно даже выдвинуть гипотезу, что теория Бернулли – Эйлера изгиба листов рессоры в принципе не может объяснить некоторые известные из практики явления.

Перечисленные (и некоторые связанные) вопросы теории КИМР рассмотрены в настоящем докладе. Эта теория еще далека от завершения и продолжает развиваться.

Литература 1. Пархиловский И.Г. Автомобильные листовые рессоры. М.: Машиностроение, 1978. – 232 с.

2. Таланцев Н.Ф. Критерии оценки рессор. / Автомобильная промышленность. 1988, № 10, С. 20–21.

3. Осипенко М.А., Таланцев Н.Ф. О свойствах коэффициента использования материала листовой рессоры. / Изв. ВУЗов. Поволжский регион. 2009, № 2(10), С. 134–144.

Пестренин В.М., Пестренина И.В., Таланцев Н.Ф. Численный анализ напряженно-деформированного 4.

состояния листовых рессор. / Вычислительная механика сплошных сред. 2009, №2, С. 74–84.

5. Osipenko M.A., Nyashin Yu.I., Rudakov R.N. A contact problem in the theory of leaf spring bending. / International Journal of Solids and Structures. 2003, No. 40, P. 3129–3136.

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ АРТЕРИАЛЬНЫХ СОСУДОВ ПРИ НАЛИЧИИ ПАТОЛОГИИ Осоргина Л.Ю.

Пермский государственный университет, Пермь Развитие сосудистой хирургии в настоящее время требует детального изучения механического поведения артерий человека в норме и при патологии. Основные цели работы: экспериментальное изучение механических свойств артерий человека и обработка экспериментальных данных;

построение аналитических и численных моделей артерий, учитывающих нелинейность и большие деформации;

определение параметров моделей для склерозированных артерий;

исследование НДС артериальных сосудов с патологиями и в области разветвления (сопряжения) артерий.

Аналитическое решение получено на основе потенциала Джона [1], для которого были определены параметры артерий, находящихся на различных стадиях атеросклероза.

Показано, что потенциал Джона удовлетворительно описывает экспериментальные данные только на последних стадиях атеросклероза.

На основании численного моделирования в пакете ANSYS экспериментов по нагружению сегментов артериального сосуда внутренним давлением выбран потенциал Arruda-Boyce и определены его параметры. Далее, потенциал Arruda-Boyce использован при решении различных задач биомеханики кровеносных сосудов.

1. Изучена пространственная патологическая извитость артерии (петля). Показано, что существует критическое значение относительного радиуса петли (67), ниже которого резко увеличивается жесткость артерии, увеличиваются в 1,5-2 раза окружные напряжения на участках интимы ближе к центру петли.

2. В рамках пространственной постановки задачи изучено напряженно деформированное состояние двухслойной артерии с атероматозной бляшкой (4-я стадия склероза). Показано, что в области крепления бляшки к интиме возникает концентратор напряжений, величина которого зависит от жесткости и линейных размеров бляшки.

3. Построена объемная модель гладкого разветвления двухслойной артерии с прямым углом отклонения артерии меньшего диаметра от основного ствола. Выявлены зоны концентрации напряжений, показано увеличение жесткости «узла» сопряжения и увеличения податливости артерии вблизи устья.

По итогам исследований сформулированы рекомендации, на основании которых могут приниматься решения о хирургическом вмешательстве.

Литература 1. Лурье А.И. Нелинейная теория упругости – М.: Наука, 1980.

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ 3D-АРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СЖАТИИ Ошева И.Ю., Ташкинов А.А., Шавшуков В.Е.

Пермский государственный технический университет, Пермь Изделия и конструкции из композиционных материалов с трехмерно-направленными армирующими системами находят все большее применение в различных областях промышленности. Обладая рядом преимуществ по сравнению с традиционными материалами, они так же имеют и некоторые недостатки. Одним из которых является высокая стоимость, как самих материалов, так и экспериментальных исследований их свойств. В связи с этим возникает необходимость построения математических моделей, которые позволили бы описать поведение пространственно-армированных композитов под действием различных нагрузок.

В данной работе представлен процесс компьютерного моделирования эксперимента на сжатие, использующегося для определения прочности материала, с использованием программного комплекса ANSYS. В работе рассматривалось три типа моделей: 1) “Идеальная модель” – рассматривается только образец, а действие испытательной машины заменяется граничными условиями на гранях образца;

2) “Модель с учетом трения” – перемещение на образец передается через моделируемые плиты испытательной машины (модель позволяет учесть трение, возникающее между плитами и образцом);

3)“Модифицированная модель эксперимента” – модель испытания аналогична второй задачи, только торцы образца залиты мягким сплавом.

В ходе работы была выявлена сильная зависимость напряженно-деформированного состояния для второй модели от коэффициента трения (рост напряжений составил около 60%) и несущественное влияние трения для третьей модели (не более 6%). Так же, для образца с залитыми мягким сплавом торцами отмечается снижение уровня напряжений по сравнению со второй задачей.

Таким образом, при натурных испытаниях образцов из пространственно-армированных композиционных материалов для определения прочностных характеристик более стабильные и более высокие значения могут быть получены на образцах, залитых мягким сплавом для предотвращения смятия торцов.


Работа выполняется при финансовой поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований РФФИ РФФИ №10-08-96062, №11-08-96034-р_урал_а.

НЕКОТОРЫЕ АВТОМОДЕЛЬНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КИНЕТИКИ РАЗРУШЕНИЯ КВАЗИХРУПКИХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ Пантелеев И.А., Плехов О.А., Наймарк О.Б.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь В настоящие время хорошо известно, что прочностные и деформационные свойства определяются эволюцией дефектной структуры материала. Значительные успехи при описании процессов деформирования и разрушения были достигнуты в рамках феноменологических моделей, использующих эмпирическую информацию о поведении материала при различных историях нагружения [1].

В работах Л.М. Качанова и Ю.Н. Работнова [2,3] впервые для описания процесса накопления повреждений был введен скалярный параметр поврежденности, определяемый площадью трещин, приходящихся на единицу площади поперечного сечения тела.

Дальнейшим развитием данного подхода является учёт анизотропии процесса накопления повреждений и введение тензорных параметров поврежденности [4-5], в общем случае не связанный с какой-либо характеристикой реальных дефектов материала, что является несомненным минусом такого подхода.

Разрабатываемая в лаборатории физических основ прочности ИМСС УрО РАН [6] статистическая теория поведения твердого тела с мезоскопическими дефектами позволила сформулировать феноменологическую модель и получить кинетические уравнения для двух независимых параметров порядка – тензора плотности дефектов и параметра структурного скейлинга. Анализ автомодельных решений полученных определяющих соотношений позволил установить существование двух точек бифуркации, одна из которых соответствует переходу от пластического к квазихрупкому поведению системы.

В данной работе на основе метода усреднения проведён качественный анализ кинетического уравнения для параметра поврежденности, установлены типы точек равновесия, характерные фазовые портреты поведения системы, зависимости амплитуды и координаты полуширины одиночной локализованной структуры от величины приложенного напряжения и начального положения системы.

Литература 1. Новожилов В.В. О перспективах феноменологического подхода к проблеме разрушения // Механика деформируемых тел и конструкций. – М.: Машиностроение. – 1975. – С. 349-359.

2. Качанов Л.М. О времени разрушения в условиях ползучести // Изв. АН СССР: OTH. – 1958. – №8. –C.

26-31.

3. Работнов Ю.Н. О механизме длительного разрушения // Вопр. прочности материалов и конструкций.

– М. – 1959. – С. 5-7.

А.А.Ильюшин Об одной теории длительной прочности // Изв. АН СССР: МТТ. – 1967. – №3. – С. 21-35.

4.

5. Мураками С., Радаев Ю.Н. Математическая модель трехмерного анизотропного состояния поврежденности // Изв. РАН: MTT. – 1996. – №4. – С. 93-110.

6. Наймарк О.Б. О деформационных свойствах и кинетике разрушения твердых тел с микротрещинами // О термодинамике и деформировании твердых тел с микротрещинами : Препринт/ УНЦ АН СССР. Свердловск, 1982. - С.3-34.

ВЛИЯНИЕ НАПОЛНИТЕЛЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН СТИРОЛЬНОГО ПОЛИМЕРА Пелевин А.Г., Свистков А.Л.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь В работе рассмотрено теоретические и экспериментальные исследования механического поведения эластомерных нанокомпозитов. Эти нанокомпозиты были изготовлены на основе бутадиен стирольного полимера и нескольких видов наполнителя с разной объемной долей. Для описания механического поведения нанокомпозитов используется структурно-феноменологическая модель [1] и результаты экспериментов с циклическим одноосными нагружениями. Модель можно представить в виде схемы (рис. 1), точки которой соединены упругими, вязкими, пластическими и трансмиссионными элементами [1,2].

Рис. 1. – Рассматриваемая модель механического поведения резины Использованные в работе эксперименты циклического одноосного нагружения, содержат в себе нагрузку с постоянной скоростью, релаксацию напряжений, разгрузку с постоянной скоростью и ползучесть. Скорость деформирования в эксперименте для каждого цикла была разной. Сложность таких экспериментов позволяет выявить много характерных особенностей механического поведения материала на одном образце.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 09-08-00530) и Интеграционный проект фундаментальных научных исследований, выполняемых совместно учеными УрО РАН, СО РАН и ДВО РАН Программа РАН 09-С-1-1008.

Литература 1. Svistkov A. L., Lauke B., Heinrich G. Modeling of viscoelastic properties and softening of rubber materials // Proceedings of 5th European conference “Constitutive models for rubbers” Paris, 2007. P. 113-118.

2. Свистков А. Л., Лауке Б. Дифференциальные определяющие уравнения несжимаемых сред при конечных деформациях // Прикладная механика и техническая физика. 2009. Т. 50, № 3. С. 158-170.

СРЕДНИЙ РАСХОД ТЕЧЕНИЯ НАМАГНИЧИВАЮЩИХСЯ СРЕД В БЕГУЩЕМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ Пелевина Д.А.

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Механико математический факультет, Москва НИИ механики МГУ, Москва Исследуется средний расход течения намагничивающихся жидкостей, вызванного бегущим магнитным полем. В данной работе рассматривается плоское двухслойное течение несжимаемых вязких жидкостей, имеющих разные магнитные свойства, между двумя горизонтальными твердыми плоскостями в неоднородном магнитном поле. Магнитные проницаемости жидкостей считаются постоянными. При решении задачи учитывается сила тяжести и поверхностное натяжение. Температура считается постоянной. Задача решается в безындукционном и длинноволновом приближениях. Приложенное к системе синусоидальное бегущее магнитное поле малой амплитуды вызывает волнообразное изменение формы поверхности раздела сред, которое создает расходное течение жидкостей.

В [1] рассмотрена обратная задача определения приложенного магнитного поля по заданной форме поверхности раздела между жидкостями с разными магнитными свойствами. В данной работе решена прямая задача. По заданному магнитному полю вычисляется форма поверхности раздела жидкостей, распределение скоростей и средний расход жидкостей.

Проведено исследование зависимости среднего расхода жидкостей от параметров задачи.

Зависимость среднего расхода от волнового числа и частоты приложенного поля, а также от соотношения толщин жидкостей, не монотонная и имеет один максимум. Средний расход убывает при увеличении вязкости жидкостей и коэффициента поверхностного натяжения, а также при уменьшении амплитуды приложенного магнитного поля и разности магнитных проницаемостей жидкостей. Данное исследование может быть использовано для проектирования и оптимизации новых типов перистальтических насосов, дозаторов и пипеток на основе магнитных жидкостей.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 10-01-91333-ННИО).

Литература 1. К.Циммерманн, И.Зейдис, В.Бачурин, В.Налетова, В.Турков: Управление формой поверхности раздела двух сред с помощью магнитного поля // 11-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям, Сентябрь, 2004, Плес, Россия, стр. 299-304.

ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ АКТИВНОСТИ БРОНХОАЛЬВЕОЛЯРНЫХ СМЫВОВ У БОЛЬНЫХ ТУБЕРКУЛЁЗОМ ЛЁГКИХ Пеленёва И.М., Цветкова Т.Ю., Чеклецова Л.И.

Пермская государственная медицинская академия, Пермь В период неблагополучия эпидемиологической ситуации по туберкулезу закономерен интерес к поиску новых методов его диагностики и лечения. Существенную роль в патогенезе и саногенезе туберкулёза лёгких играет легочный сурфактант (ЛС). Основной функцией ЛС является снижение поверхностного натяжения на границе фаз альвеолярный воздух:эпителиальная выстилка альвеол. Диагностически значимо изучение межфазовых взаимодействий в системе ЛС. Целью настоящей работы явилось применение тензиометрических методов в оценке поверхностной активности ЛС в материале бронхоальвеолярных смывов (БАС) у больных инфильтративным туберкулёзом лёгких.

Объектом исследования явились 12 практически здоровых лиц (группа 1) и 30 больных инфильтративным туберкулезом легких с деструкцией легочной ткани в 87,1% и бактериовыделением в 96,7% случаев (группа 2). БАС забирались при ФБС перед началом лечения и в динамике через 2 месяца химиотерапии по I режиму. Для изучения поверхностной активности забирали верхнюю, содержащую фосфолипиды лёгочного сурфактанта фракцию супернатанта (1500 об/мин, 15 мин). В БАС измерялось поверхностное натяжение динамическим методом на желобковых весах Вильгельми-Ленгмюра. В кювету помещался физиологический раствор в объеме 50 мл. Затем сверху наслаивался БАС в объеме 6,0 мл. По истечении 5 минут замеряли ПН. Для анализа использовались показатели:

минимальное поверхностное натяжение (ПН min), максимальное поверхностное натяжение (ПН max) и индекс стабильности Клементса, вычисляемый по формуле:

2( ПН max ПН min) = ( ИС ).

ПН max + ПН min Результаты исследования показали, что в группе 2 показатели поверхностной активности существенно отличались от группы здоровых лиц: ПН min был повышен 26,9±1, и 47,5±1,7 мН/м соответственно (р0,05, t). Уровень ПН max так же был более высок у больных инфильтративным туберкулёзом лёгких (45,5±1,8 и 47,5±1,7 мН/м соответственно).

А ИС был существенно ниже при туберкулёзе (0,501±0,039 и 0,310±0,052 соответственно (р0,05, t). В процессе лечения наблюдалась положительная динамика поверхностной активности ЛС: снижалось ПН min до 27,7±1,3 мН/м и ПН max до 40,0±2,2 мН/м, повышался ИС до 0,464±0,098 (р0,05, t).

Таким образом, тензиометрические методы изучения многокомпонентных растворов ЛС адекватно отражают значительную сурфактантную недостаточность у больных инфильтративным туберкулёзом лёгких.

УСТОЙЧИВОСТЬ СТАЦИОНАРНОГО ДВИЖЕНИЯ СЛОЯ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ Перминов А.В.

Пермский государственный технический университет, Пермь Решена задача об устойчивости плоскопараллельного течения слоя жидкости Уильямсона по наклонной твердой поверхности. Реологическое уравнение Уильямсона при определенном выборе параметров допускает описание вязкопластичных жидкостей, которые обладают жесткой пространственной структурой, способной сопротивляться внешнему напряжению сдвига меньшему, чем некоторое пороговое напряжение 0. Превышение приводит к полному разрушению структуры, после чего среда начинает вести себя как обычная вязкая ньютоновская жидкость. При течении вязкопластичных тел могут образовываться квазитвердые области в тех местах, где напряжения меньше чем 0.

Неустойчивость движения слоя вязкопластичной жидкости связана с деформациями свободной поверхности и деформациями границы раздела жидкой и квазитвердой областей.

В работе [1] для ньютоновской жидкости, на основании линейной теории было показано, что стационарное течение слоя становится неустойчивым по отношению к плоским длинноволновым возмущениям для чисел Рейнольдса Re 1.25tg, где - угол между вертикалью и наклонной плоскостью. Движение слоя неньютоновской жидкости существенно зависит от свойств реологической модели, что не позволяет получить простую зависимость, описывающую устойчивость такого движения. Влияние поля тяжести на движение слоя вязкопластичной жидкости характеризуется гравитационным параметром G, который определяется отношением касательного напряжения, приложенного к слою, и порогового напряжения 0. Если G 1, то весь слой находится в устойчивом квазитвердом состоянии [2]. Увеличение поля тяжести приводит к появлению в слое сдвигового течения, которое быстро становится неустойчивым по отношению к длинноволновым колебательным возмущениям свободной поверхности. Течение вязкопластичной жидкости вновь становится устойчивым, когда касательные напряжения в слое превышают пороговое более чем на порядок. Касательные напряжения, приложенные к вязкоплатичному слою, можно изменять, варьируя угол наклона слоя, который откладывается от вертикали. Расчеты показали, что увеличение угла наклона значительно стабилизирует движение жидкости для G 7 и дестабилизирует при больших значениях G.

Литература 1. Yih Chia-Shun. Stability of liquid flow down an inclined plane. Phys. Fluids, 1963, vol. 6, № 3.

2. Любимов Д.В. Перминов А.В. О движении тонкого наклонного слоя псевдопластичной жидкости.

Инженерно-физический журнал, Том 75, №4, 2002, С 123-127.

ДЕФОРМАЦИЯ ОБРАЗЦОВ КАМЕННОЙ СОЛИ ПРИ ОДНООСНОМ СЖАТИИ Пестренин В.М., Пестренина И.В., Мерзляков А.Ф.

Пермский государственный университет, Пермь Исследования на ползучесть соляных образцов, как правило, проводятся в опытах на сжатие при постоянной нагрузке. Время, за которое нагрузка достигает заданного значения, считается пренебрежимо малым. Такое допущение приводит к неконтролируемому занижению деформации ползучести. Кроме того, большинство авторов изучают ползучесть только при активном нагружении. Этого не достаточно для оценки свойства ползучести среды при исследовании подземных сооружений в породном массиве, испытывающем как активное нагружение, так и разгрузку.

В докладе приводятся результаты исследований малых деформаций образцов каменной соли в опытах на сжатие при заданном законе нагружения и разгрузки. Деформации, возникающие в образце, представляются суммой упругих, возвратных и вязкопластических составляющих [1]. Разрабатывается методика определения этих компонент. Опыты проводятся по следующей схеме: нагружение с постоянной скоростью до достижения напряжениями заданного значения ;

выдержка при напряжении ;

разгрузка с 0 постоянной скоростью;

«отдых» образца до исчезновения возвратных деформаций;

повторное нагружение по тому же закону. В результате обработки экспериментальных данных выявлено: деформации ползучести, отсчитываемые от момента времени, в котором напряжения достигают значения, оказываются большими при большей скорости нагружения;

при разгрузке и повторном испытании на ползучесть с напряжениями выдержки меньшими, чем, образец каменной соли проявляет как вязкоупругие, так и вязкопластические свойства;

при повторном испытании приобретаемые образцом возвратные деформации уменьшаются.

Строится модель описания поведения каменной соли в условиях одноосного нагружения на сжатие. В такой модели зависимость между напряжениями и деформациями t (t ) = E + P( n ) d, где t – время;

- деформация;

описывается уравнением напряжение;

Е - модуль Юнга, P( n ) - функция пластических деформаций, отвечающая за изменение свойств образца в процессе деформирования (определяется в опыте). Приводятся примеры.

Литература 1. Ержанов Ж.С. Ползучесть соляных пород. – Алма-Ата, 1977. – 111с.

ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖФАЗНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С МАГНИТНЫМИ И МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ МАГНИТОПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ КАУЧУКОВ Петров А.В., Сафронов А.П., Терзиян Т.В.

Уральский государственный университет им. А.М. Горького, Екатеринбург Основным направлением экспериментальных исследований магнитных композиций, представленным в литературе, является изучение их механических свойств в присутствии магнитного поля и без него. Однако, механические свойства таких композиций определяются сочетанием магнитных взаимодействий и эластического отклика полимерной матрицы. Для наполненной полимерной композиции, механические свойства во многом зависят от адгезионного взаимодействия на границе раздела между матрицей и частицей наполнителя в связи с чем проблема исследования межфазного взаимодействия является центральной для физикохимии наполненных полимеров. Между тем, экспериментальные работы, посвященные исследованию межфазного взаимодействия в магнитонаполненных полимерных композициях, в литературе отсутствуют.

Задачей настоящей работы было изучение межфазного взаимодействия в ряде магнитополимерных композиций и исследование влияния межфазного взаимодействия на магнитные и механические свойства композиций. В качестве полимерной матрицы для композиций были использованы промышленные образцы изопренового синтетического каучука, полихлоропрена и нитрильного синтетического каучука. Наполнителями служили магнитотвердый наноструктурированный микропорошок Nd-Fe-B (марка MQP-B) Sуд=0,16м /г, и магнитомягкий нанопорошок железа Sуд=9,35м2/г. Методом ультразвукового диспергирования наполнителя в растворе полимера с последующим испарением растворителя на тефлоновой подложке были получены пленки композиций со степенью наполнения 10, 25, 50, 75, 90 масс.%. Затем пленки помещали в пресс-форму для вулканизации при температуре 135-150оС в течении 40-50 мин.

Методом вибрационной магнитометрии, микрокалориметрии и механического анализа были изучены магнитные, термодинамические и механические свойства магнитополимерных композиций. Показано, что чем сильнее межфазное взаимодействие в магнитотвердых композициях, тем меньше значение коэрцитивной силы. Установлено, что при увеличении значения энтальпии межфазного взаимодействия происходит увеличение упругости магнитных композиций и снижение их эластичности.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (10-02-96015-урал-а), АВЦП 2.1.1/1535, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (проект № НК-43П(4)) контракт П330.

МОДЕЛЬ РАДИАЛЬНЫХ УТЕЧЕК В ШНЕКОВЫХ МАШИНАХ С ПЕРЕМЕННОЙ ПО ДЛИНЕ ГЕОМЕТРИЕЙ Петров И.А., Славнов Е.В.

Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь Предложена модель изотермического течения линейно вязкой жидкости в однозаходном одношнековом экструдере с учетом массопереноса в зазоре между гребнем реборды внутренней поверхностью корпуса для прямоточных и конических шнеков.

Особенностью модели является то, что процесс рассматривается как система с распределенной обратной связью, описываемая системой дифференциальных уравнений с положительным и отрицательным переменным отклонением аргумента.

Реализован алгоритм численного решения системы дифференциальных уравнений с отклоняющимся аргументом методом последовательных приближений. Интегрирование отдельных уравнений на каждом приближении производилось методом конечных разностей.

В процессе счета производилась оценка сходимости решения.

Представлены решения для случаев цилиндрического шнека с постоянным и переменным по длине зазором, а также для случаев, когда шнек имеет конусность по внешнему диаметру или переменную глубину нарезки.

Оценено влияние зазора на вид интегральных характеристик течения и напорность шнека. Установлено, что зависимость относительного снижения напорности рассмотренных шнеков от величины зазора может быть описана линейной зависимостью.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ грант № 10-08-69096-р_урал_а.

МАГНИТНАЯ ЖИДКОСТЬ В СООСНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ: ПОСТОЯННОМ И ПЕРЕМЕННОМ Пирожков Б.И., Вольхин И.Л.

Пермский государственный университет, Пермь Создана экспериментальная установка для исследования магнитных жидкостей в параллельных (соосных) магнитных полях: постоянном и переменном. Она включала в себя вертикально поставленный соленоид с двумя обмотками, одна из которых подключалась к генератору постоянного тока, а другая – к генератору переменного (40 Гц) тока. На стеклянной пробирке, помещенной внутрь соленоида вдоль его оси, были намотаны две одинаковые проволочные катушки (нижняя и верхняя), которые включались встречно. При одновременном воздействии обоих магнитных полей в обеих катушках индуцировались одинаковые ЭДС. Они подключались к селективному вольтметру, который показывал разностный сигнал, равный нулю. В одну из катушек (нижнюю) помещалась ампула с магнитной жидкостью, и возникал сигнал разбаланса, пропорциональный ее намагниченности.



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 11 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.