Дисперсия, затухание и нелинейная локализация магнитоупругих волн

• Автор: Мальханов, Алексей Олегович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МАГНИТОУПРУГОСТЬ. ОБЗОР ПУБЛИКАЦИЙ И ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ
1.1 Обзор работ по магнитоупругости
1.2 Уравнения магнитоупругости
ГЛАВА 2. ЛИНЕЙНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ МАГНИТОУПРУГИЕ ВОЛНЫ В СТЕРЖНЕ
2.1 Дисперсия, затухание
2.2 Сравнение с экспериментом
2.3 Локализация
ГЛАВА 3. ДВУМЕРНЫЕ И ТРЕХМЕРНЫЕ ЛОКАЛИЗОВАННЫЕ НЕЛИНЕЙНЫЕ МАГНИТОУПРУГИЕ ВОЛНЫ
3.1 Пластина
3.2 Трехмерная среда
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Магнитоупругость как научное направление возникла в середине 50-х годов на стыке механики деформируемого твердого тела, электродинамики и акустики. Первые работы были инициированы проблемами геофизики -потребностью описать волновую динамику глубинных слоев Земли с учетом ее электропроводности и взаимодействия с геомагнитным полем.
С тех пор динамические процессы при взаимодействии электромагнитных и деформационных полей активно изучаются. Это связано с многочисленными физическими, техническими и технологическими приложениями. Среди них проблемы прочности конструкций и механизмов, эксплуатируемых в условиях сильных магнитных полей.
В связи с моральным и физическим износом эксплуатируемой техники, возросла актуальность задач дефектоскопии. При этом с помощью индуктора в проводящем материале, находящемся в постоянном магнитном поле, создаются вихревые токи. Возникающая распределенная амперова сила возбуждает колебания. Наличие дефектов определяется по отклонению собственных и резонансных частот от эталонных.
Такой же механизм используется в виброобработке. Виброобработка расплавов способствует улучшению структуры получающегося при затвердевании материала. Виброобработка при сварке металла плавящимся электродом улучшает прочность сварного шва и устраняет остаточные напряжения. Использование электродинамических способов при дефектоскопии и виброобработке решает многие технологические проблемы за счет бесконтактности возбуждения колебаний.

Энергия электромагнитного поля наиболее удобна при промышленной термообработке, использующей индукционный нагрев при диссипации электромагнитного поля.
Включение полей различной физической природы в механические системы открывает новые возможности для развития техники и технологии. Эффекты магнитоупругости проявляются в сильных магнитных полях, если создаваемые нагрузки способны заметно повлиять на волновые и диссипативные свойства среды, или в тонких телах: стержнях, пластинах и оболочках. Для безграничной магнитоупругой среды характерна создаваемая магнитным полем анизотропия свойств. Магнитное поле в среде с конечной проводимостью приводит к дополнительному механизму диссипации. Эти свойства магнитоупругих систем открывают новые возможности практического применения.
Основные результаты диссертации были получены в ходе выполнения работ по теме "Разработка моделей и методов расчета нелинейных волновых процессов, хаотической синхронизации и формирования кластерных структур в машинах, создание высокоэффективных адаптивных систем виброзащиты", включенной в план основных заданий Нф ИМАШ РАН (2009 - 2012 г.г. Гос.рег. № 01200957044, руководитель проф. Ерофеев В.И.) и при поддержке:
- Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (2009-2013 г.г.)
- гранта РФФИ «Нелинейные упругие волны в структурированных и поврежденных материалах и элементах конструкций. Теория. Эксперимент, Приложения в технической диагностике». (РФФИ № 09-08-00827, 2009 -2011, рук. проф. Ерофеев В.И.);
- гранта РФФИ, полученного в рамках конкурса «мобильность молодых ученых» (РФФИ№ 09-01-16035-моб_з_рос, рук. Мальханов А.О.);

Рис. 2.
Магнитное поле определяет величину фазовой скорости Уф - л/Г-Гс , чем больше величина магнитного поля, тем больше фазовая скорость волны. На Рис. 2.3 представлена зависимость фазовой скорости от частоты волны.
0 1 2 3 4 5 СО
Рис. 2.3