Przepływy ze stałą historią deformacji oraz lepkość przy rozciąganiu.
Warszawa 1971 s. 23.
Prace IPPT 1/1971.
Wzrastające zainteresowanie różnymi niewiskozymetrycznymi przepływami cieczy lepkosprężystych, takich jak roztwory i stopione polimery, wynika nie tylko z postępu dokonanego ostatnio w dziedzinie reologii teoretycznej, lecz również z obiecujących perspektyw reometrii eksperymentalnej.
Wśród wszystkich niewiskozymetrycznych przepływów cieczy prostych szczególną pozycję zajmują ruchy ze stałą historią deformacji /krótko zwane dalej RSHD/, których teorię sformułowali B.D. Coleman oraz W. Noll, a następnie rozwinęli inni badacze. Ta szczególna pozycja wynika z faktu, że dla RSHD, zgodnie ze słowami B.D. Colemana, “...pamięci cieczy prostej, niezależnie od stopnia jej złożoności, pozostaje bardzo niewiele do zapamiętania”. RSHD różnią się istotnie od dobrze znanej klasy przepływów wiskozymetrycznych, opisywanych całkowicie trzema charakterystycznymi funkcjami materiałowymi. Rozważana ogólniejsza klasa ruchów obejmuje zarówno wszystkie ustalone przepływy wiskozymetryczne jak i inne typy przepływów niewiskozymetrycznych.
Z drugiej strony znajomość funkcji lepkości podłużnej /przy rozciąganiu/, wyznaczanej albo teoretycznie, albo też eksperymentalnie, posiada duże praktyczne znaczenie w technologii polimerów.
Chociaż w ogólnym przypadku lepkość podłużna cieczy prostych nie wiąże się z funkcjami uzyskiwanymi z doświadczeń wiskozymetrycznych, byłoby rzeczą bardzo użyteczną znać nawet przybliżone zależności, słuszne dla ograniczonego zakresu szybkości i wynikające z danych uzyskanych przy bardziej typowych pomiarach wiskozymetrycznych.
W niniejszej pracy omówiono krótko podstawy teorii RSHD, zwracając szczególną uwagę na proste przepływy ścinające, ustalone czyste ścinanie oraz ustalone rozciąganie cieczy prostych. Następnie, biorąc pod uwagę pewne formalne podobieństwa istniejące dla przypadków przepływów cieczy Reinera-Rivlina, zaproponowano przybliżoną metodę określania funkcji lepkości podłużnej na podstawie eksperymentów wiskozymetrycznych.
Wariacyjna metoda oszacowania ugięć dynamicznie obciążonych konstrukcji.
Warszawa 1971 s. 29.
Prace IPPT 2/1971.
W literaturze poświęconej dynamicznym problemom płyt i powłok plastycznych często konstruowane są przybliżone rozwiązania przy założeniu, że pole prędkości odkształcenia nie zmienia się w konstrukcji w czasie trwania procesu. Zaletą takiego podejścia jest możliwość natychmiastowego uzyskania prostego wyrażenia na końcowe ugięcia konstrukcji, wadą natomiast jest brak metod pozwalających ocenić błąd w stosunku do rozwiązania ścisłego.
Ponieważ w procesie dynamicznym pole prędkości podlega znacznym zmianom, założenie o jego stacjonarności jest daleko idącą idealizacją rzeczywistego zachowania się konstrukcji. Przemawiają za nim pewne dane doświadczalne oraz dokładna analiza dostępnych kompletnych rozwiązań. Matematycznie założenie to równoznaczne jest z przyjęciem postaci rozwiązania z rozdzielonymi zmiennymi dla nieliniowych równań różniczkowych cząstkowych opisujących badany problem. Dopuszczalny profil prędkości spełniać musi kinetyczne warunki brzegowe zadania, nie spełnia natomiast warunków początkowych oraz samego równania. Można mówić jedynie o poprawności rozwiązania w sensie całkowym, energetycznym. Zasadniczym problemem jest tutaj racjonalny dobór początkowego pola prędkości i w tym względzie istnieje w literaturze szereg propozycji. Praktyczna wartość przybliżonego rozwiązania uzyskanego opisaną metodą obniżona jest jak już wspomniano, brakiem znajomości dokładności uzyskanych wyników, w różnych obszarach parametrów zadania otrzymać można wartości powyżej lub poniżej ścisłego rozwiązania.
Ostatnio rozwinęły się metody pozwalające otrzymać górne oszacowanie na maksymalne ugięcia konstrukcji. Metody te oparte są na warunku stateczności materiału Druckera oraz pomocniczym rozwiązaniu statystycznego problemu brzegowego.
W obecnej pracy proponowany jest inny sposób znajdowania oszacowań na trwałe ugięcia wykorzystujący w dalszym ciągu koncepcję stacjonarnego pola prędkości. W przeciwieństwie jednak do omówionych metod przybliżonych, profilu prędkości nie dobiera się dowolnie ale znajduje się go z rozwiązania odpowiednio sformułowanego zagadnienia wariacyjnego. Obecna metoda jest dość ogólna i może być stosowana w ramach liniowych związków geometrycznych do szerokiej klasy dynamicznych problemów brzegowych w teorii plastycznych i lepkoplastycznych płyt i powłok.
Teoria mechanicznej pompy molekularnej.
Warszawa 1971 s. 38.
Prace IPPT 3/1971.
Przedmiotem niniejszej pracy jest zbadanie przepływu występującego w kanale z fragmentem poruszających się ścianek przy założeniu, że charakterystyczny wymiar kanału /jego szerokość - d/ jest dużo mniejsza od średnicy drogi swobodnej molekuł gazu l tj. liczba Knudsena.
Rozważane zadanie jest daleko posuniętą idealizacją zjawisk jakie zachodzą w mechanicznych pompach molekularnych. Pierwsze takie pompy zostały zbudowane przed 60 laty przez W. Gaedego.
Przy rozpatrywaniu zagadnienia posłużyliśmy się wyidealizowanym modelem pompy. Idealizacja ta polegała na:
1. “wyprostowaniu” kanału. Ze względu na duży stosunek promienia krzywizny do szerokości kanału, założenie to należy uznać za niezbyt ograniczające;
2. “symetryzacji” zadania, tj. rozważaliśmy kanał, w którym poruszające się ścianki są położone symetrycznie względem osi kanału. Celem takiego wyboru było uzyskanie bardziej czytelnych wyników, poddających się łatwiejszej interpretacji fizycznej.
O istnieniu wieloznacznych rozwiązań dla nieliniowych równań powłok.
Warszawa 1971 s. 25.
Prace IPPT 4/1971.
W ostatnich pracach zajmowałem się zagadnieniem istnienia i jednoznaczności rozwiązań nieliniowych równań różniczkowych opisujących stan naprężenia i ugięcia powłok o małej wyniosłości z uwzględnieniem ugięć początkowych, sił zewnętrznych, temperatury, ortotropowości i niejednorodności materiału. Ponieważ interesowała mnie szersza klasa rozwiązań aniżeli rozwiązania klasyczne, korzystałem z metod analizy funkcjonalnej i topologii.
W niniejszej pracy zajmiemy się zagadnieniem istnienia wieloznacznych rozwiązań dla wspomnianych równań dla powłok o małej wyniosłości. Nasze rozważania opierają się na wynikach badań J. Cronina oraz na pracy S. Sowunmi, który uogólnił rezultaty otrzymane przez Cronina.
Rozwiązanie stateczności grubościennej powłoki kulistej przy pomocy metody małego parametru.
Warszawa 1971 s. 26.
Prace IPPT 5/1971.
W pracy rozważa się stateczność grubościennej powłoki kulistej obciążonej hydrostatycznym ciśnieniem zewnętrznym, a na powierzchni wewnętrznej wolnej od obciążenia.
Korzystając z metody małego parametru znaleziono ogólne rozwiązanie podanego wcześniej przez jednego z autorów. Podstawiając to rozwiązanie do warunków brzegowych otrzymano układ czterech jednorodnych równań algebraicznych.
Istnienie nietrywialnego rozwiązania tego układu jest warunkiem osiągnięcia stanu krytycznego. Zapisano ten warunek dla pierwszego przybliżenia dla każdej liczby falowej n, jak również dla najmniejszego n odpowiadającego nietrywialnej deformacji, tj. n = 2.
Wykorzystanie metody termicznej do badania oddziaływania gazu ze ścianką.
Warszawa 1971 s. 43.
Prace IPPT 6/1971.
Badanie oddziaływania strumieni gazowych z powierzchniami ciał stałych wymaga skomplikowanej i kosztownej aparatury.
Warunki kosmiczne eliminują pierwszą poważną trudność - dostarczają w naturalny sposób strumienia gazu rozrzedzonego.
Celem pracy jest zaproponowanie możliwie najprostszych układów eksperymentalnych i sposobów detekcji w tych warunkach.
Badanie oddziaływania strumieni z powierzchniami można prowadzić w dwojaki sposób - przez badanie zmian wywołanych strumieniem w samej powierzchni i przez analizę strumienia rozproszonego. W pierwszym przypadku uzyskujemy informacje globalne, w drugim możemy wyznaczyć szczegółowe parametry strumienia po oddziaływaniu, a więc rozkłady energetyczne i kątowe. W jednej i drugiej metodzie sposoby detekcji sprowadzają się praktycznie do wykorzystania zmian termicznych czy pędowych w ściance /temperatury i ciśnienia/.
W pracy niniejszej ograniczamy się do sposobu detekcji opartego na wykorzystaniu zmian termicznych, zaś badanie oddziaływania będziemy rozważać zarówno w jednym jak i w drugim typie układu eksperymentalnego. Pierwszy układ stanowić będzie płaską cienką płytkę metalową, drugi - zespół dwu płytek równoległych, z których jedna odgrywać będzie rolę powierzchni rozpraszającej /badanej/, druga detekcyjnej; położenie detektora będzie można zmieniać, przez co uzyskamy możliwość szczegółowego badania strumienia rozproszonego. Ze względu na metodę detekcji /zmiany termiczne są charakteru integrującego po prędkościach/ analiza strumienia rozproszonego sprowadza się jedynie do badania rozkładu kątowego.
Dynamiczny problem brzegowy.
Warszawa 1971 s. 29.
Prace IPPT 7/1971.
W pracy postawiono sobie za cel skonstruowanie rozwiązania zagadnienia początkowo-brzegowego dla równań hiperbolicznego normalnego dowolnego rzędu w walcu ograniczonym Ω 1 = [t 2, t 1] x Ω, przy tym operator różniczkowy odpowiadający równaniu ma postać Δ = E t + L.
Uwagi o zasadzie obiektywności.
Warszawa 1971 s. 14.
Prace IPPT 8/1971.
Zagadnienia doświadczalnej weryfikacji modelu ciała rozdrobnionego o wzmocnieniu gęstościowym.
Warszawa 1971 s. 77.
Prace IPPT 9/1971.
Sprzężone, sprężysto-lepkoplastyczne własności materiałów rozdrobnionych, jak grunty, sproszkowane rudy, cement, są przyczyną niezadawalających rezultatów dotychczas zaproponowanych uproszczonych koncepcji opisu ich zachowania.
Możliwość pominięcia efektów lepkich w części tych materiałów zmniejsza jedynie nieznacznie trudności w konstruowaniu opisu zgodnego z doświadczeniami.
Ograniczając się do klasy materiałów sprężysto-plastycznych, jak np. suchy piasek, ziarno, cukier i opisu kontynualnego /fenomenologicznego/, przeważająca liczba istniejących propozycji odnosi się albo do opisu początkowego zachowania traktowanego jako czyste sprężyste, albo do opisu stanu końcowego, bliskiego zniszczeniu, rozumianego jako stan idealnie plastyczny. Ograniczenie stosowalności modelu ciała sprężystego do bardzo małych deformacji i niezadawalające wyniki traktowania ośrodka jako sztywno-idealnie plastycznego stwarzają konieczność skonstruowania modelu ważnego dla całego procesu deformacji.
Cechą charakterystyczną materiałów rozdrobnionych, w odróżnieniu od klasycznych materiałów ciągłych, jest występowanie wyraźnych, zarówno dodatnich jak i ujemnych, zmian objętościowych pod działaniem naprężeń ścinających; zmiany objętościowe ustają jednakże przy znacznych deformacjach postaciowych. Łączy się to z zależnością postaci krzywych ścinania i zagęszczania od gęstości materiału i drogi obciążania. Ponadto dla materiału wstępnie zagęszczonego krzywe ścinania są niestateczne.
Fakty te znalazły ujęcie w osobnej grupie teorii opisujących cały proces deformacji, a zakładających jako podstawowy parametr fizyczny gęstość materiału. teorie te zastosowano głównie do opisu materiałów posiadających kohezję.
Ostatnio Z. Mróz przedstawił koncepcję opisu procesu deformacji ośrodka rozdrobnionego, bazując na pojęciu wzmocnienia gęstościowego, uzyskując efektywne rozwiązania pewnych zagadnień brzegowych. W pracach tych istniejące dane doświadczalne zostały wykorzystane jedynie jako przesłanki do założeń teorii.
W niniejszym opracowaniu zajmiemy się analizą możliwości eksperymentalnej weryfikacji teorii, a następnie, w oparciu o wyniki doświadczeń, określeniem funkcji materiałowych występujących w modelu matematycznym.
W pkt. 2 przedstawimy założenia, związki fizyczne i sens wprowadzonych w modelu pojęć rozpatrując obszerniej przypadek osiowo-symetrycznego stanu naprężenia i uproszczony model ciała sztywno-plastycznego. Punkt ten zawiera też analizę zachowania się modelu w różnych procesach obciążania.
W pkt. 3 zamieszczono dyskusję parametrów fizycznych i metody eksperymentalnego ich wyznaczania.
Omówienie wyników badań i ich interpretację z punktu widzenia modelu przedstawiono w pkt. 4.
Punkt 5 to ilościowa dyskusja możliwości opisu wyników badań. Analizę uzyskanych rezultatów i wnioski zawiera pkt. 6.
Metoda interferencyjna pomiaru gęstości.
Warszawa 1971 s. 18.
Prace IPPT 10/1971.
W celu otrzymania możliwie pełnego obrazu zjawisk związanych z rozchodzeniem się fal uderzeniowych w gazach obojętnych i zjonizowanych oraz oddziaływania tych gazów ze ścianką zaistniała potrzeba przeprowadzenia pomiarów temperatury i gęstości tych gazów. Parametry te były dotąd bądź tylko szacowane przy wykorzystaniu warunków Hugoniot`a-Rankina, bądź mierzone metodami spektroskopowymi lecz z niedostateczną dokładnością.
Istnieje szereg metod pomiaru gęstości gazu obojętnego i zjonizowanego - należą do nich metody sondowe, mikrofalowe, spektroskopowe, metody wiązek korpuskularnych oraz metody interferencyjne i laserowe. Przy wyborze metody pomiaru należało wziąć pod uwagę zarówno interesujący nas zakres gęstości i żądaną dokładność, jak również możliwości techniczno-eksperymentalne. Z tych względów wybrano jako jedną z metod interferencyjny pomiar gęstości. Metoda ta pozwala dodatkowo na pomiar innych wielkości, takich jak prędkość fali uderzeniowej, grubość cienkich warstw, oraz umożliwia wizualizację pola przepływu.
Metoda interferencyjna polega na pomiarze zmian współczynnika załamania /proporcjonalnych do zmian gęstości badanego ośrodka/ i daje dużą dokładność pomiaru w stosunkowo szerokim zakresie mierzonych gęstości.
Ustalony dynamiczny grawitacyjny wpływ ośrodków sypkich
Warszawa 1971 s. 51.
Prace IPPT 11/1971.
Grawitacyjny wypływ ośrodków sypkich ze zbiorników jest zjawiskiem nasuwającym dwojakiego rodzaju problemy. Po pierwsze, w związku z operacjami dozowania ciał sypkich w różnych procesach technologicznych, ważne jest określenie ośrodka opuszczającej zbiornik w jednostce czasu, czyli wydatku wypływu. Po drugie, projektowanie konstrukcji zbiorników materiałów sypkich wymaga znajomości rozkładu naprężeń w ośrodku podczas składowania i podczas wypływu, gdyż wiąże się to z ustaleniem najbardziej niekorzystnych obciążeń konstrukcji. Jest znanym faktem, że właśnie podczas opróżniania zbiornika ciśnienie wywierane na ściany boczne jest często przeszło dwukrotnie większe niż odpowiednie ciśnienie ośrodka w spoczynku. Efekt ten jest dominujący w środkowej i górnej części zbiornika, natomiast w sąsiedztwie wylotu ciśnienie spada do zera.
Dotychczasowe badania w kierunku określenia wydatku wypływu i w kierunku ustalenia najbardziej niekorzystnego rozkładu ciśnienia prowadzone były niezależnie. Wyjątek stanowią prace Savage`a, związane z płynięciem o torach prostoliniowych. Pierwszemu z wymienionych problemów poświęconych jest wiele prac z zakresu inżynierii chemicznej, których obszerny przegląd zawiera monografia [3]. Są to przeważnie prace eksperymentalne, a otrzymywane wyniki ujmowane są zazwyczaj w formę wzorów empirycznych. Badania związane z drugim problemem mają bogatą literaturę omówioną szczegółowo w [4] i [5].
Zjawisko zwiększania się parcia bocznego przy wypływie ośrodka uwzględniane jest w obliczeniach konstrukcji najczęściej przez zastosowanie mnożników rzędu 1.5 – 2.0 do wielkości poziomego parcia spoczynkowego, bądź też przez przyjęcie najbardziej niekorzystnych rozkładów parcia określonych przepisami normowymi [6]. Oryginalną teorię parcia ośrodka przy wypływie sformułował Jenike [7 – 9]. Oparta jest ona na założeniu, że ruch ośrodka polega na przełamywaniu skłonności do tworzenia sklepień pomiędzy ścianami zbiornika, co wiąże się ze wzrostem ciśnień poziomych. Mimo, że teoria ta dotyczy przepływu, Jenike posługuje się w swoich rozważaniach równaniami statyki i pomija efekty bezwładnościowe; w rezultacie otrzymuje on jednakże wyniki bliskie wielkościom parcia występującym w rzeczywistości.
Celem niniejszej pracy jest wykazanie, że przyjmując sztywno-plastyczny model ośrodka sypkiego i dynamiczne równania ruchu ustalonego płynięcia można, stosując konsekwentnie metody mechaniki ośrodków ciągłych, uzyskać jednoczesną odpowiedź na pytania należące do obydwu grup zagadnień, a więc określić wydatek wypływu i rozkład dynamicznego ciśnienia.
Problemy ustalonego dynamicznego płynięcia ośrodków plastycznych i sypkich /zwanego też inercyjnym od uwzględnienia sił bezwładności w równaniach ruchu / były w ostatnich latach przedmiotem prac [10-14]. Prace [10-12] dotyczą dynamicznego płynięcia idealnych metali w warunkach płaskiego stanu odkształcenia. Zwrócono tam uwagę na fakt, że podstawowy układ równań problemu nie jest już typu hiperbolicznego, jak to ma miejsce w przypadku płynięcia quasi-statycznego. W pracy [13] wykazano, że w przypadku ośrodka sypkiego typu Coulomba równanie płaskiego ustalonego inercyjnego płynięcia są jednakże typu hiperbolicznego. Praca [14] zawiera przeprowadzoną na podstawie wcześniejszych prac [15] i [16] analizę typu układu równań płaskiego dynamicznego płynięcia nieściśliwych ośrodków sztywno-plastycznych bez wzmocnienia i podaje kryterium dla warunku stanu granicznego, by układ ten był typu hiperbolicznego. Zagadnienie typu układu równań jest przedmiotem szczególnego zainteresowania ze względu na możliwości, jakie w przypadku typu hiperbolicznego otwierają się dla uzyskania rozwiązań konkretnych problemów brzegowych.
W pracy niniejszej rozważany jest płaski ustalony grawitacyjny przepływ dynamiczny ośrodka sypkiego przez przedstawiony na rysunku 1 zbieżny kanał o gładkich ścianach, których krzywoliniowy profil jest zbliżony do optymalnego z technologicznego punktu widzenia. Wobec niemożności dania niezbędnej liczby warunków brzegowych /w przypadku problemu dynamicznego matematyczna struktura równań wymaga jednoczesnego podania warunków brzegowych w naprężeniach i prędkościach/ zastosowano podejście kinematyczne i w ten sposób uzyskano przybliżone rozwiązanie problemu.
Ultradźwiękowe wyznaczanie lepkosprężystych właściwości cieczy.
Warszawa 1971 s. 40.
Prace IPPT 12/1971.
W wielu dziedzinach chemii ważnym wskaźnikiem właściwości cieczy jest obok lepkości również i sprężystość na ścinanie, gdyż o ile pierwsza wielkość określa opory przepływu cieczy przy powolnych odkształceniach, druga charakteryzuje je dla odkształceń szybkich.
Obie te wielkości są zależne od temperatury, ciśnienia i od częstotliwości odkształceń cieczy. Stwierdzono, że w miarę jak częstotliwość odkształceń rośnie, rośnie również reakcja sprężysta cieczy a maleje jej reakcja lepka.
Szczególnie interesujące praktyczne znaczenie posiada pomiar tych wielkości w olejach smarnych, gdyż pozwala określić warunki pracy, w których oleje te utrzymują jeszcze właściwości lepkie. Pomiary lepkości i sprężystości w przypadku paliw płynnych i cieczy hydraulicznych pozwalają określić ich opory przepływu w silnikach wysokoprężnych.
Równie duże znaczenie, tak z punktu widzenia naukowego, jak i praktycznego, posiada informacja o lepkości i sprężystości polimerów i ich roztworów. Z wielkości tych wnioskujemy o naturze i prędkościach przekształceń konfiguracji łańcuchów polimerów oraz o ich rozmieszczeniu i wzajemnym oddziaływaniu. Dane te stanowią informacje do poprawienia ich właściwości mechanicznych.
Stwierdzono np., że dodanie polimerów do olejów smarnych poprawia ich współczynnik temperatury lepkości. Wzrasta przy tym jednak sprężystość olejów. Znalezienie optymalnych proporcji pomiędzy lepkością i dopuszczalną sprężystością jest ważnym problemem wielu współczesnych rafinerii.
Zainteresowaniom praktycznym towarzyszą zainteresowania naukowe, związane z poznaniem struktury cząsteczkowej cieczy. Do nich należy zaliczyć przede wszystkim pomiary częstotliwości relaksacyjnych, które dostarczają informacji o budowie cząsteczkowej cieczy, wielkości cząsteczek i występujących między nimi sił wiążących.
Dokonanie całego zakresu przedstawionych wyżej pomiarów zarówno w aspekcie naukowym jak i praktycznym możliwe jest w dużej mierze na drodze ultradźwiękowej. Tradycyjne bowiem pomiary lepkości i sprężystości dokonywane metodą określania sił hamujących elementy ruchome umieszczone w cieczy pomiarowej możliwe są tylko na niskich częstotliwościach ze względu na bezwładności tych elementów.
Wyznaczanie lepkosprężystych właściwości cieczy na drodze ultradźwiękowej polega na pomiarze odpromieniowania drgań z przetwornika do cieczy.
Przegląd istniejących metod pomiarowych można znaleźć w pracach Ferrego [2] i Masona [4].
W publikacji niniejszej będzie przedstawiona oryginalna metoda określania lepkości i sprężystości cieczy, która została opracowana w IPPT [9]. Pozwala ona objąć pomiarem zakres zmian lepkości cieczy w granicach od 0.1 do 107 Puazów.
Równania teorii dużych ugięć powłok plastycznych.
Warszawa 1971 s. 30.
Prace IPPT 13/1971.
Rozwijająca się teoria powłok plastycznych umożliwia dokładniejszą i głębszą analizę zachowania się konstrukcji cienkościennych w zakresie odkształceń plastycznych. Wiele zagadnień, takich jak uwzględnienie zmian geometrii spowodowanych plastyczną deformacją, czy wzięcie pod uwagę pewnych cech materiału związanych z przyjętym prawem konstytutywnym /np. nieściśliwość dla powłok plastycznych/, wymaga generalnej weryfikacji stosowanych dotychczas założeń i wyprowadzonych na ich podstawie związków.
Teoria powłok jak każda teoria przybliżona nie jest w stanie uniknąć pewnych sprzeczności i niedokładności, chodzi jedna o to aby zweryfikować zakres dopuszczalności poszczególnych założeń i stosować konsekwentnie przyjęty stopień dokładności we wszystkich podstawowych związkach, pomijając człony tego samego rzędu wielkości.
Podstawowym studium w zakresie powłok sprężystych poświęcono w ostatnich latach szereg prac. Należą tu, między innymi, badania Koitera [1], [2], Johna [3], Sandersa [4], Naghi`ego [5] i Woźniaka [6], zawierające rozważania dotyczące oszacowań związków geometrycznych i dyskusję równań równowagi.
W zakresie powłok plastycznych główna uwaga skierowana była na rozwiązanie zagadnień nośności granicznej w oparciu o klasyczne założenie teorii Love`a-Kirchhoffa [7]. Przeprowadzona przez Duszek i Sawczuka [8] analiza założeń i dyskusja związków konsekwentnej teorii początkowego plastycznego płynięcia powłok z materiału nieściśliwego wskazuje, że założenia te są dostateczne jeśli idzie o ocenę nosności granicznej. Zagadnieniom nieliniowym w zakresie odkształceń sprężysto-plastycznych powłok poświęcono dużą liczbę prac. Traktowały one jednak raczej o zagadnieniach szczegółowych niż badały niesprzeczność założeń i równania wyjściowe stosowanych teorii przybliżonych. Przegląd tych prac zawiera opracowanie Lepika [9], natomiast Waszczyszyn [10] opracował konsekwentną teorię i metodę obliczania powłok obrotowo-symetrycznych przy uwzględnieniu zmian geometrii konstrukcji.
Praca Sawczuka [11] zawiera sformułowanie lagrangeowskiego opisu dla powłok sztywno-plastycznych przy dużych ugięciach.
Niniejsza praca ma na celu ustalenie równań teorii powłok plastycznych z materiału nieściśliwego i przy uwzględnieniu zmian geometrii. Jest ona kontynuacją studiów [8] i [11] i celem jej jest podanie zestawu równań teorii dużych ugięć i przedstawienie oraz dyskusja związków podstawowych dla kilku teorii przybliżonych. Wyprowadzono równania teorii skończonych ugięć powłok w odniesieniu do układu odniesienia związanego z niedkształconą konfiguracją powłok tzn. w opisie lagrangeowskim.
W rozdziale 2 podano podstawowe zależności pomiędzy zmiennymi w opisie Eulera i Lagrange`a oraz sformułowano podstawowe założenia opracowywanej teorii dużych ugięć.
W rozdziale 3 przeprowadzono systematyczną klasyfikację związków odkształceniowo-przemieszczeniowych, specyfikując ich postać w zależności od przyjętej geometrii powłoki i dopuszczalnych wielkości poszczególnych składowych wektora przemieszczeń. Ocenę oszacowań zmiennych uogólnionych i równań równowagi dla pewnych wybranych teorii przeprowadzono w rozdziale 4. W rozdziale 5 omówiono zasady formułowania warunku plastyczności w teorii dużych ugięć i podano odpowiednie przykłady. W zakończeniu wyspecyfikowano podstawowe związki dla szczególnych przypadków powłok walcowych i kulistych.
Jedną z podstawowych niekonsekwencji w stosowanej dotychczas teorii powłok plastycznych przy dużych ugięciach jest przyjmowanie założeń Love`a-Kirchhoffa przy wyprowadzaniu związków geometrycznych przy jednoczesnym założeniu nieściśliwości materiału w trakcie określania równań powierzchni granicznej. Zagadnienie to odnośnie zakresu początkowego płynięcia omówiono w pracy [8]. Jedna wydaje się, że sprzeczność ta szczególnie wyraźnie wystąpi dopiero przy zaawansowanym plastycznym płynięciu powodującym przemieszczenia co najmniej rzędu grubości powłoki.
Gdy zmiany geometrii konstrukcji w procesie odkształcenia nie są pomijalnie małe, konieczne jest odróżnianie początkowej konfiguracji ciała od zdeformowanej. Dotychczasowe teorie dużych ugięć płyt i powłok nie są w tym względzie konsekwentne i odnoszą pewne wielkości, np. odkształcenia, do stanu odkształconego podczas gdy siły wewnętrzne i równania równowagi definiowane są w układzie związanym z nieodkształconą powłoką. W logicznej teorii pole podstawowych zmiennych może być odniesione bądź do ustalonego układu związanego z początkową, niezdeformowaną konfiguracją ciała, bądź też do układu związanego z ciałem w stanie zdeformowanym. Za opisem lgrangeowskim przemawiają dwa względy. Po pierwsze warunki brzegowe dawane są zwykle w konfiguracji nieodkształconej, po drugie zaś w opisie tym znikają tożsamościowo pochodne materialne tensora odkształceń w przypadku sztywnego ruchu.
Przedstawione w niniejszej pracy zależności odniesione są konsekwentnie do układu związanego z nieodkształconą konfiguracją powłoki.
Z zagadnień dynamiki wirników.
Warszawa 1971 s. 195.
Prace IPPT 14/1971.
Wirnik jest jednym z najczęściej spotykanych elementów maszyn. Wał wirnika stanowi zasadniczy element roboczy całego szeregu współczesnych maszyn, od ciężkich i ogromnych gabarytowo turbin parowych i gazowych, poprzez pompy, kompresory, wirówki, silniki i generatory elektryczne, wrzeciona obrabiarek i maszyn włókienniczych, a skończywszy na wirnikach giroskopów, stosowanych w precyzyjnych przyrządach pomiarowych, kontrolnych lub sterujących.
Wirnikiem nazywać będziemy obracający się i przenoszący moment obrotowy wał, wraz z kompletem osadzonych na nim i obracających się wraz z nim elementów oraz związanych /np. poprzez łożyska, przeguby, czy inne elementy mocujące/ z wałem wirnika części nie uczestniczących w podstawowym, obrotowym ruchu lecz poddawanych różnego typu wymuszeniom i realizujących ruch drgający.
Zasadniczym elementem wirnika jest wał, którego zadaniem jest podtrzymywanie osadzonych na nim, obracających się części, przenoszenie czynnych momentów skręcających i zginających, a także przenoszenie sił wzdłużnych. Części wału, stanowiące z nim nierozłączną całość, albo w dowolny sposób z nim związaną, współpracujące bezpośrednio z łożyskami, nazywane są czopami. Czopy mogą być obrotowe, przesuwne, lub obrotowo-przesuwne, zależnie od ich charakteru ruchu względem łożysk. Powierzchnie czopów wału wirnika są przeważnie obrotowe, a w szczególności walcowe, stożkowe, kuliste lub tarczowe. Czopy wałów są:
1/ końcowe lub wewnętrzne, zależnie od tego, czy znajdują się na końcach wału czy nie,
2/ poprzeczne lub wzdłużne, w zależności od kierunku obciążenia,
3/ jedno lub dwukierunkowe, zależnie od tego czy przenoszą obciążenia działające tylko w jedną stronę, czy w obie.
Elementy podtrzymujące czopy wału nazywane są łożyskami ruchowymi, łożyska mogą być ślizgowe lub toczne, w zależności od tego czy na powierzchniach zetknięcia zachodzi ślizganie, czy też powierzchnie robocze czopów i łożysk nie stykają się bezpośrednio, lecz między nimi znajdują się części toczne w postaci wałeczków lub kulek. Elementy bezpośrednio podtrzymujące łożyska nazywane są podporami łożysk. Podpory na ogół umocowane są w korpusie wirnika.
Stan naturalny wirnika ma miejsce wówczas, gdy w żadnej z jego części, a w szczególności w wale, nie występują żadne naprężenia, a oś wału jest odcinkiem prostej.
Celem niniejszej pracy jest omówienie ważniejszych zagadnień dynamiki wirników. Przedstawiono kolejne etapy budowania mechanicznych i matematycznych modeli wirników, a następnie wyniki analizy niektórych modeli matematycznych.
Uzupełnieniem niniejszej pracy jest spis zebranej przez autorkę literatury, omawiającej różne zagadnienia dotyczące dynamiki wirników. Literatura ta jest bardzo liczna. Autorka ograniczyła się do podania pozycji, które ukazały się w ostatnim 20-leciu. Zainteresowanie dynamiką wirników jest szerokie i wynika głównie z zapotrzebowania ze strony rozwijającego się przemysłu. Nie można jednak powiedzieć, że zostały rozwiązane wszystkie problemy. Procesy dynamiczne, przebiegające w układach wirnikowych są niezwykle złożone. Na ogół badacze ograniczają się do analizy szczególnych przypadków układów, uwzględniając tylko niektóre parametry procesu i w sposób jakościowy oceniając wpływ innych. Dopuszczalność uproszczeń przyjmowanych w teoretycznej analizie rozmaitego typu wirników było wielokrotnie weryfikowana w sposób doświadczalny. Rozdziały poświęcone można znaleźć w wielu podręcznikach teorii drgań lub dynamiki maszyn.
Wpływ modów rezonansowych na emisję bezodrzutową gamma.
Warszawa 1971 s. 14.
Prace IPPT 15/1971.
Teoria przekroju czynnego rezonansowej absorpcji Mössbauera została dokładnie wypracowana już w połowie lat sześćdziesiątych. Ponieważ zazwyczaj miano na oku przypadek Fe 57, który ma szereg zalet w zastosowaniach, więc teoria była raczej nastawiona na stosunkowo długożyciowe jądrowe poziomy Mössbauera. W takich wypadkach zresztą sytuacja dla emisji i absorpcji nie jest na ogół istotnie różna. W 1964 Lipkin (6) zwrócił uwagę na efekty relakacyjne mogące wpłynąć na współczynnik f emisji bezodrzutowej. W ostatnich latach ukazało się szereg prac poświęconych między innymi wpływowi defektów sieci na współczynnik f.
Z drugiej strony, jeszcze w 1960 roku przeprowadzono niezwykle interesujące doświadczenia stosując metodę opóźnionych koincydencji w sprzężeniu ze spektrometrem Mössbauera (9-10). Badania teoretyczne dały rezultaty dobrze zgodne z eksperymentem i pozwalające na zrozumienie jego wyników.
O ile autorowi wiadomo, połączenie obu tych metod nie znalazło jednak dalszych zastosowań.
Celem niniejszej pracy jest wstępne przedyskutowanie możliwości potraktowania wspomnianych metod jako nowego źródła informacji dla dynamiki defektów punktowych w sieciach krystalicznych.
Chodzi mianowicie o wykorzystanie wpływu, jaki mogą mieć na współczynnik emisji bezodrzutowej stosunkowo długożyciowe stany wibracyjne atomu mössbauerowsko aktywnego i o uchwycenie tego wpływu zanim jego efekty ulegną zatarciu wskutek upływu czasu. Stąd zwrócenie uwagi na metody koincydencyjne.
Aby móc dokładniej postawić zagadnienie podane zostaną najważniejsze założenia będące podstawą dalszej dyskusji.
O optymalizacji ustrojów płaskich sprężonych ciągłymi układami cięgien.
Warszawa 1971 s. 152.
Prace IPPT 16/1971.
Celem pracy jest rozwiązanie zagadnienia kształtowania płaskiego ośrodka ciągłego, ze względu na wyrównanie wartości naprężeń głównych w każdym punkcie ciała, wprowadzając odpowiednie pole sił masowych. Spełnienie kryterium wyrównania naprężeń głównych implikuje wyrównanie jednostkowych potencjałów sprężystych oraz minimum całkowitego potencjału sprężystego.
Przez płaski ośrodek ciągły o zmiennej grubości rozumie się w pracy ośrodek, znajdujący się w płaskim stanie naprężenia.
Zagadnienie opisywane jest jako dwuwymiarowe, w układzie współrzędnych kartezjańskich x1, x2 , opisujących płaszczyznę symetrii ośrodka. Przyjęto w rozważaniach, że pole sił masowych wymuszane jest przez układ cięgien sprężających. O cięgnach założono, że są dowolnie cienkie i rozmieszczono dowolnie gęsto, tak, że ich pole przekroju oraz kąt pochylania mogą być traktowane jako ciągłe funkcje współrzędnych. Cięgna mogą mieć przebieg krzywoliniowy oraz zakotwienia zarówno na brzegu jak i wewnątrz ośrodka. Cięgna sprężające oddziaływują na ośrodek przez zakrzywienia i zakotwienia.
Jako układy wymuszające pole sił masowych mogą być przyjęte inne przyczyny, np.: pole temperatur, lub pole sił Lorentza pochodzące od tensora napięć elektromagnetycznych Maxwella.
W opracowaniu podano numeryczną metodę określenia grubości ośrodka oraz układu cięgien sprężających, przy których ośrodek /pod danym obciążeniem/ jest równej wytrzymałości.
Omówione rozwiązanie można wykorzystać także do projektowania konstrukcji z betonu sprężonego na kilka stanów obciążeń oraz do projektowania optymalnych konstrukcji prętowych.
Można także, po przeprowadzeniu obliczeń pewnych przypadków szczególnych, wyciagnąć ogólne wnioski dotyczące optymalnego sprężania. Sugestie te omówione są szerzej w rozdziale 4.
Zadanie o kształtowaniu ośrodka sprężonego dowolnie gęsto, dowolnie cienkimi strunami po raz pierwszy sformułował prof. Z. Wasiutyński w roku 1961.
Tematem tym zajmował się także J. Grycz oraz W. Marks. Podali oni wyjściowy układ równań do rozwiązania zagadnienia: równania równowagi ośrodka, równanie ciągłości odkształceń ośrodka, równania równowagi wiązki cięgien oraz kryterium optymalizacji. W pracy [16] podano rozwiązanie zagadnienia w pewnym szczególnym przypadku.
W niniejszej pracy sformułowanie zagadnienia nieco zmodyfikowano. Przyjęto mianowicie, że wyrównane są naprężenia w płaskiej półprzestrzeni, nie zaś w elemencie o z góry zadanym konturze. Z przestrzeni tej po rozwiązaniu zagadnienia, można wyciąć elementy o żądanym kształcie. Takie postanowienie zagadnienia zmienia warunki graniczne. Otrzymuje się w ten sposób zagadnienie początkowe, nie zaś zagadnienie brzegowe, co jest istotne przy rozwiązywaniu równania ciągłości odkształceń.
Przyjmując tak zmodyfikowane sformułowanie problemu, za punkt wyjścia obrano zależności wyprowadzone w publikacji [17]. Dalsza część pracy stanowi oryginalną koncepcję autora i umożliwia rozwiązanie zagadnienia przy dowolnych wartościach obciążenia na brzegu ośrodka.
Wyniki rozważań przedstawiono w czterech częściach.
Pierwsza część zawiera sformułowanie zagadnienia oraz omówienie numerycznej metody rozwiązania problemu, na którą składają się:
a/ określenie warunków brzegowych,
b/ rozwiązanie równania różniczkowego opisującego pochylenie trajektorii naprężeń głównych,
c/ rozwiązanie układu równań różniczkowych opisujących układ cięgien sprężających.
Rozwiązanie równania różniczkowego hiperbolicznego, opisującego pochylenie trajektorii naprężeń głównych stanowi adaptację metody charakterystyk rozwiązania układu równań różniczkowych pierwszego rzędu, do rozwiązania równania różniczkowego drugiego rzędu.
Pozostałe punkty stanowią wynik samodzielnych rozwiązań autora..
W drugiej części pracy autor opracował szczegółowe algorytmy metody numerycznej rozwiązania zagadnienia.
Algorytmy wykonano z myślą o zaprogramowaniu ich na E.M.C. Opracowano je jako cykl czterech programów:
a/ zamiana warunków brzegowych obciążeniowych na wartości przyjmowane na brzegu przez stan naprężenia oraz układ sprężający,
b/ rozwiązanie równania opisującego pochylenie trajektorii naprężeń głównych,
c/ określenie układu sprężającego,
d/ rozwiązanie całego zagadnienia jako problemu brzegowego, nie zaś początkowego.
W trzeciej części pracy podano przykłady rozwiązania zagadnienia na drodze numerycznej. Przykłady te potraktowano jako ilustrację do ogólnej metody rozwiązania problemu.
W czwartej części zestawiono stwierdzenia i sugestie dotyczące zastosowań opracowanego zagadnienia.
Dosage Problem, Acoustic Output and Sensitivity of Ultrasonic Diagnostic Methods.
Warszawa 1971 s. 10.
Prace IPPT 17/1971.
A vast development of ultrasonic methods in different branches of medicine has taken place during the past twenty years. As being notable characteristics of the present state of this science we can recognize the very rapid growth of ultrasonic diagnostic methods which have dveloped into a considerable field of science in both physical and medical sense, and also into a large field of technology.
However, there are a number of limiting factors involved in the development of ultrasonic diagnostic methods, and it will br purpose of this paper to discuss from the acoustical point of view some of these limitations and perpheps to suggest some improvements in this field.
O przystosowywaniu się konstrukcji z materiału przejawiającego wzmocnienie.
Warszawa 1971 s. 17.
Prace IPPT 18/1971.
Podstawowe twierdzenia dotyczące przystosowywania się ciał sprężysto-plastycznych do wieloparametrowych programów obciążenia sformułowane zostały przez Melana i Koitera. Podejmowane były także, w deformacyjnej teorii plastyczności, próby analizy przystosowania ośrodka plastycznego ze wzmocnieniem. W ramach teorii plastycznego płynięcia Neal rozpatrywał pewne formy efektu Bauschingera dla jednowymiarowych stanów naprężenia, wykazując, że dla zapewnienia adaptacji zakres zmienności naprężeń musi być mniejszy od różnicy między aktualną granicą plastyczności przy rozciąganiu i ściskaniu. Bardziej ogólne twierdzenie dla problemów trójwymiarowych i ogólnych stanów naprężenia zostało wcześniej przedstawione przez Melana, ale rezultat ten pozostał niezauważony.
Praca niniejsza przedstawia rozszerzenie tego ostatniego twierdzenia na przypadki, gdy obszarami regularna powierzchnia składa się z płatów poruszających się, w wyniku odkształceń plastycznych, niezależnie od siebie, ruchem sztywnym (bez obrotu). Wzmocnienie kinematyczne jest szczególnym przypadkiem takiego modelu. Przedstawiony dowód i sformułowanie twierdzenia oparte są na ścisłej definicji pojęcia dostosowania, sformułowanie poprawia nieścisłości dowodu Melana.
Dodatkowo przedstawiono analizę adaptacji dla izotropowego modelu wzmocnienia.
Doświadczalne badania sprężysto-plastycznych procesów falowych w metalach.
Część II.
Warszawa 1971 s. 49.
Prace IPPT 19/1971.
Obserwacje doświadczalne poczynione przy badaniu fal dociążania w metalach, a w szczególności prace [4] i [7] wydają się wskazywać, że istotną rolę odgrywają tu efekty historii prędkości odkształcenia. Okazuje się, że badania propagacji i zachowania się fal dociążania stanowią skuteczną metodę weryfikacji danej teorii propagacji fal sprężysto-plastycznych w prętach. Na fakt ten zwrócono uwagę w pracach [1], [2] oraz [3]. Należy uznać, że dotychczas brak analizy umożliwiającej w miarę ścisłe uwzględnienie wpływu wspomnianych efektów historii prędkości odkształcenia na kształt czoła fali dociążania.
Celem niniejszej pracy jest przeprowadzenie możliwie szerokiej analizy równania konstytutywnego Cristescu-Lublinera /zwanego dalej CL/ i odpowiadającej temu równaniu teorii propagacji sprężysto-plastycznych fal w prętach. Dyskusja ta zostanie przeprowadzona w oparciu o uprzednio uzyskane wyniki doświadczalne propagacji fal dociążania dla kilku metali. Należy równocześnie podkreślić, że równanie konstytutywne CL nie było dotychczas analizowane od strony wyników doświadczalnych i brak jest jakichkolwiek danych w tym zakresie.
Lectures on the Continuum Theory of Dislocations.
Warszawa 1971 s. 90.
Prace IPPT 20/1971.
This work is an extended and revised version of the lectures delivered during my stay at the Institute of Fundamental Technical Research, PAN, from October 1970 to March 1971. They consist of two chapters. The first one is devoted to a general non-linear theory of geometry, kinematics, and dynamics of dislocations in continuum description but interpreted rather as a theory on a microscopic level. The second more extensive chapter deals with selected subjects concerning the behaviour of single dislocations considered in the frame-work of linear elasticity, where the choice has been made according to the author`s activity and that of his Colleagues and coworkers in Dresden during the last years. In particular, many results are due to dr H.A. Bahr and dr B. Pegel. On the other hand, the kind attention, connected with interesting discussions, paid to the these lectures by Professor H. Zorski and his coworkers in Warsaw is highly appreciated. Last not least I wish to express my deep gratitude to the Polish Academy of Sciences for generous hospitality and pleasant conditions which made my work in Warsaw fruitful.
Recent Research Results on Gas – Surface Interaction.
Warszawa 1971 s. 61.
Prace IPPT 21/1971.
Gas – surfaces interaction is one of the most interesting and complex fields of rarefied gas dynamics. There is already a great deal of surveys in the field but intensive researches constantly keep up our need of systematization. Such surveys are particularly important when accumulation of physical and computational experiment data leads to making new analytical models and formulations of problems.
In this paper most of attention is paid to neutral monatomic gas interaction with a simple clean surface for energies of 10 – I – 10 I ev. Some adsorption problems are touched upon. Quantum mechanical works, complicated and rough surfaces, energies > 102 ev are not embraced. High temperature effects such as chemical reactions, combustion, radiation as well as electromagnetic phenomena are not considered either.
Flows with Heat Addition and associated Pressure fields.
Warszawa 1971 s. 38.
Prace IPPT 22/1971.
It is pointed out that several possible applications exist for the cancellation of drag by means of adding heat directly to the flaw without the use of rotating machinery. Some of these can conveniently be explored by inverse methods in which the heat addition is derived as part of the solution. Examples are given of internal and external combustion on a hypersonic aircraft, of base-burning, and of isothermal heat addition.
Well-posed Problems and Transonic Flow.
Warszawa 1971 s. 11.
Prace IPPT 23/1971.
The main object of this paper is to survey the present existence and uniqueness theorems for mixed equations and to infer from model problems mathematically valid or at least potentially mathematically valid, statements about transonic flow.
Abstracts of the Survey Lectures Prepared for Xth Symposium on Advanced Problems and Methods in Fluid Mechanics.
Rynia, near Warsawa, 6-12 September 1971.
Warszawa 1971 s. 17.
Prace IPPT 24/1971.
Physical and Empirical Models of the Scattering of Gas Atoms by Solid Surfaces.
Warszawa 1971 s. 60.
Prace IPPT 25/1971.
A rather review is given of the most important physical models of the scattering of gas atoms by solid surfaces; this is coupled to a brief review of an empirical representation of this scattering, developed by the author.
The physical models are illustrated by comparing their predictions with experimental data, and the working of the empirical representation is illustrated by applying it to the case the hard spheres model of gas-surface scattering. The author has used freely material from two previous and far comprehensive studies: F.O. Goodman, Surface Sci. 26 /1971/ 327 and F.O. Goodman, in The Structure and Chemistry of Solid Surfaces /Wiley, 1969/ section 40.
Geometrical Methods in Fluid Mechanics.
Warszawa 1971 s. 75.
Prace IPPT 26/1971.
O zderzeniu zimnej płyty sprężystej z gorącą płytą sprężysto-plastyczną.
Warszawa 1971 s. 25.
Prace IPPT 27/1971.
Rozpatrywane jest zagadnienie podłużnego zderzenia gorącej płyty sprężysto-plastycznej poruszającej się z prędkością v0 /płyta A na rys. 1/ z nieruchomą zimną płytą sprężystą /płyta B na rys. 1/.
Celem pracy jest wyznaczenie stanu naprężenia w obu płytach oraz określenie energii mechanicznej przekazywanej przez powierzchnię kontaktu x1 = 0 /rys. 1/ w najwcześniejszym stadium zderzenia.
Geometria przestrzeni fazowej.
Warszawa 1971 s. 40.
Prace IPPT 28/1971.
Praca poświęcona jest geometrycznemu sformułowaniu mechaniki układów o skończonej liczbie stopni swobody.
Przedstawiamy sformułowanie wzorowane na [1], [6], [7].
Zakładamy, że Czytelnik zna zarówno aparat pojęciowy współczesnej geometrii różniczkowej [1], [3], [6], jak i tradycyjne, analityczne sformułowanie mechaniki.
Liniowa teoria lepkoplastycznych konstrukcji.
Warszawa 1971 s. 116.
Prace IPPT 29/1971.
Ostatnie lata przyniosły szybki rozwój technik obliczeniowych w zagadnieniach dynamicznych dla ośrodków nie sprężystych. Opracowano metody numerycznego całkowania równań różniczkowych cząstkowych o więcej niż dwu zmiennych niezależnych, rozwiązano szereg płaskich i osiowo symetrycznych problemów brzegowych dla ośrodków sprężysto-plastycznych, sprężysto-lepkoplastycznych.
Podobne efektywne metody różnicowe zaproponowane zostały dla konstrukcji cienkościennych o dowolnym kształcie.
Badaniom tym w mniejszym stopniu towarzyszyły studia nad opracowaniem odpowiednich metod analitycznych, które pozwoliłyby stosunkowo prosto wyznaczać podstawowe parametry procesu dynamicznego. Analizując dotychczasowe osiągnięcia w tej dziedzinie należy stwierdzić, że brak jest w literaturze efektywnej a jednocześnie prostej teorii opisującej zachowanie się lepkoplastycznych konstrukcji pod działaniem obciążeń dynamicznych.
Celem obecnej pracy jest zbudowanie takiej ogólnej teorii, przedyskutowanie jej dokładności, rozwiązanie kilku reprezentatywnych problemów brzegowych oraz konfrontacja wyników z danymi doświadczalnymi. Konieczność podjęcia badań w tym kierunku wypływa z faktu, że szereg ważnych materiałów konstrukcyjnych wykazują efekty lepkie przy nagłych intensywnych obciążeniach. We współczesnej technice występuje niejednokrotnie potrzeba dynamicznej analizy całej konstrukcji lub jej elementów. Za przykład posłużyć mogą problemy kształtowania elementów metodą wybuchową, elektro-iskrową czy indukcyjną, zagadnienia zbadania, przewidywania i zapobiegania skutkom katastrofalnym obciążeń występujących przy uderzeniach pocisków, zderzeniach pojazdów, niszczącym działaniu wybuchów. Ostatnio zwrócono uwagę na rolę efektów dynamicznych w okrętownictwie w związku z występowaniem zjawiska uderzenia kadłuba statku o wodę /tzw. “slamming”/ powodującego lokalne zniszczenie poszycia dna.
W następnym punkcie pracy omówione będą istniejące metody rozwiązywania zagadnień dynamicznych w konstrukcjach lepkoplastycznych. Przedstawione będą trudności jakie napotyka się przy rozpatrywaniu stanu giętno-membranowego w powłokach oraz płytach przy dużych ugięciach. Obecna praca stanowi próbę pokonania tych trudności. Podana jest mianowicie analityczna metoda wyznaczania ugięć i prędkości ugięć w każdej chwili rozpatrywanego procesu dynamicznego. W szczególności znalezione będą wielkości maksymalnych ugięć oraz końcowy kształt zdeformowanej konstrukcji. Proponowana metoda pozwala również na określenie wzajemnego współdziałania stref sztywnych i lepkoplastycznych i zmiennych w czasie granic między tymi strefami.
W rozdziale 2 przedyskutowane będą równania konstytutywne dla materiałów sprężysto-plastycznych wrażliwych na prędkość odkształcenia oraz zaproponowane dalsze uproszczenia tych równań dla cienkościennych ustrojów.
W natępnym rozdziale przeprowadzona jest linearyzacja równań konstytutywnych w trójwymiarowym i płaskim stanie naprężenia. Zasadnicze uproszczenia równań uzyskuje się aproksymując stan naprężenia na statycznej powierzchni plastyczności. Aproksymacja ta interpretowana jest następnie jako zastąpienie prawa płynięcia stowarzyszonego z warunkiem plastyczności Hubera-Misesa przez odpowiednie niestowarzyszone prawo płynięcia. W rozdziale 4 przedstawiona jest transformacja zlinearyzowanego prawa płynięcia do przestrzeni uogólnionych naprężeń i prędkości odkształceń. Transformacja ta zachowuje liniowość równań co umożliwiło sformułowanie problemu dynamicznego dla dowolnej konstrukcji całkowicie w prędkościach oraz wskazanie na analogię z podobnymi zagadnieniami sprężystymi. W kolejnych dwóch rozdziałach omówione są zastosowania obecnej teorii w zagadnieniach małych ugięć i przeanalizowane są kompletne rozwiązania dla płyt kołowych i powłok cylindrycznych. Dokładność uzyskanych rozwiązań badana jest przez porównanie z obliczeniami numerycznymi oraz danymi doświadczalnymi.
W rozdziale 7 podana jest przybliżona metoda traktowania umiarkowanie dużych ugięć konstrukcji lepkoplastycznych.
Ostatnie dwa rozdziały pracy poświęcone są zagadnieniom oszacowań maksymalnych trwałych deformacji ciał lepkoplastycznych oraz czasu trwania procesu dynamicznego. Zaletą tej metody jest możliwość natychmiastowej oceny wspomnianych wielkości bez konieczności odwoływania się do szczegółów rozwiązania analitycznego lub numerycznego.
Naprężenia i odkształcenia skurczowe w betonie.
Warszawa 1971 s. 207.
Prace IPPT 30/1971.
Tematem niniejszej pracy jest analiza zjawisk występujących w ośrodkach ciągłych, które skutkiem zmiany zawartości pewnej substancji /np. wody/, lub pewnej energii /ciepła/, doznają zmian objętości. Pole takich odkształceń, zwanych dystorsjami, nie jest na ogół zgodne z warunkami nierozdzielności deformacji. Aby warunki te mogły być spełnione, konieczne jest powstanie naprężeń skurczowych lub termicznych. Warunki nierozdzielności spełnia dopiero pole odkształceń będące sumą dystorsji i odkształceń spowodowanych działaniem naprężeń dystorsyjnych.
Rozważania tu przedstawione ograniczone są do pól odkształceń i naprężeń w wysychającym betonie. Przyjęto, że jest on materiałem jednorodnym i izotropowym. Analiza obejmuje zagadnienia skurczu stwardniałego betonu, w którym można pominąć efekt starzenia. Opis zjawisk wysychania, skurczu i pełzania ma charakter fenomenologiczny.
Celem pracy jest wyjaśnienie związków zachodzących pomiędzy polem wilgotności a polami odkształceń i naprężeń wilgotnościowych, oraz przedstawienie sposobu analitycznego wyznaczania składowych tych pól. Uzyskanie zamkniętych rozwiązań dotyczących wysychającego walca betonowego pozwoliło na przeprowadzenie analizy wpływu niektórych współczynników materiałowych na wartości naprężeń skurczowych.
Zamierzeniem autora było uzyskanie ogólnego opisu zjawisk zachodzących w ośrodku podlegającym wysychaniu, a nie zjawisk występujących jedynie w betonie. W związku z tym, pominięto wpływ poszczególnych czynników natury technologicznej, takich jak rodzaj kruszywa, gatunek cementu, wskaźnik wodno cementowy etc.
Poznanie naprężeń skurczowych jest konieczne w zagadnieniach związanych z analizowaniem i projektowaniem konstrukcji inżynierskich. Wykorzystanie oraz rozwinięcie wyników pracy pozwoli na dokładniejsze i lepiej uzasadnione fizykalnie uwzględnienie wpływu zmiany pól wilgotności na naprężenia i odkształcenia w tych konstrukcjach, niż ma to miejsce obecnie.
Przedstawione rozważania mogą być przydatne przy interpretacji wyników doświadczeń prowadzonych celem określenia naprężeń skurczowych.
Na drodze eksperymentalnej istnieje możliwość sprawdzenia wszystkich etapów przedstawionego rozwiązania, jak również wyznaczenia wszystkich występujących współczynników materiałowych. W szczególności, w rozdz. 6 przedstawiono opracowaną przez autora technikę wyznaczania pola tensorowego odkształceń skurczowych.
W zagadnieniu w ten sposób sformułowanym poczyniono założenia następujące:
- współczynniki materiałowe nie zależą od współrzędnych, wilgotności i stanu naprężenia;
jedynie w rozdz. 2 przeprowadzono dyskusję zależności współczynnika przewodnictwa
wilgoci od zawartości wilgoci w materiale,
- zmiany koncentracji wilgoci przebiegają zgodnie z prawami dyfuzji,
- wyparowanie wilgoci na powierzchni zewnętrznej ciała przebiega proporcjonalnie do
różnicy wilgotności wewnątrz i na zewnątrz ciała,
- związki pomiędzy odkształceniami i naprężeniami są identyczne przy obciążaniu jak
i przy odciążaniu,
- zachowana jest zasada superpozycji,
- przy hydrostatycznym stanie naprężenia beton odkształca się sprężyście, tj. – bez
konsolidacji,
- zależność pomiędzy dewiatorami tensorów naprężenia i odkształcenia może być ustalona
w oparciu o pomiary pełzania przy ściskaniu osiowym,
- dostatecznie ścisły opis własności mechanicznych betonu można uzyskać przyjmując, że
zachowuje się on pod obciążeniem tak samo jak reologiczny model ciała liniowo-
lepkosprężystego, zawierający dostatecznie dużą liczbę elementów.
Wszystkie założenia będą dokładniej omówione w następnych rozdziałach, traktujących szerzej poszczególne problemy.
Krótki rys historyczny i informację o aktualnym stanie prac na d podjętym zagadnieniem zamieszczono w rozdz. 1.2.
Rozdz. 2 poświęcono zagadnieniu wilgotności w betonie, jej migracji i odkształceniom wilgotnościowym. Autor przeanalizował na przykładzie wysychającego walca jak przyjęty rodzaj warunków brzegowych wpływa na wyznaczone pole wilgotności; analizę tę przeprowadzono drogą porównania wykresów rozkładu wilgotności uzyskanych przy przyjęciu różnych warunków brzegowych i rozmaitych wartości współczynników dyfuzji.
Następnie przedstawiono wyniki eksperymentalne Keslera i innych badaczy, na podstawie których autor wykazał niepełną zgodność pola wilgotności wyznaczonego przy założeniu liniowego równania dyfuzji z wynikami pomiarów. W wyniku tego stwierdzenia autor opracował metodę rozwiązywania nieliniowego równania dyfuzji i rozwiązał przykłady, z których wynika, że opis nieliniowy umożliwia wyznaczenie pola wilgotności lepiej odpowiadającego wynikom doświadczenia niż w przypadku liniowym.
Przedstawione rozwiązanie nieliniowego równania dyfuzji może być wyzyskane przy wyznaczaniu pól odkształceń i naprężeń skurczowych metodami numerycznymi. Nie znajduje ono bezpośredniego zastosowania przy poszukiwaniu rozwiązań w postaci zamkniętej.
Na końcu rozdziału podano uwagi o odkształcalności wilgotnościowej betonu.
W rozdz. 3 opisano stosowane w przypadku betonu teorie starzenia, dziedziczenia i teorię Arutiuniana, określające zależność odkształceń od naprężeń. Wyprowadzając podstawowe równania poszczególnych teorii autor podkreślił zachodzące pomiędzy nimi związki. Różnice występujące we wzorach teorii starzenia i dziedziczenia są wynikiem odmiennego doboru spostrzeżeń doświadczalnych, w oparciu o które określane są właściwości jąder pełzania. Na tym tle autor przedyskutował pewne wyniki doświadczalne i dokonał wyboru związku konstytutywnego liniowej lepkosprężystości, przyjętego w dalszych rozważaniach, a następnie zaproponował prosty sposób wyznaczania współczynników materiałowych, w oparciu o wyniki pomiaru pełzania przy ściskaniu.
W rozdz. 4 autor rozwiązał metodami liniowej termolepkosprężystości problem naprężeń i odkształceń skurczowych w wysychającym walcu o skończonej długości przy założeniu, że własności betonu opisane są związkami konstytutywnymi, przyjętymi w rozdz. 3. Rozwiązanie uzyskano w postaci zamkniętej. Załączono przykład liczbowy.
Rozdz. 5 poświęcono dyskusji rozwiązania uzyskanego w rozdz. 4. Autor przeanalizował wpływ takich czynników jak pełzanie, odkształcalność objętościowa i wielkość współczynników dyfuzji na wartości wyznaczonych pól naprężeń i odkształceń. Spostrzeżenia odnoszą się w zasadzie do konkretnego rozwiązania zagadnienia deformacji skurczowych walca, jednakże wypływające z nich wnioski dotyczą ogólnie odkształceń wysychających elementów betonowych.
W rozdz. 6 opisano technikę pomiaru pól odkształceń skurczowych. Autor przedstawił wyniki własnych doświadczeń przeprowadzonych celem sprawdzenia metody pomiarowej.
Rozdz. 7 zawiera porównanie wyników przedstawionej analizy z wynikami pomiarów, oraz uwagi o możliwych kierunkach weryfikacji i rozwinięcia zastosowanej teorii wyznaczania pól odkształceń i naprężeń skurczowych. Zamieszczono ogólne zestawienie wniosków wynikających z pracy.
Pomocnicze obliczenia, zestawienia i programy na EMC zamieszczono w załącznikach na końcu pracy.
Podstawowymi częściami pracy są: dyskusja zagadnienia opisu matematycznego dyfuzji wilgoci w betonie /rozdz. 2/, wybór związków konstytutywnych wraz z podaniem metody praktycznego ustalania wartości materiałowych współczynników odkształcalności /rozdz. 3/, oraz wyznaczenie pól naprężeń a następnie odkształceń skurczowych, wewnątrz wysychającego walca betonowego /rozdz. 4/, wraz z analizą uzyskanego rozwiązania i dyskusją wyników doświadczalnych. Wyznaczone analityczne pola odkształceń mogą być sprawdzone doświadczalnie, przy zastosowaniu techniki pomiarów pól odkształceń skurczowych opisanej w rozdz. 6.
Pewne niewiskozymetryczne przepływy cieczy lepkosprężystych.
Warszawa 1971 s. 42.
Prace IPPT 31/1971.
Do niedawna badanie własności reologicznych cieczy lepkosprężystych, takich jak roztwory i stopione polimery, niektóre oleje mineralne i zawiesiny, ciecze przerabiane w przemyśle spożywczym itp., prowadzone z reguły dla tzw. przepływów wiskozymetrycznych będących różnymi modyfikacjami przepływów ścinających, charakteryzujących się poprzecznym gradientem prędkości. Przepływy wiskozymetryczne występują często w technologii i urządzeniach przetwórczych /przepływy przez przewody rurowe, kanały, szczeliny itp./ oraz prawie we wszystkich wiskozymetrach, tj. przyrządach służących do pomiaru lepkości i innych własności cieczy. Od przyrządów tych pochodzi zresztą nazwa klasy przepływów wiskozymetrycznych.
Parametrami charakteryzującymi własności cieczy w ustalonych lub nieustalonych, okresowo zmiennych przepływach wiskozymetrycznych są trzy niezależne funkcje wiskozymetryczne: funkcja lepkości /lepkość pozorna/ i funkcje naprężeń normalnych, lub odpowiednio dla małych oscylacji: funkcja lepkości dynamicznej, modułu dynamicznego i kąta stratności mechanicznej.
Teorii przepływów wiskozymetrycznych oraz wynikom badań doświadczalnych poświęcone są liczne prace i monografie. Prosty lecz jednocześnie nowoczesny wykład tych zagadnień ujęty w ich historycznym rozwoju zawiera książka Colemana, Markovitza i Nolla; również nasz poprzednia praca przeglądowa ujmowała zasadnicze własności przepływów wiskozymetrycznych.
Wzrastające ostatnio zainteresowanie różnymi niewiskozymetrycznymi przepływami cieczy lepkosprężystych ma swoje źródło nie tylko w rozwoju reologii teoretycznej i konieczności realizowania bardziej złożonych przepływów w przetwórstwie polimerów, ale również wynika z potrzeby konstruowania oraz stosowania reometrów pozwalających na pełniejsze i sprawniejsze wyznaczanie charakterystyk reologicznych cieczy. Znamienną rolę odgrywa tutaj ustalony przepływ rozciągający, posiadający duże praktyczne znaczenie dla procesów przędzenia, wyciągania itp., którego charakterystyki reologiczne są całkowicie odmienne i niezwiązane bezpośrednio z funkcjami wiskozymetrycznymi.
Wśród różnych niewiskozymetrycznych przepływów cieczy lepkosprężystych szczególną pozycję zajmują przepływy zaliczające się do “ruchów ze stałą historią deformacji” /oznaczanych w dalszym ciągu skrótem RSHD/, których teorię dla cieczy prostych sformułowali Coleman oraz Noll, a następnie rozwinęli inni badacze. Szczególna pozycja przepływów ze stałą historią deformacji wynika z faktu, że dla takich przepływów, podobnie zresztą jak i dla przepływów wiskozymetrycznych, pamięć lepkosprężystej cieczy prostej ujawnia się w sposób istotnie ograniczony, lub używając słów Colemana, pamięci cieczy prostej w RSHD “...pozostaje bardzo niewiele do zapamiętania”.
Nie bez znaczenia był również fakt skonstruowania reometrów realizujących RSHD zanim jeszcze zorientowano się, że przepływy w nich występujące należą do tej szczególnej klasy przepływów niewiskozymetrycznych.
W niniejszym przeglądzie zajmiemy się przede wszystkim teorią przepływów niewiskozymetrycznych należących do klasy RSHD, zwracając szczególną uwagę na ich realizację w przyrządach i możliwość wyznaczania odpowiednich charakterystyk. Warto nadmienić już na wstępie, że interesująca nas klasa przepływów obejmuje nie tylko wszystkie ustalone przepływy wiskozymetryczne, ale również liczne inne jak ustalone proste rozciąganie i ustalone czyste ścinanie, przepływ w ortogonalnym reometrze Maxwella, reometrze balansowym Kepesa.
Dobór postaci rozkładu prawdopodobieństwa w badaniach niezawodnościowych.
Warszawa 1971 s. 23.
Prace IPPT 32/1971.
Zagadnienia stochastyczne w teorii drgań nieliniowych.
Warszawa 1971 s. 47.
Prace IPPT 33/1971.
Obliczanie całki.
Warszawa 1971 s. 13.
Prace IPPT 34/1971.
Optymalizacja prętowych ustrojów siatkowych.
Warszawa 1971 s. 73.
Prace IPPT 35/1971.
Niniejsza praca przedstawia ogólne sformułowanie i rozwiązanie problemu optymalizacji na minimum odkształcalności przestrzennych ustrojów prętowych o dowolnie gęstych siatkach.
Jako miernik odkształcalności ustroju siatkowego, wykonanego z danymi objętości V materiałów i obciążonego danym układem sił, przyjęto wartość energii U odkształceń sprężystych.
Obrane kryterium odkształcalności konstrukcji zostało sformułowane w pracach przez Z. Wasiutyńskiego. Było ono już wielokrotnie stosowane w zagadnieniach kształtowania różnego rodzaju konstrukcji inżynierskich. Jednakże dotychczasowe zastosowania tego kryterium w optymalizacji odnosiły się do zagadnień powierzchniowych. Dotyczyły one mianowicie wyznaczania kształtów powierzchni konstrukcji z materiałów jednokrotnych i izotropowych oraz kształtów powierzchni granicznych rozdziału obszarów konstrukcji wykonanych z materiałów wielofazowych.
Optymalizacja ustrojów siatkowych jest w ogólnym przypadku zagadnieniem obszarowym. Stanowi więc, w zestawieniu z dotychczas sformułowanymi i rozwiązanymi zagadnieniami optymalizacji, krok naprzód w dziedzinie poszukiwania optymalnych rozwiązań konstrukcyjnych.
Założenia o konstrukcjach będących przedmiotem optymalizacji opisano w p. 2. W p. 3 opisano niewiadome parametry optymalizacji i sformułowano zagadnienie.
Rozwiązanie problemu optymalizacji oparto na liniowej teorii ośrodków włóknistych przedstawionej przez Cz. Woźniaka.
W p. 4 zestawiono według tych prac podstawowe pojęcia, oznaczenia i zależności dotyczące analizy stanów rozpatrywanych ustrojów. Wykorzystując te zależności, rozpatrzono w p. 5 wpływ mechanicznych i geometrycznych właściwości struktury siatek prętowych na podatność odkształceniową konstrukcji. Na podstawie uzyskanych zależności określono następnie w p. 6 wpływ geometrii kierunków głównych osi siatek prętowych a także wpływ rozmieszczenia materiałów konstrukcyjnych. Wpływ obu tych czynników na sztywność rozpatrywanych ustrojów siatkowych wyrażono przez wielkości wariacji liniowej i kwadratowej energii U odkształceń sprężystych. W p. 7 przedstawiono ogólne rozwiązanie zagadnienia wyprowadzając warunki konieczne i dostateczne najmniejszej odkształcalności rozpatrywanych konstrukcji siatkowych.
Praca wskazuje sposób zastosowań ogólnego rozwiązania problemu optymalizacji ustrojów siatkowych, przedstawionego w części I pracy, w odniesieniu do nośnych konstrukcji powierzchniowych o siatkach prętowych kształtowanych na danej powierzchni.
Rozważania dotyczą konstrukcji, których gęste i regularne siatki tworzą dwie rodziny Ä = I, II linii krzywych. Celem optymalizacji jest wyznaczenie kierunków osi T siatek oraz rozmieszczenie A materiałów na powierzchni ustroju siatkowego o najmniejszej odkształcalności. Ustroje optymalne, przy tak przyjętym znaczeniu tego pojęcia, są konstrukcjami wykonującymi najmniejszą pracę na przemieszczeniach od obciążeń. Zagadnienie optymalizacji rozwiązano w sposób ogólny podając warunki konieczne i dostateczne najmniejszej odkształcalności jednopowierzchniowego ustroju siatkowego. Wskazano zakres i sposób zastosowań przedstawionego rozwiązania do zagadnień optymalnego projektowania różnych rodzajów konstrukcji jednopowierzchniowych (płaskich, zakrzywionych) występujących w praktyce.
Krystalizacja jednoosiowo zorientowanych próbek politereftalanu etylenowego.
Warszawa 1971 s. 31.
Prace IPPT 36/1971.
W ostatnich latach coraz większe znaczenie uzyskują badania nad krystalizacją polimerów zachodzącą równolegle z procesem orientacji makrocząsteczek w próbce. Orientacja makrocząsteczek może wywierać istotny wpływ na szybkość krystalizacji i ostateczną strukturę próbki. Początkowo badania nad wpływem orientacji makrocząsteczek na przebieg procesu krystalizacji dotyczyły jedynie krystalizacji rozciąganego usieciowanego kauczuku uwidaczniającej się przede wszystkim poprzez relaksację naprężeń. Nieco później pojawiły się prace nad zachodzącą podczas rozciągania krystalizacją syntetycznych polimerów łańcuchowych. Ostatnio ukazuje się coraz więcej prac poświęconych różnych aspektom orientowanej krystalizacji, są to prace nad krystalizacją usieciowanych polimerów, a także prace nad krystalizacją płynących stopów polimerów.
Niniejsza praca poświęcona jest najmniej zbadanemu aspektowi orientowanej krystalizacji, mianowicie badaniu wpływu orientacji molekularnej na przebieg krystalizacji bezpostaciowych (przechłodzonych) a zorientowanych próbek polimeru. Ze względu za brak jednoznacznych danych jako cel niniejszej pracy postawiono wstępne stwierdzenie czy taki wpływ istnieje i jaki jest jego charakter w przypadku krystalizacji jednoosiowo zorientowanych, bezpostaciowych próbek z politereftalanu etylenowego.
Identyfikacja układów mechanicznych z członami lepkosprężystymi.
Warszawa 1971 s. 193.
Prace IPPT 37/1971.
Celem niniejszej pracy jest studium i analiza tłumienia w układach mechanicznych tylko w takim zakresie , w jakim wpływa ono bezpośrednio na identyfikację, lub inaczej - na opis matematyczny układu. Pominięte zostały inne, doniosłe dla zastosowań skutki rozpraszania energii, wynikające ze spowolniającego, “flegmatyzującego” działania sił dyssypacyjnych. Najważniejsze z nich, to:
- zmniejszenie amplitud drgań w rezonansie,
- łagodniejsze przechodzenie układu przez rezonans,
- wygaszanie drgań swobodnych wymuszonych działaniem impulsu.
Dzięki temu maleje wartość lub liczba obciążeń dynamicznych, co wpływa korzystnie na powiększenie trwałości i niezawodności maszyn, na bardziej prawidłową realizację procesów technologicznych, na zmniejszenie szkodliwości oddziaływania drgań na otoczenie i obsługę maszyny, na zmniejszenie hałasu wytwarzanego przez maszynę itp. Nie oznacza to jednak, że zwiększenie sił tłumienia jest zawsze korzystne, np. przy wymuszeniach kinematycznych w obszarze poza rezonansowym siły tłumienia są powodem wzrostu obciążeń dynamicznych. W związku z tym uzasadnione są poszukiwania tłumienia optymalnego dla konkretnych układów. Problem ten występuje zarówno przy wymuszeniach zdeterminowanych, jak i losowych.
Tak więc problematyka niniejszej pracy obejmuje następujące zagadnienia:
1. Badanie mechanizmów rozpraszania energii. Możliwe dokładna ich znajomość jest
warunkiem wstępnym prawidłowego doboru opisu matematycznego, aproksymującego
możliwie dobrze rzeczywiste procesy. Rozwiązania dotyczące tłumienia wewnętrznego
i konstrukcyjnego mają głównie charakter przeglądowy, natomiast część oryginalna dotyczy
tłumienia za pomocą cieczy lepkosprężystych i tłumienia powietrznego.
2. Przedstawienie procedur identyfikacji układów mechanicznych metodami
zdeterminowanymi i losowymi. Rozważania w części wstępnej mają charakter
przeglądowy, natomiast część oryginalna dotyczy nowego wariantu identyfikacji za
pomocą eksperymentalnie wyznaczonych współczynników rozkładu głównych postaci
drgań. Przedstawiona procedura umożliwia wyznaczenie wartości współczynników
równań różniczkowych, opisujących ruch układu, oraz ustalenie charakteru tłumienia
/wiskotyczne, histerezowe, lepkosprężyste, konstrukcyjne, powodowane tarciem suchym/.
Problematyka powyższa ma duże znaczenie teoretyczne i użytkowe, a dowodem jej aktualności są liczne publikacje i prace doktorskie z nią związane, ukazujące się w ostatnich latach.
W pracy niniejszej ograniczono się w zasadzie do badania układów liniowych; istotny wyjątek stanowi rozdział 2.4.3 w którym badano m.in. wpływ nieliniowych członów lepkosprężystych. W kilku miejscach pokazano również, że możliwa jest identyfikacja układów nieliniowych, jeżeli znany jest typ nieliniowości. Autor zdaje sobie jednak sprawę, że tłumienie w układach nieliniowych odgrywa szczególną rolę i powoduje szczególne skutki. Badacz, podejmujący zadanie identyfikacji układu na podstawie analizy procesów drganiowych musi na przykład pamiętać, że:
1/ dodatnie tłumienie może spowodować zanik drgań subharmonicznych i ultraharmonicznych w układzie z nieliniowymi członami sprężystymi;
2/ dodatnie tłumienie może powodować wygasanie drgań parametrycznych;
3/ dodatnie tłumienie w istotny sposób zmienia charakter i obszar stateczności;
4/ tłumienie ujemne lub nieliniowe może być przyczyną powstawania drgań samowzbudnych,
od tłumienia zależy możność ustalenia się cyklu granicznego.
O zagadnieniu mieszanym dla równań liniowej elektrodynamiki plazmy.
Warszawa 1971 s. 14.
Prace IPPT 38/1971.
W niniejszej pracy rozważa się zagadnienie mieszane dla układu równań różniczkowo-całkowych opisujących rozchodzenie się fal elektromagnetycznych w plazmie zamkniętej w wypukłym obszarze, ograniczonym powierzchnią odbijającą cząstki bądź zwierciadlanie, bądź dyfuzyjnei.
Dowodzi się, że rozwiązanie, podobnie jak w zwyczajnej elektrodynamice, jest określone jednoznacznie, jeśli są dane początkowe wartości wektorów pola E i H oraz składowe styczne pola E lub H na brzegu obszaru. Dowód jest prowadzony w oparciu o założenie, że w tym samym obszarze istnieją i są jednoznacznie określone rozwiązania równań Maxwella dla próżni z dowolnie określonym, ciągłym prądem.
Adaptacja konstrukcji gdy stałe sprężyste zależą od temperatury.
Warszawa 1971 s. 22.
Prace IPPT 39/1971.
W pracy przedstawiono uogólnienie twierdzenia Melana o przystosowaniu na przypadek stałych sprężystych zależnych od temperatury. Nowe sformułowanie twierdzenia wymagało zastosowania odpowiedniego zmodyfikowania metodyki rozwiązywania problemów. Dla wyznaczenia zakresów czysto sprężystej reakcji konstrukcji użyto bezpośredniej zależności pomiędzy naprężeniami a odkształceniami plastycznymi.
Przedstawione przykłady obliczeń dla prętów, płyt oraz powłok grubościennych pokazują, że wpływ zmienności modułu Younga z temperaturą nie przekracza na ogół kilku procent.
Efekty dynamiczne w procesach obróbki plastycznej metali.
Warszawa 1971 s. 79.
Prace IPPT 40/1971.
Teoria lepkoplastyczności inspirowana głównie w rozwoju przez zagadnienia dynamiczne, na drodze uwzględniania efektów reologicznych – poprzez wprowadzenie modelu materiału wrażliwego na prędkość odkształcenia – zbliżyła w znacznej mierze wyniki teoretyczne z doświadczalnymi. W rezultacie łącznego traktowania zjawisk: plastycznych – których zakres ogranicza się do zagadnień quasistatycznych, warunkowanych takim przebiegiem czasowym by nie miały miejsca efekty pełzania lub relaksacji oraz reologicznych – odniesionych do badania stanów naprężenia nie wywołujących odkształceń plastycznych – otrzymano związki lepkoplastyczności funkcji zależnych od historii określonej przez czas i drogę obciążenia. Złożony jednak opis matematyczny sformułowań uwzględniający efekty lepkie w poważnym stopniu zawęża możliwości poszukiwania efektywnych rozwiązań zagadnień szczegółowych. Stąd, w interesującej nas klasie problemów technologicznych, charakteryzujących się dużymi odkształceniami, opracowania nie wykraczają poza zakres rozwiązań fragmentarycznych.
Praca poprzedzona wstępem zawiera pięć rozdziałów, z których każdy integralnie związano z omówieniem wybranych zagadnień dotyczących osiowo-symetrycznych przepływów dynamicznych dla ustalonego modelu materiału.
W rozdziale I przedstawiono analizę układu równań opisującego badane przepływy, sformułowane w inercyjnym układzie współrzędnych dla materiału idealnie plastycznego. Ze względu na niehiperboliczność układu – wykazaną na podstawie ogólnej klasyfikacji wg Couranta – przedyskutowano niektóre propozycje rozwiązań, spośród których przyjęto następnie metodę iteracyjną.
W rozdziale drugim i trzecim skoncentrowano się głównie na omówieniu numerycznym metod rozwiązań preferowanych przez ustalony algorytm iteracyjny. Rozwiązania podane w rozdziale II ograniczono wyłącznie do przepływów dla modelu materiału sztywno-idealnie plastycznego, ustalając na ich podstawie zakres stosowalności metody różnic skończonych.
W rozdziale III wprowadzono pojęcie iteracyjnej postaci charakterystycznej układu w oparciu o wyniki klasyfikacji uzyskane w p. 1 rozdziału I i zasadę funkcjonowania algorytmu. Całkowanie otrzymanych na tej drodze związków różniczkowych według kierunków charakterystycznych układu przeprowadzono przy zastosowaniu wyższego rzędu metody Rungego-Kutty. Równolegle oszacowano wpływ sił bezwładności oraz ingerencję efektów wynikających z założenia modelu materiału ze wzmocnieniem i wrażliwością na prędkość odkształcenia, na wielkość naprężeń radialnych. Na przykładzie końcowego etapu procesu przeciągania rury zilustrowano przebieg wyznaczania kolejnych iteracji dla problemów zdeterminowanych statycznymi warunkami brzegowymi.
Rozdział IV zawiera rozwiązanie złożonego problemu kształtowania osiowo-symetrycznej wytłoczki z otworem w dnie. W wyniku przeprowadzonej analizy porównawczej odniesionej do rozwiązania quasistatycznego wykazano wpływ efektów dynamicznych na końcowy rezultat procesu odkształcenia.
Zagadnienie rozwiązano przy zastosowaniu metody charakterystyk z uwzględnieniem liniowego prawa prędkości odkształcenia oraz wykreślnie danej zależności.
W rozdziale V dokonano końcowej weryfikacji algorytmu iteracyjnego ze wskazaniem właściwej metody całkowania. Przedyskutowano również problem ingerencji sił d`Alemberta na pole naprężeń w kontekście z efektami inicjowanymi przez matematyczny model.
Współczesne poglądy na mechanizm zniszczenia.
Warszawa 1971 s. 27.
Prace IPPT 41/1971.
Prace badawcze odnoszące się do teorii zniszczenia ciała stałego można podzielić na dwie zasadnicze grupy.
Pierwsza, historyczna wcześniejsza, dotyczy inżynierskich teorii wytrzymałości materiałów założonych w postaci kontinuum i opartych na klasycznej teorii sprężystości. Do tej grupy należą hipotezy największego wydłużenia, największego naprężenia stycznego Mohra oraz energii sprężystej Hubera, jak również teoria Griffitha i inne.
Druga grupa prac obejmuje teorie fizyczne rozważające ciała krystaliczne. Modelem materiału jest tu struktura dyskretna, przyjmowana najczęściej w postaci regularnej sieci sześciennej. Pierwsze prace opierały się o prawa rządzące oddziaływaniami między atomami w krysztale doskonałym.
Rezultaty tych badań dawały jednak poważne rozbieżności między wytrzymałością teoretyczną i doświadczalną. Dalsze prace uwzględniały już błędy struktury rzeczywistej, wprowadzając defekty sieci krystalicznej w postaci wakansji, atomów międzywęzłowych, dyslokacji, zanieczyszczeń sieci obcymi atomami, spękań warstw powierzchniowych itp. Wreszcie najnowsze prace zajmują się ciałami polikrystalicznymi, rozważając również wpływ granic ziaren.
Ponieważ wiadomo, że wiele ważnych technicznie materiałów posiada strukturę krystaliczną stało się jasne, że głównie teorie fizyczne zakładające najbardziej zbliżony do rzeczywistych ciał model dyskretny wraz z jego defektami mogą rozwiązać problemy dotyczące zniszczenia materiału, chociaż teorie kontynualne w wielu przypadkach okazują się wyjątkowo trafne.
Płaskie regularne konstrukcje prętowe.
Warszawa 1971 s. 29.
Prace IPPT 42/1971.
Celem niniejszej pracy jest przedstawienie metody analitycznego badania płaskich konstrukcji prętowych niezależnie od sposobu rozmieszczenia prętów. Takie uogólnienie jest możliwe wskutek zastosowania siatki punktów – podstawowego pojęcia w geometrii liczb. Po przedstawieniu geometrycznej części zagadnienia rozwiązano dwa zadania wariacyjne. Pierwsze z nich, prostsze, prowadzi do klasycznych równań odkształconej osi pręta w funkcji nieznanych przemieszczeń jego przekrojów końcowych. Rozwiązanie pierwszego zagadnienia pozwala sformułować drugie zadanie, zadanie różnicowo-wariacyjne dla całej konstrukcji. W wyniku rozważań otrzymano układ z sześciu różnicowych równań dla dowolnego węzła, dowolnej konstrukcji. Równania te mają najdogodniejszą postać dla rozważań analitycznych jak również dla wyliczeń numerycznych rozpatrywanych układów prętowych.
Analiza lepkoplastycznych powłok walcowych.
Warszawa 1971 s. 86.
Prace IPPT 43/1971.
Niniejsza praca poświęcona jest lepkoplastycznej analizie cienkich powłok walcowych kołowych przy zachowaniu najprostszych zależności dotyczących geometrii deformacji. Analizę tę przeprowadzimy dla zagadnienia quasi-statycznego i dynamicznego. Rozpatrzymy powłoki swobodnie podparte, obciążone osiowo-symetrycznie ciśnieniem zewnętrznym rozłożonym równomiernie wzdłuż ich długości.
Celem pracy jest uzyskanie rozwiązań obu problemów dla gładkiego warunku plastyczności materiału konstrukcji. Jednocześnie zbadamy w pracy wpływ geometrii powłoki na charakter oraz wielkość prędkości ugięcia i sił wewnętrznych w powłoce. Przedyskutujemy również możliwości dwóch aproksymacji ścisłych związków konstytutywnych dla powłok, zachowujące gładkość rozwiązań. W celu uzyskania rozwiązania w postaci zamkniętej zastosujemy w zagadnieniu dynamicznym jedną z tych aproksymacji, tzw. linearyzację.
Punktem wyjścia dla postawionych w pracy problemów jest wyprowadzenie ścisłych związków konstytutywnych dla powłok lepkoplastycznych. Zagadnieniem tym zajmiemy się w rozdziale 2. W celu otrzymania ścisłych praw płynięcia dla powłok dokonamy transformacji równań konstytutywnych dla materiału sztywno-plastycznego, wrażliwego na prędkość odkształcenia do przestrzeni uogólnionych naprężeń i prędkości uogólnionych odkształceń w powłokach obrotowo-symetrycznych. Równania te, w postaci podanej przez P. Perzynę, postulują, że wektor prędkości odkształcenia jest funkcją nadwyżki aktualnego naprężenia nad statyczną granicę plastyczności. Zarówno funkcja konstytutywna jak i warunek plastyczności /Hubera-Misesa/ zależą nieliniowo od naprężeń, co utrudnia otrzymanie zamkniętych wzorów dla wielkości naprężeń uogólnionych.
Zagadnienie takiej transformacji w przypadku materiału sztywno-idealnie-plastycznego zostało rozwiązane przez Hodge`a, który wyprowadził warunek plastyczności dla powłok obrotowo-symetrycznych w postaci parametrycznej. Metodę Hodge`a zastosujemy do materiału sztywno-lepkoplastycznego. Wyprowadzimy prawa płynięcia do powłok lepkoplastycznych w przypadku potęgowej i liniowej funkcji konstytutywnej. Równania konstytutywne dla powłok walcowych z materiału o lepkości liniowej wykorzystamy w zagadnieniu quasi-statycznym.
Dzięki przyjęciu prawa płynięcia opartego na warunku plastyczności Hubera-Misesa uzyskamy jeden podstawowy układ równań różniczkowych, opisujący problem quasi-statyczny dla powłok, słuszny dla wszystkich kombinacji występujących parametrów zagadnienia. Dla otrzymanego zagadnienia brzegowego w przypadku powłok swobodnie podpartych podamy w rozdziale 3 rozwiązanie uzyskane na drodze numerycznej. Okaże się, że geometria powłoki w zasadniczy sposób wpływa na rozkład oraz wielkość sił wewnętrznych w powłoce a także na charakter i wielkość prędkości ugięcia powłoki.
Ścisłe rozwiązanie zagadnienia quasi-statycznego płynięcia powłok z materiału sztywno-lepkoplastycznego o liniowej lepkości porównamy z rozwiązaniami przybliżonymi, które otrzymamy dla dwóch aproksymacji ścisłego prawa płynięcia powłok. Otrzymane na drodze numerycznej rozwiązanie ścisłe będzie bliskie dwóm rozwiązaniom przybliżonym. Wynikające z tego faktu wnioski wykorzystamy w zagadnieniu dynamicznym.
Zamiast ścisłych związków konstytutywnych dla powłok, prowadzących w przypadku zagadnienia dynamicznego do trudnego problemu numerycznego, zastosujemy w tym zagadnieniu związki zlinearyzowane, co uprości znacznie analizę problemu dynamicznego i pozwoli otrzymać jego rozwiązanie w postaci zamkniętej.
Rozpatrzymy dwa rodzaje dynamicznego obciążenia powłok: prostokątny impuls ciśnienia zewnętrznego /obciążenie nagle przyłożone i po krótkim okresie czasu nagle zdjęte/ oraz tzw. idealne obciążenie impulsywne, realizowane przez nadanie całej powierzchni powłoki początkowej prędkości.
Poprawność przyjętej linearyzacji związków konstytutywnych w zagadnieniu dynamicznym potwierdzą przejścia graniczne do materiału idealnie-plastycznego i porównanie ich rezultatów z odpowiadającymi wynikami dla powłok idealnie-plastycznych a także dane doświadczalne.
Odkształcalność betonu zbrojonego i niezbrojonego.
Warszawa 1971 s. 84.
Prace IPPT 44/1971.
Celem niniejszych badań było określenie zależności między naprężeniem i odkształceniem betonu zbrojonego i niezbrojonego przy obciążeniu ze stałą prękością odkształcenia dla dużych odkształceń, przekraczających wielokrotnie odkształcenie obserwowane w momencie zniszczenia. Jako parametry badania przyjęto:
1. ilość zbrojenia
2. prędkość odkształcenia.
Badania stanowiły etap wstępny studium zachowania się węzłów ram żelbetowych obciążonych ze stałą prędkością odkształcenia dla różnych szybkości odkształceń i dużych wartości odkształcenia – dla warunków zbliżonych do efektu wywołanego, albo przez trzęsienie ziemi lub przez falę uderzeniową wywołaną wybuchem atomowym.
Badania prowadzone dla jednej mieszanki betonowe i identycznych warunków dojrzewania – co miało zapewnić jednakowe cechy mechaniczne betonu /wytrzymałość, współczynnik sprężystości/.
W niniejszej pracy ograniczymy się jedynie do omówienia wyników badań odkształcalności elementów betonowych zbrojonych i niezbrojonych poddanych ściskaniu ze stałą prędkością odkształcenia.
Prace wykonane w latach 1961 - 1970.
Warszawa 1971 s. 342.
Prace IPPT 45/1971.
W niniejszym zbiorze przedstawimy prace doświadczalne z zakresu podstawowych praw wzmocnienia metali przy odkształceniu plastycznym, wykonane w Pracowni Badań Doświadczalnych Plastyczności ZMOC IPPT.
Większość prac była już uprzednio publikowana w różnych czasopismach, w tym częściowo zagranicą, ale uznaliśmy za celowe wydanie ich w jednym zbiorze, ponieważ tworzą pewną całość tematyczną i metodologiczną i mogą być pomocne dla rozwoju ciągle jeszcze zbyt słabo rozwiniętych w kraju badań eksperymentalnych z zakresu mechaniki ciała stałego.
Tematyka prac obejmuje badanie efektu Bauschingera, badanie wpływu odkształcenia plastycznego na kształt powierzchni plastyczności w złożonych dwuwymiarowych stanach naprężenia, sprawdzanie słuszności stowarzyszonych praw płynięcia, badanie tak zwanego efektu pamięci materiału, wyznaczanie linii wpływu odkształcenia plastycznego na własności plastyczne przy późniejszym obciążaniu, badanie wpływu prędkości odkształcenia oraz wpływu ciśnienia hydrostatycznego na kształt krzywej umocnienia.
W pracach tych zastosowano oryginalne metody badania, jak metoda skręcania płaskich tarcz, zastosowanie płaskich próbek do badania powierzchni plastyczności oraz zastosowanie skręcanych próbek stożkowych w badaniach wpływu ciśnienia hydrostatycznego. Przy zastosowaniu znanej metody obciążania próbek rurkowych zaprojektowano i wykonano dwie wersje oryginalnej aparatury badawczej, o znacznie prostszej budowie od aparatury stosowanej w innych ośrodkach badawczych. Zbudowano również oryginalną aparaturę do badania krzywej umocnienia przy różnych prędkościach odkształcenia oraz komorę ciśnieniową do badania wpływu ciśnienia hydrostatycznego przy skręcaniu i rozciąganiu.
Opracowano nowe koncepcje w dziedzinie eksperymentalnych badań plastycznych własności metali, a mianowicie podjęto po raz pierwszy badania efektu pamięci metalu wstępnie odkształconego plastycznie przy późniejszym obciążaniu eksploatacyjnym, oraz doświadczalne i teoretyczne badania linii wpływu wstępnego odkształcenia plastycznego na własności plastyczne przy obciążeniu eksploatacyjnym zadanego rodzaju.
Prace w zbiorze umieszczono w porządku chronologicznym według kolejności dat ich publikacji lub zgłoszenia.
Some Notes of Flow of Conducting Fluid between Two Parallel Electrodes.
Warszawa 1971 s. 26.
Prace IPPT 46/1971.
A fair amount of work has been done recently on the reflection of a shock wave by electromagnetic field.
Besides being of purely theoretical interest, the phenomenon has possible applications, for example, in the field of shock-tubes.
A shock reflected by an electromagnetic process can be many times as strong as produced simply by reflection at a solid wall.
The interaction of the strong shock wave with electromagnetic field of the segmented-electrode was the subject of many experiments, an theoretical researches.
The problem is interesting because of the existence of such an interaction in MHD generators. The interaction between electromagnetic field and conducting fluid can be used to the acceleration or to the deceleration of the fluid. As an example of the application of this interaction can be some constructions of the pumps for the conductive medium.
A reflection which is produced simply by the application of an electric field between two parallel electrodes has been studied experimentally. Parallel electrodes are arranged on opposite sides of a channel along which a shock proceeds: the action of the shock is to ionized the gas and result of it is a current flow perpendicular to the electrodes behind the shock. This gives rise to a magnetic field across the channel. The Lorentz force j x B opposes the motion and results in the deceleration, and particularly reflection /for a sufficiently strong applied electric field/ of the shock.
Some theoretical work has already been done, in particular to relate the strength of the reflected shock to the applied field. The main approach has been to regard the current flow behind the shock as a concentrated current sheet coincident with the shock /the current is likely to be behind this region obtained by inductive effects/ so that the picture has similarities to reflection of a wave from a moving piston. This approach could perhaps be made more general.
An alternative approach would be to start from the equations of fluid flow, and so to follow the motion of the fluid with time. This is the approach which we shall investigate in this paper. Some analytical results can be obtained, but only for simple cases, and apparently not having much bearing on the type of experimental work outlined above: it seems that the use of numerical methods is inevitable for more practical results.
Sprzężenia akustyczne w badaniach ciała stałego.
Warszawa 1971 s. 24.
Prace IPPT 47/1971.
Problem jakości sprzężenia akustycznego pomiędzy przetwornikiem a ciałem stałym ingeruje w sposób istotny we wszelkie pomiary związane z pomiarem stałych propagacji fal ultradźwiękowych w materiałach, w szczególności w pomiarach tłumienia. Z tego względu podjęto badanie wpływu nacisku na sprzężenie akustyczne między przetwornikiem i badanym materiałem dla różnych ośrodków sprzęgających przy wprowadzeniu fal podłużnych i poprzecznych.
Jako ośrodków sprzęgających użyto cieczy o różnej gęstości i lepkości: oleju maszynowego, gliceryny, epidianu, nonaqua oraz salolu, który jest stałym ośrodkiem sprzęgającym.
Celem pracy było w pierwszym rzędzie zbadanie zależności współczynnika tłumienia λ od nacisku P, czyli λ = f (P).
Jednakże przy cieczowych ośrodkach sprzęgających, zwłaszcza o dużej lepkości należy spodziewać się efektów reologicznych przy obciążeniu i odciążeniu warstw cieczy. Wówczas jakość sprzężenia jest funkcją dwóch zmiennych: nacisku P i czasu t; występuje zależność typu λ = f (P, t). Znajomość udziału zjawisk reologicznych zachodzących w warstwie sprzęgającej jest niezbędna dla właściwej interpretacji otrzymanych wyników tłumienia przy badaniu zmian tłumienia fal ultradźwiękowych w ciele stałym, spowodowanych odkształceniem plastycznym, napromieniowaniem, naświetleniem kryształów jonowych itp.
Zakres stosowanych nacisków wynosił 100 kG/cm2, a jako przetworników użyto kwarcu o cięciu X i Y o różnych średnicach: 10, 15, 17, 18 mm.
Zbadano ośrodki sprzęgające dla obu rodzajów fal w celu wytypowania optymalnych warunków sprzężenia akustycznego.
Tłumienie fal ultradźwiękowych w polimerach.
Warszawa 1971 s. 19.
Prace IPPT 48/1971.
Praca zawiera wyniki wstępnych badań doświadczalnych na temat wpływu temperatury i naprężenia /jednoosiowe rozciąganie/ na zmiany tłumienia w polimetakrylenie metylu i polichlorku winylu.
W pierwszym rzędzie zbadano charakterystyki temperaturowe ośrodków sprzęgających ciekłych o różnej lepkości, w zakresie od - 60 0C do + 80 0C, oraz charakterystyki tłumienia materiałów w funkcji temperatury. Drugi cykl badań dotyczył zmian tłumienia fal ultradźwiękowych w zakresie częstotliwości 1-10 Mhz w warunkach pełzania przy różnych stałych obciążeniach. Kierunek rozchodzenia się fal ultradźwiękowych był prostopadły do kierunku rozciągania.
Badania mechaniczne prowadzone na pełzarkach przy stałej temperaturze + 20 0C, pomiary tłumienia prowadzono na aparacie ultradźwiękowym typu DI-22.
Ocena parametrów widmowych samogłosek metodą przejść przez zero.
Warszawa 1971 s. 37.
Prace IPPT 49/1971.
Sygnał mowy przedstawiony w postaci funkcji czasowej f(t), odwzorowującej przebieg zmian jego wartości chwilowych, jest nośnikiem wielu informacji, nie zawsze koniecznych do rozpoznawania zawartych w nim informacji lingwistycznych.
Wiadomo na przykład, że skrajnie ograniczony amplitudowo sygnał mowy /tzn. sygnał przycięty/ zachowuje bardzo dobrą zrozumiałość, pomimo, że w wyniku przycinania funkcja f(t) opisująca sygnał zostaje przekształcona do fali prostokątnej g(t) o stałej amplitudzie.
Takie uproszczenie funkcji f(t), przy jednocześnie minimalnej, jak wykazuje doświadczenie stracie informacji lingwistycznych, jest bardzo cenne, ponieważ matematyczny opis funkcji g(t) jest znacznie łatwiejszy. Dalsze uproszczenie opisu sygnału mowy może nastąpić w oparciu o analizę fali prostokątnej g(t).
Najczęściej stosowanym parametrem opisującym własności funkcji g(t) jest tzw. gęstość przejść przez zero, lub równoważna jej średnia odległość między kolejnymi przejściami przez zero. Oba parametry są sobie równoważne i są analogiczne do częstotliwości i okresu przebiegów okresowych. Osobnym problemem jest dobranie odpowiedniego czasu uśredniania, co będzie później nieco szerzej omówione.
Innym sposobem przedstawienia sygnału mowy jest opis widmowy, który jest związany z opisem w skali czasu poprzez przekształcenie Fouriera. Dla niektórych dźwięków mowy, zwłaszcza samogłosek, możliwe jest uproszczenie opisu widmowego przez podanie niepełnej obwiedni, lecz częstotliwości i poziomów formantów, to jest parametrów charakteryzujących maksima obwiedni widma.
Celem niniejszej pracy jest zbadanie, w jaki sposób gęstość /częstotliwość/ przejść przez zero zależy od powyższych parametrów widmowych.
Sferyczne przetworniki ogniskujące o gaussowskim powierzchniowym rozkładzie prędkości.
Warszawa 1971 s. 34.
Prace IPPT 50/1971.
W wielu zastosowaniach ultradźwiękowej techniki, np. w diagnostyce ultradźwiękowej, stosowane są ogniskujące sferyczne przetworniki piezoelektryczne lub tez układy przetworników płaskich z plastykowymi soczewkami w celu zmniejszenia szerokości wiązki ultradźwiękowej. Jest to konieczne dla poprawienia poprzecznej rozdzielczości ultradźwiękowych systemów. Struktura pola ultradźwiękowego promieniowanego w takim przypadku jest złożona. Wymiary poprzeczne wiązki ultradźwiękowej w ognisku są skończone, a w całym polu występuje szereg maksimów i minimów ciśnienia akustycznego.
W literaturze akustycznej istnieją prace poświęcone sferycznym przetwornikom ogniskującym przy założeniu równomiernego rozkładu prędkości na powierzchni. Wpływ nierównomiernego rozkładu drgań przetwornika wklęsłego na promieniowane pole badał ostatnio doświadczalnie Pajewski.
Roderick teoretycznie, a następnie Haselberg i Krautkramer wykazali teoretycznie i doświadczalnie szczególne właściwości gaussowskiego rozkładu drgań na płaskim przetworniku. Rozkład ten eliminuje listki boczne w charakterystyce kierunkowości pola dalekiego, a w polu bliskim eliminuje również minima i maksima czyniąc rozkład tego pola równomiernym.
Zachodzi pytanie, jakie będą własności sferycznego przetwornika ogniskującego o gaussowskim rozkładzie prędkości na jego powierzchni.
Praca poniższa ma dać odpowiedź na postawione zagadnienia.
Identyfikacja głosów przy zastosowaniu funkcji dyskryminacyjnych.
Warszawa 1971 s. 63.
Prace IPPT 51.
W pierwszej części pracy opisany jest model matematyczny problemu identyfikacji, polegający na tym, żeby na podstawie zbioru obserwowanych cech obiektu zaklasyfikować go do jednej ze skończonej liczby populacji π 1,..., πm, do których może on należeć. Rozwiązanie tego problemu sprowadza się do podziału przestrzeni próby R na m nieprzecinajacych się obszarów identyfikacji R 1,...Rm tak, aby zminimalizować prawdopodobieństwo błędnej decyzji.
Opływ profilu znajdującego się między ściankami równoległymi.
Warszawa 1971 s. 114.
Prace IPPT 52/1971.
Niniejsza praca stanowi część badań teoretycznych, prowadzonych w Zakładzie Aerodynamiki I.M.S. Politechniki Warszawskiej na zlecenie Szybowcowych Zakładów Doświadczalnych w Bielsku-Białej, mających na celu uzyskanie optymalnych profilów szybowcowych. Wiąże się ona jednak bezpośrednio z badaniami doświadczalnymi, wykonanymi w Zakładzie, a ściślej - z pewnymi wątpliwościami, wynikającymi z tych badań.
Wątpliwości te, w uproszczeniu, przedstawiają się następująco.
Jak wiadomo, własności aerodynamiczne profilu laminarnego (a takie profile są przedmiotem wspomnianych eksperymentów) zależą w sposób istotny od rozkładu prędkości wzdłuż obwodu profilu. Subtelne nawet zmiany rozkładu prędkości mogą wpłynąć w sposób decydujący na warstwę przyścienną i - w rezultacie - na wspomniane własności aerodynamiczne.
Eksperymenty nad profilami laminarnymi prowadzone są w Zakładzie w tuneliku o zamkniętej przestrzeni pomiarowej, której przekrój poprzeczny jest prostokątem. Przekrój wzdłużny reprezentuje schematycznie.
Wymiary zastosowanego w eksperymencie modelu są na tyle duże w porównaniu z wymiarami poprzecznymi przestrzeni pomiarowej, że wystąpiła wątpliwość, czy ścianki przestrzeni nie wpływają zbyt korzystnie na rozkład ciśnienia wzdłuż profilu, i czy wskutek tego własności aerodynamiczne profilu zmierzone w tunelu nie okażą się znacznie lepsze od analogicznych własności, zmierzonych w warunkach lotu “swobodnego”, w którym opływ profilu nie jest zakłócony obecnością ścianek.
Wobec niemożności wyjaśnienia tej wątpliwości na drodze eksperymentalnej: poprzez pomiar rozkładu prędkości, a ściślej - ciśnienia, na tym samym profilu raz we wspomnianym tunelu, a drugi raz - w warunkach lotu swobodnego, podjęto próbę rozwiązania teoretycznego.
Obliczanie rozkładu prędkości wzdłuż obwodu profilu pojedynczego - jest zagadnieniem wręcz typowym: przy założeniu płaskiego stacjonarnego opływu cieczą doskonałą. Do jego rozwiązania służą wypróbowane programy, opracowane m.in w Zakładzie w ramach wspomnianego zlecenia. Natomiast nie znamy publikacji, traktującej o metodzie obliczenia rozkładu prędkości wzdłuż obwodu profilu, znajdującego się między równoległymi ściankami (przy pozostałych założeniach niezmienionych). Podkreślamy przy tym, że nie mogą być wykorzystane do tego celu rozmaite ujęcie teoretyczne, dotyczące tzw. “poprawek tunelowych”, traktują one bowiem o zmianie integralnych własności opływu, spowodowanej obecnością ścianek - w rodzaju zmiany cyrkulacji. Rozstrzygnięcie rozpatrywanej przez nas wątpliwości wymaga natomiast znajomości zmiany własności lokalnych, a do takich należą właśnie prędkość i ciśnienie.
W pracy zaproponowano pewną metodę obliczania rozkładu prędkości na profilu znajdującym się między ściankami równoległymi, opartą na odpowiednio dobranego ciągu odwzorowań konforemnych.
Uważamy, że zastosowanie tego tradycyjnego narzędzia jest w danym przypadku najwłaściwsze, ze względu na niezbędną dokładność wyników i krótki czas obliczeń.
O określaniu i zastosowaniu trajektorii głównych płynięcia plastycznego.
Warszawa 1971 s. 42.
Prace IPPT 53/1971.
Trajektorie główne w trójwymiarowym zagadnieniu o symetrii obrotowej /”osiowo-symetrycznym”/ płynięcia idealnie plastycznego ośrodka przez kanał o profilu krzywoliniowym były rozważane przez H. Lippmanna, natomiast analogiczny problem płaski badali innymi metodami Szewczenko, Bykowcew i Miasniankin. W obecnej pracy zastosowano inne podejście dla określenia trajektorii głównych, a niniejsza jej część zawiera zastosowanie tego podejścia do ściskania i ścinania cienkiej warstwy uplastycznionej, ściślej: w szczelinie między dwiema nieskończonymi płytami nałożonymi jedną na drugą i przesuniętymi /lub przemieszczanymi/ w przeciwnych kierunkach. Wynik ten, jak wskazuje się, może być uogólniony na przypadek wachlarza jednokładnych linii poślizgu i trajektorii głównych, jak np. w płaskim zagadnieniu płynięcia plastycznego /przeciągania/ przez matrycę o kształcie klinowym. Bierze się przy tym pod uwagę, że rozwiązanie zagadnienia jest znane, a praca podaje tylko statyczne podejście. Niemniej jednak powinno ono być zestawione ze znanymi rozwiązaniami, gdyż jednoznaczność rozwiązania nie jest zapewniona a priori.
Następna część pracy będzie zajmować się płaskim zagadnieniem płynięcia przez kanał o ściankach krzywoliniowych /jednakże zastosowana metoda wymaga pewnych ograniczeń matematycznych jedynie do pewnej klasy zagadnień/ i wreszcie, autor ma nadzieję, że - w ostatniej części - uda się uogólnić tę metodę na zagadnienia trójwymiarowe obrotowo symetryczne. Jakkolwiek w ten sposób nie uzyska się prawdopodobnie pełnego rozwiązania zagadnienia płynięcia plastycznego, wskazana metoda, jak to będzie przedstawione, daje możność określenia trajektorii głównych co najmniej w obszarach przyległych do ścianki kanału w sposób bardziej bezpośredni, co pozwala naświetlić to zagadnienie dodatkowo. Wydaje się to szczególnie ważne, jeśli wziąć pod uwagę, że według Bykowcewa i Miasniankina w zagadnieniu przez nich rozważanym “nie ma jednoznaczności rozwiązania problemu określonego przy pomocy warunków brzegowych”.
Należy nadmienić, że omawiane w pracy warunki brzegowe po obu stronach wzmiankowanej wyżej szczeliny, tj. na powierzchniach nieskończonych sztywnych płyt /lub dwóch “półprzestrzeni”/ odnoszą się do kleju /lub podobnego materiału, np. lutu/ o bardzo dobrej przyczepności i granicy plastyczności znacznie niższej od tej jaką wykazują wspomniane płyty łączone. Jeśli dopuszczalny jest większy błąd, rozwiązania można zastosować nie tylko do skończonych wymiarów rzeczywistych elementów konstrukcji /lub części maszyn/ ale również do kołowych płyt itp. pod warunkiem, że ich średnica jest dostatecznie duża w porównaniu z grubością płyty itp.
Problem optymalizacji parametrów kompresji dynamiki sygnału mowy.
Warszawa 1971 s. 30.
Prace IPPT 54/1971.
Charakterystyczną - i zarazem niekorzystną - cechą działania klasycznych układów kompresyjnych z automatyczną regulacją wzmocnienia jest osiąganie przez kompresor maksymalnej wartości wzmocnienia podczas przerw w sygnale mowy. Zjawisko to jest szczególnie szkodliwe wtedy, gdy do wejścia kompresora doprowadzane są wraz z sygnałem użytecznym szumy i zakłócenia o charakterze ciągłym. Jeżeli w rozpatrywanym odcinku czasowym sygnału mowy czas trwania najdłuższej przerwy jest znacznie krótszy od czasu powrotu kompresora, średni stosunek sygnału do szumów w tym odcinku czasowym praktycznie nie ulega zmianie. Dzieje się tak dlatego, że szumy podlegają kompresji na równi z sygnałem użytecznym. Natomiast jeżeli czas trwania poszczególnych przerw w sygnale mowy jest współmierny z czasem powrotu kompresora, poziom szumów podczas tych przerw zostaje znacznie podwyższony. Szumy mogą wtedy spowodować zadziałanie układu decyzyjnego, co byłoby równoznaczne z zakłóceniem procesu rozpoznawania sygnału. Aby tego uniknąć, stosuje się najczęściej dwie metody:
a/ tzw. “centralne” ograniczenie sygnału, czyli eliminację z sygnału wszystkich wartości /chwilowych lub średnich/ mniejszych od pewnej założonej wartości progowej, oraz
b/ eliminację szumów pomocy sygnału maskującego o częstotliwości ultradźwiękowej.
Wszystkie wymienione problemy powinny być wzięte pod uwagę podczas projektowania układów do normalizacji poziomu sygnału mowy, aby zapewnić prawidłowe działanie zasadniczej części układu rozpoznającego, jaką jest układ analizująco-decyzyjny.
Zagadnienie zastosowania kompresora do celów normalizacji poziomu sygnału mowy było już przedmiotem pracy magisterskiej autora.
Obecna praca ma na celu przede wszystkim doświadczalne określenie wpływu parametrów poszczególnych członów funkcjonalnych kompresora na jego właściwości kompresyjne, ze szczególnym uwzględnieniem parametrów dynamicznych układu.
Płynięcie, elastyczność i relaksacja polimerów w stanie ciekłym.
Warszawa 1971 s. 116.
Prace IPPT 55/1971.
Celem wykladu jest przedstawienie współczenych poglądów na reologię nieusieciowanych polimerów, a w szczególności na stan elastyczny polimerów “zdolnych” do płynięcia.
Z zagadnień teorii drgań.
Warszawa 1971 s. 25.
Prace IPPT 56/1971.
Problemy brzegowe ciał sypkich o wzmocnieniu gęstościowym.
Warszawa 1971 s. 42.
Prace IPPT 57/1971.
W niniejszej pracy rozwiązano pewne problemy brzegowe dla ośrodka zdefiniowanego przez Z. Mroza. Opis tego materiału, jak zaznaczono, oparty jest na teorii materiałów plastycznych ze wzmocnieniem, z potencjalnym prawem płynięcia. Dopuszcza się przy tym efekt osłabienia materiału. Za parametr wzmocnienia przyjęto gęstość ciała.
Można więc opisać zagęszczanie ośrodka - czemu towarzyszy wzmocnienie - oraz rozluźnienie związane z osłabieniem materiału. Gęstość może także zachowywać swą wartość w warunkach ścinania.
W artykule ograniczono się do zakresu sztywno-plastycznego, przy stowarzyszonym prawie płynięcia, linearyzując, dla płaskiego stanu odkształceń, warunek plastyczności. Podano analityczne rozwiązanie zagadnienia dośrodkowego i odśrodkowego płynięcia rury grubościennej w zakresie małych przemieszczeń. Założono osiowo-symetryczny sposób płynięcia, co jest istotne wobec możliwości wystąpienia procesu niestatecznego.
Pod wpływem ciśnienia generują się w materiale rury pewne strefy plastyczne o rosnącej, malejącej lub ustalonej gęstości. Znajomość ich propagacji pozwala ocenić zachowanie się rury.
Zagadnienie płynięcia plastycznego cylindra z materiału rozdrobnionego często jest spotykane w technice. Przykładem mogą być badania presjomatryczne stosowane coraz powszechniej w geotechnice. Rozwiązanie problemu dośrodkowego płynięcia cylindra może mieć zastosowanie przy projektowaniu drenaży pionowych wykonywanych ze żwiru, bez wewnętrznej rury, a także jako przyczynek do wstępnej analizy wypływu materiałów sypkich z silosów o gładkich ściankach.
Zagadnienie odśrodkowego ruchu rury grubościennej przy uproszczonych warunkach plastyczności /o kształcie koła i kwadratu/ w zakresie omawianego modelu podali Z. Mróz i K. Kwaszczyńska.
Problem dynamicznego rozpychania ściśliwego ośrodka sprężysto-plastycznego badali Crozier i Hunter, stosując liniowo zależny od gęstości warunek Treski.
O pewnych własnościach całek pierwszych równań różniczkowych zwyczajnych.
Warszawa 1971 s. 20.
Prace IPPT 58/1971.
Praca poświęcona jest badaniu własności całek pierwszych nieautonomicznych równań różniczkowych zwyczajnych w postaci normalnej, a w szczególności badaniu układów zupełnych całek pierwszych tych równań. Własności te, jak i relacje, jakie zachodzą między całkami pierwszymi a polem wektorowym wyznaczonym przez równanie różniczkowe, mogą być wykorzystywane do pewnych badań jakościowych z dziedziny stateczności.
Analiza fal przyśpieszenia w materiale reologicznym.
Warszawa 1971 s. 32.
Prace IPPT 59/1971.
Tematem pracy jest szczegółowa analiza fal przyśpieszenia w materiale reologicznym dla przypadku zagadnienia jednowymiarowego. Przyjęto, że dysypacja wewnętrzna materiału reologicznego może być opisana n skalarnymi parametrami.
Po wprowadzeniu podstawowych definicji i założeń udowodniono twierdzenie 3, które stwierdza, że homotermicznej fali przyśpieszenia pochodne czasowe parametrów wewnętrznych nie doznają skoku. Twierdzenie to ma istotne znaczenie dla dalszych rozważań. Wykazano również słuszność twierdzenia odwrotnego.
W punkcie trzecim zbadano homotermiczną falę przyśpieszenia przy założeniu ogólnej postaci związków konstytutywnych. W następnym punkcie wprowadzono związki konstytutywne przez usunięcie gradientu temperatury z zależności funkcyjnych przy pozostawieniu wpływu gradientu temperatury na rozwiązanie problemu początkowego określającego parametry wewnętrzne. Dla tego przypadku otrzymano równanie na prędkość fali. Po zlinearyzowaniu zagadnienia początkowego dla parametrów wewnętrznych względem gradientu temperatury zbadano rozwiązanie równania na prędkość fali kilku prostych założeń.
W punkcie piątym zbadano falę termiczną a w punkcie ostatnim falę mechaniczną /deformacyjną/, dla dwóch przypadków, a mianowicie przy założeniu, że fala jest homotermiczną lub izotermiczna.
Ocena maksymalnych ugięć ram sprężysto-plastycznych.
Warszawa 1971 s. 22.
Prace IPPT 60/1971.
Przedstawiono metodę pozwalającą na ocenę ugięć sprężysto-plastycznych belek i ram, które występują w trakcie przystosowywania się konstrukcji.
Problem sprowadzono do standardowych metod programowania liniowego, co umożliwia stosowanie standardowej procedury rozwiązującej.
Do rozwiązania ramy, nawet przy bardzo niskim współczynniku bezpieczeństwa względem nieprzystosowania, obliczone maksymalne przemieszczenia nie przekraczają przemieszczeń obliczonych w założeniu konstrukcji czysto sprężystej.
Polikardiograficzna ocena niektórych parametrów czynności serca płodu.
Warszawa 1971 s. 141.
Prace IPPT 61/1971.
Podjęte przeze mnie badania miały na celu:
1/ opracowanie metodyki zapisywania ultradźwiękowych sygnałów dopplerowskich towarzyszących czynności serca płodu przy użyciu zapisu polikardiograficznego obejmującego także i elektrokardiogram i fonokardiogram płodu;
2/ opracowanie metodyki analizowania takich polikardiogramów płodu;
3/ podanie charakterystyki sygnałów dopplerowskich towarzyszących czynności serca płodu;
4/ ustalenie zależności między poszczególnymi elementami dopplerowskiego ultrasonokardiogramu płodu z jednej strony, a tak elementami elektrokardiogramu i fono kardiogramu płodu jak i poszczególnymi fazami ewolucji serca płodu z drugiej strony;
5/ udzielenie odpowiedzi na następujące pytania:
a/ czy i w jaki sposób zmieniają się poszczególne parametry takiego zapisu polikardiograficznego w miarę postępu ciąży, po urodzeniu i w powikłaniach ciąży takich, jak zatrucie ciążowe, cukrzyca utajona i przenoszenie ciąży oraz
b/ czy poród wywiera jakiś wpływ na poszczególne parametry zapisu polikardiograficznego;
6/ opracowanie metodyki rejestrowania ruchomych ech struktur serca płodu przy pomocy ultrasonokardiografu wykorzystującego technikę impulsów i echa łącznie z równoczesnym zapisywaniem elektrokardiogramu lub fonokardiogramu płodu, ustalenie przypuszczalnego pochodzenia poszczególnych ech i związku między elementami elektrokardiogramu lub fonokardiogramu płodu, a elementami krzywej ultrasonokardiograficznej, oraz określenie przydatności tej techniki dla kardiologii płodowej.
Płaskie fale naprężenia wywołane ruchomymi źródłami w ośrodku sprężysto-lepkoplastycznym.
Warszawa 1971 s. 21.
Prace IPPT 62/1971.
Wyniki prowadzonych od szeregu lat badań własności dynamicznych materiałów wykazują istotny wpływ prędkości odkształceń na zależność między stanem naprężenia i odpowiadającym mu stanem odkształcenia. Wśród materiałów konstrukcyjnych wyraźną wrażliwość na prędkość odkształceń w procesach dynamicznego obciążenia wykazują m.in. miękka stal i wyżarzone aluminium.
Równocześnie w szeregu prac proponowane są różne formy analitycznego ujęcia tej cechy materiałów drogą tworzenia odpowiednich równań konstytutywnych.
Praca niżej przedstawiona ma na celu określenie wpływu prędkości odkształceń na zjawisko rozprzestrzeniania się fal naprężenia na skutek poruszających się źródeł mechanicznych i cieplnych w cienkim, półnieskończonym pręcie z materiału sprężysto-lepkoplastycznego. Przyjęto, że materiał posiada własności określone w [3].
Rozważania zawarte w niniejszej pracy bazują na rezultatach poprzednich prac autora [6, 7], których celem była analiza podobnego zjawiska falowego w pręcie materiału niewrażliwego na prędkość odkształceń. Uzyskano dzięki temu możliwość wyciągnięcia odpowiednich wniosków z porównania wyników przeprowadzonych rozważań.
Najbardziej istotnym z nich jest stwierdzenie zmniejszenia prędkości propagacji fali odciążenia w przypadku uwzględnienia wpływu prędkości odkształceń.
Zagadnienie określenia związków wyrażających naprężenie i prędkości przemieszczeń sprowadzono - dzięki przyjętemu modelowi materiału - do rozwiązania pewnych zagadnień granicznych dla niejednorodnego równania hiperbolicznego o stałych współczynnikach.
Analiza fonotaktyczna tekstu polskiego.
Warszawa 1971 s. 30.
Prace IPPT 63/1971.
Zasadnicza innowacja metodologiczna leżąca u podstawy niniejszej pracy polega na zebraniu materiału, którego całość stanowiły utrwalone na taśmie magnetofonowej i przetranskrybowane z odsłuchu wycinki tekstów konwersacyjnych.
Dla celów niniejszej pracy uwzględniono następujące rodzaje materiału językowego:
a/ współczesny teatr radiowy,
b/ swobodne (tj. nie wyuczone) dyskusje radiowe oraz
c/ całkowicie nie przygotowane, spontaniczne dialogi nagrane w studiu fonograficznym. W przypadku materiału typu ( c ) osoby, których głos zapisywano na taśmie, były wprawdzie świadome tego, że ich rozmowa jest utrwalana, ale wszystkie czuły się całkowicie swobodnie i według oceny intersubiektywnej ich wymowa na wykonanych zapisach jest tak samo naturalna, jak w codziennym kontakcie.
Uwzględniono tylko wymowę nie-gwarową, jednakże nie próbowano wyeliminować głosów, które wykazywały nieznaczne i niecałkiem konsekwentne ślady wymowy regionalnej. Dotyczy to wygłosowego [ow] albo [om] zamiast [ ą].
Uderzająca właściwością zebranego materiału jest znaczna rozbieżność między tekstem wyuczonym występującym w nagraniach słuchowisk, a tekstem spontanicznym. Ten ostatni charakteryzuje się przede wszystkim wszystkimi trzema cechami:
a/ niekompletnością gramatyczną fraz,
b/ różnym niż wyuczonym tekście rozkładem przerw,
c/ uproszczeniami i skróceniami fonetycznymi.
Większość z wymienionych właściwości opracowanych tekstów będzie przedmiotem odrębnych prac, które są przygotowywane.
Metoda rejestrowania sygnałów wolnozmiennych na taśmie magnetofonowej.
Warszawa 1971 s. 17.
Prace IPPT 64/1971.
Przedmiotem badań i obserwacji w technice, medycynie i wielu dziedzinach nauki są bardzo często takie zjawiska, których parametry opisujące są wolnozmiennymi funkcjami czasu. Nie zawsze możliwe jest bezpośrednie, graficzne zarejestrowanie tych parametrów w momencie ich pomiaru.
Często również zachodzi potrzeba wielokrotnego odtworzenia ich przebiegu w celu wykonania określonych analiz szczegółowych, których przeprowadzenie w miejscu pomiaru jest niewygodne lub niekiedy całkiem niemożliwe.
Statystyczna analiza badanego zjawiska wymaga rejestracji opisujących je parametrów na przestrzeni bardzo długiego czasu. Oparcie takiej analizy o rejestrację graficzną tychże parametrów jest zarówno niewygodne jak i bardzo kosztowne. W opisanych przypadkach pożądany byłby układ umożliwiający archiwizację przebiegów wolnozmiennych oraz dowolnie-krotną ich reprodukcję przy całkowitym zachowaniu oryginalności. Rejestrację przebiegów wolnozmiennych w sposób umożliwiający wielokrotne ich odtworzenie najwygodniej jest oprzeć na technice zapisu magnetycznego, która osiągnęła już obecnie bardzo wysoki stopień doskonałości.
Vibroconverter, którego omówienie stanowi przedmiot niniejszej publikacji służy temu właśnie celowi. Jego rola polega na zakodowaniu dowolnego przebiegu wolnozmiennego w częstotliwości sygnału zapisywalnego na taśmie magnetofonowej przy pomocy średniej klasy magnetofonu standardowego. Viboconverter jest zatem odrębnym aparatem w przeciwieństwie do układów podobnych w sensie funkcjonalnym, lecz stanowiących element magnetofonów wysokiej klasy, służących do określonych celów specjalnych. Magnetofony te produkowane zresztą w nielicznych krajach wysoko-rozwiniętych są bardzo drogie i jako takie trudno dostępne.