Analiza tłumiącego działania ośrodka sprężysto - plastycznego.
Warszawa 1972 s. 16.
Prace IPPT 1/1972.
Nierzadko w rozwiązaniach technicznych zachodzi konieczność stosowania warstw tłumiących, których zadaniem jest izolowanie pewnych układów dynamicznych /lub ich elementów/ od niepożądanych oddziaływań zewnętrznych, bądź też izolowanie wspomnianych układów w celu zapobieżenia ich szkodliwemu działaniu na otoczenie.
Warstwy o wymienionym przeznaczeniu można spotkać zarówno w przemyśle maszynowym /ciężkie maszyny hutnicze/, jak też w urządzeniach oraz konstrukcjach podziemnych narażonych na działanie obciążeń dynamicznych np. typu fal naprężenia silnej nieciągłości. Występujące w powyższych przypadkach obciążenia, z uwagi na swą intensywność mogą wywołać w stosowanych materiałach odkształcenia trwałe. Z tego też względu korzystanie z modelu materiału sprężystego przy obliczaniu parametrów niezbędnych w projektowaniu wspomnianych warstw izolujących pociąga za sobą nieuwzględnienie szeregu istotnych efektów wynikających z własności plastycznych stosowanych materiałów.
Aby uniknąć rozważania zagadnienia rozprzestrzeniania i odbicia fal naprężenia w warstwie z materiału sprężysto - plastycznego, które prowadzi do złożonych rezultatów analitycznych, trudnych do wykorzystania w praktyce inżynierskiej proponujemy niżej zbadanie zachowania się modelu zastępczego składającego się z dwóch mas, z których jedna spoczywa na powierzchni sprężystej półprzestrzeni. Masy oddzielone są warstwą zmodelowaną sprężyną o charakterystyce sprężysto - plastycznej.
Rozwiązania równań ruchu takiego modelu zastępczego zależne jest od pewnych parametrów charakteryzujących dany układ i wymuszenie. Daje to możliwość stabelaryzowania wyników, co stanowi istotną trudność w przypadku rozważania analogicznego problemu falowego wynikającą z dużej ilości możliwych obrazów rozwiązań.
Porównanie uzyskanych na proponowanej drodze rezultatów z danymi eksperymentalnymi może pozwolić na wykorzystanie powyższego sposobu obliczeń dla szerokiej klasy stosowanych materiałów.
Rozwiązania zupełne zagadnień nośności granicznej płyt.
Warszawa 1972 s. 30.
Prace IPPT 2/1972.
Rozwiązanie zagadnienia brzegowego dla równań różniczkowych opisujących rozpoczynający się ruch ośrodka sztywno - plastycznego określane jest jako rozwiązanie zupełne problemu nośności granicznej. Polega ono na wyznaczeniu: a/ nośności granicznej, tzn. intensywności obciążenia, przy którym następuje chwilowy ruch ośrodka, b/ mechanizmu tego ruchu, c/ pola naprężeń występujących w ośrodku w chwili, gdy rozpoczyna się jego ruch.
Wskutek nieliniowości równań teorii płyt plastycznych, rozwiązania zupełne są trudne do uzyskania. Dlatego też uwagę poświęcano głównie metodom dostarczającym odpowiedzi częściowych, a w szczególności metodom pozwalającym oceniać nośność graniczną - wielkość najbardziej interesującą projektanta. Metody te biorą za punkt wyjścia dwa podstawowe twierdzenia teorii nośności granicznej [12]. W zastosowaniu do płyt popularność zdobyła teoria linii załomów, umożliwiająca uzyskanie w prosty sposób górnej oceny obciążenia granicznego. Wyniki uzyskane w oparciu o teorię linii załomów są jednak niewystarczające dla celów projektowania, które wymaga znajomości pola sił wewnętrznych by np. umożliwić odpowiednie ułożenie zbrojenia w płycie żelbetowej.
Opracowanie metod otrzymywania rozwiązań zupełnych poprzedzone być musi ustaleniem typu równań różniczkowych opisujących zginanie płyt plastycznych. Na typ układu równań wpływa warunek plastyczności. Dla nieliniowego warunku plastyczności zagadnienie to badał Hodge wykazując, że układ quasi-liniowych równań problemu jest zawsze eliptyczny. Dla liniowych warunków plastyczności układ ten może być eliptyczny, paraboliczny lub hiperboliczny. Hopkins, Schumann i Estrin zbadali to zagadnienie dla warunku Treski.
Znacznie prostsza sytuacja ma miejsce w przypadku, gdy obowiązuje warunek największych momentów głównych. Układ równań jest wówczas bądź paraboliczny, bądź hiperboliczny, z możliwością występowania stref izotropowego zginania. Różne aspekty zginania płyt podlegających temu warunkowi plastyczności badali Nielsen, Massonet, Niepostyn, Sawczuk i Hodge oraz Collins.
Niniejsza praca dotyczy metod rozwiązywania zagadnień zginania płyt plastycznych podlegających warunkowi największych momentów głównych. Po dyskusji układu równań omówiono zasady łączenia różnych rozwiązań analitycznych wzdłuż charakterystyk. Uwzględniono możliwość wystąpienia dopuszczalnych nieciągłości w polu sił wewnętrznych płyty. Podane zasady budowania rozwiązań zastosowane zostały do kilku przypadków płyt poddanych działaniu obciążeń skupionych, równomiernemu ciśnieniu oraz obciążeniu liniowemu.
Akustyczny sygnał mowy w komunikacji człowiek - komputer.
Warszawa 1972 s. 23.
Prace IPPT 3/1972.
The recent development of informatics and the growing applications of electronic computing techniques in many domains of science, economy and administration call for the use of the acoustic speech signal as simple and convenient means for conveying linguistic information from man to computer and vice versa in terms of the natural that is human language. The total resolution of the above mentioned problem depends on the progress of the research work on speech analysis and synthesis aiming at two goals:
a/ automatic recognition of linguistic and other information encoded in the speech
b/ production of synthetic speech from discrete digital code signals of low information rate.
Both problems are extensively discussed in many specialized and general progress papers.
The subject of the present paper is a brief survey of the actual focal topics in speech communication research. Most examples referred to in the text are taken from current activity in speech analysis and synthesis at the Department of Cybernetic Acoustics, IFTR.
Extensive topic bibliography of the subject under consideration is given hereby.
Aparatura do akustycznej diagnostyki maszyn i urządzeń.
Warszawa 1972 s. 30.
Prace IPPT 4/1972.
Diagnostyka akustyczna jest dziedziną metrologii hałasów, która zajmuje się badaniem zjawisk fizycznych związanych z generacją oraz propagacją sygnałów akustycznych układów mechano - akustycznych.
Podstawowym celem diagnostyki akustycznej jest poznanie charakteru źródła hałasu, zarówno dla obniżenia jego poziomu hałaśliwości, jak też dla akustycznej kontroli prawidłowości wykonania lub pracy badanej maszyny.
Ponieważ struktura częstotliwościowa sygnału akustycznego jest nośnikiem wielu informacji, toteż stosowane są w celu jej poznania, metody analizy widmowej zarówno filtrami pasmowymi o stałej szerokości względnej pasma przepuszczania oraz filtrami heterodynowymi o stałej szerokości bezwzględnej Δ f = const.
Opracowana w Instytucie Podstawowych Problemów Techniki metoda i aparatura do akustycznej diagnostyki maszyn i urządzeń typu ADA-1 oparta jest na analizie widmowej sygnału filtrami pasmowymi o szerokości jednej oktawy, z zastosowaniem binarnej dyskryminacji poziomów amplitudy we wszystkich pasmach.
Z zagadnień projektowania przekroju kablobetonowego.
Warszawa 1972 s. 20.
Prace IPPT 5/1972.
W pracy przedstawiono rozwiązanie zagadnienia projektowania na nośność graniczną kablobetonowego przekroju prostokątnego o jednej osi symetrii, obciążonego siłą osiową i momentem zginającym zmieniającymi się dowolnie w pewnym zakresie.
W rozwiązaniu wykorzystano wyprowadzone w pracy [3] związki między niszczącymi wartościami sił podłużnych i momentów zginających, służące do wyznaczania obszarów granicznych.
Zniszczenie przekroju zostało określone w fazie sprężysto - plastycznej przy uwzględnieniu ograniczonej odkształcalności betonu i stali /rys. 1 i rys. 2/ i w oparciu o założenie płaskich przekrojów. Jako kryterium zniszczenia przyjęto osiągnięcie granicznej wartości odkształcenia w co najmniej jednym włóknie przekroju.
Przedstawione rozwiązanie podaje sposób wyznaczania optymalnych wielkości zbrojenia sprężającego, naprężenia wstępnego w tym zbrojeniu oraz mimośrodu zbrojenia, przy danym obciążeniu oraz założonych charakterystykach geometrycznych przekroju, marce betonu i rodzaju stali.
Korelacja między obciążeniami przekładni zębatej a przyśpieszeniami korpusu.
Warszawa 1972 s. 18.
Prace IPPT 6/1972.
Diagnostyka techniczna jest częścią miernictwa technicznego, a jej postępowanie polega na pośrednim mierzeniu parametrów maszyny, z zasady bez demontażu. Ma zastosowanie przy kontroli technicznej wyrobów gotowych oraz kontroli stanów urządzeń w czasie eksploatacji. Informacje diagnostyczne wykorzystuje się do oceny zdolności funkcjonowania badanych urządzeń i do przewidywania ich przyszłego zachowania się.
W omawianym przypadku obiektem badania diagnostycznego będzie przekładnia zębata jednostopniowa. Można przypuszczać, że stan dynamicznych obciążeń zębów ma charakter dominujący nad pozostałymi stanami i decyduje o trwałości i niezawodności przekładni zębatej, a także o doborze warunków eksploatacji.
Wyznaczenie tego stanu tzn. pomiar obciążeń dynamicznych występujących na zębach kół zębatych wiąże się z dużymi trudnościami technicznymi i w zasadzie jest możliwy tylko w warunkach laboratoryjnych. Wykonanie natomiast takich pomiarów w czasie eksploatacji przekładni jest na ogół bardzo utrudnione.
Dlatego w pracy zajęto się zbadaniem możliwości wyznaczenia stanu obciążeń dynamicznych przekładni w sposób pośredni poprzez wyznaczenie stanu ruchu drgającego wybranych punktów korpusu przekładni.
Ruch ten traktować będzie można jako sygnał diagnostyczny.
Celem pracy jest znalezienie korelacji między stanem obciążeń zębów, a stanem ruchu wybranych punktów korpusu oraz stwierdzenie, czy korelacja ta jest istotna. Istnienie takiej korelacji na wystarczającym poziomie istotności pozwoliłoby na stosowanie wygodnego do badań sygnału diagnostycznego.
Ostatnie osiągnięcia w dynamicznej analizie konstrukcji plastycznych.
Warszawa 1972 s. 66.
Prace IPPT 7/1972.
Przedstawione są przybliżone metody pozwalające uzyskać proste rozwiązania problemów brzegowych dla dowolnych konstrukcji poddanych obciążeniu impulsowemu o nieskończenie krótkim lub skończonym czasie trwania.
Rozważany jest sprężysto - plastyczny, sztywno - plastyczny i sztywno - lepkoplastyczny model materiału. Uwzględnione są małe i umiarkowane duże ugięcia.
Omówione są najnowsze wyniki uzyskane w ramach dwóch metod znanych jako metoda oszacowań /bounding theorems/ oraz metoda rozdzielenia zmiennych /mode approximation/. Za pomocą obydwu technik obliczeniowych rozwiązywać można szeroki wachlarz zagadnień brzegowych.
Zasada Huygensa dla pola elektromagnetycznego w ośrodkach anizotropowych.
Warszawa 1972 s. 33.
Prace IPPT 8/1972.
Chociaż wiele publikacji poświęcono zagadnieniom propagacji fal elektromagnetycznych w jednorodnych ośrodkach anizotropowych, wciąż nie rozwiązano większości problemów dla których w przypadku ośrodków jednorodnych i izotropowych znane są rozwiązania ścisłe lub przybliżone. Zagadnienia dyfrakcji w ośrodkach anizotropowych jednoosiowych oraz szereg problemów związanych z propagacją fal elektromagnetycznych w takich ośrodkach były wyczerpująco omówione w referacie przeglądowym [1] na V Krajowej Konferencji ”Teoria i Zastosowanie Fal Elektromagnetycznych” - Zakopane 1969.
Tam można znaleźć szczegółowy spis literatury odnoszący się do powyższych zagadnień.
Przy rozwiązywaniu problemów dyfrakcji fal sprężystych i elektromagnetycznych jest rzeczą cenną z praktycznego punktu widzenia posługiwanie się metodą przybliżoną, pochodzącą od Kirchhoffa, którą w dalszym ciągu będziemy w skrócie nazywać przybliżeniem kirchhoffowskim. Ten ważny i bardzo prosty sposób otrzymywania przybliżonego rozwiązania jest omawiany w większości podręczników optyki, a ponadto poświęcono mu również książki monograficzne.
Ze względu na to, że rozwiązywanie ścisłych problemów dyfrakcji w ośrodkach anizotropowych jest sprawą wyjątkowo trudną, wydaje się, że podanie rozwiązań kirchhoffowskich ma duże znaczenie praktyczne. Nasze rozważania odnosić się będą tylko do ośrodków, których własności elektryczne wykazują anizotropię jednoosiową. Zasadniczym celem serii prac autorów jest podanie rozwiązania kirchhoffowskiego w postaci, która będzie uogólnienie znanych wzorów Kottlera, słusznych w ośrodkach izotropowych i jednorodnych.
W tej pracy podamy całkową reprezentację dla zależnego harmonicznie od czasu dowolnego pola elektromagnetycznego w ośrodku anizotropowym jednoosiowym, którą będziemy nazywać zasadą Huygensa. Jest ona uogólnieniem znanego wzoru Helmholtza-Kirchhoffa w teorii skalarnej oraz wzorów Larmora-Lorentza dla pola elektromagnetycznego w ośrodku izotropowym. Sformułowanie zasady Huygensa podane w pracy [12], chociaż ma inną postać, jest dokładnie równoważne naszym wynikom.
Przy rozwiązywaniu problemów dyfrakcyjnych w ośrodkach o anizotropii jednoosiowej istotną rolę gra twierdzenie o podziale dowolnego pola elektromagnetycznego na pole typu TE i TM względem osi anizotropii. Ten aspekt zasady Huygensa był poprzednio już dyskutowany. W tej pracy podajemy jawną postać reprezentacji całkowej dla pól typu TE i TM i dyskutujemy ich właściwości. W szczególności dla składowych pola typu TM otrzymamy równania różniczkowe drugiego rzędu, które sprowadzają się do równania Helmholtza przez odpowiednią transformację współrzędnych.
Również dla pola typu TM wprowadzona zostanie reprezentacja całkowa będąca uogólnieniem wzoru Helmholtza-Kirchhoffa.
Ostatni rozdział poświęcony jest właściwościom tej reprezentacji, a w szczególności interpretacji Younga-Rubinowicza.
Rozwiązanie asymptotyczne równań MHD w pobliżu linii nieciągłości pochodnych.
Warszawa 1972 s. 9/1972.
Prace IPPT 9/1972.
Rozwiązanie równań hiperbolicznych quasiliniowych /a w ogólności nieliniowych/ stają się, jak wiadomo, niejednoznaczne po upływie skończonego czasu t 0 od chwili początkowej, przy pewnych warunkach początkowych. Dalsza analiza rozwiązania wykracza poza klasyczną teorię równań różniczkowych, gdyż dla czasu t większego od czasu krytycznego tc mamy do czynienia z „rozwiązaniem nieciągłym”. Jednakże sam mechanizm powstawania nieciągłości daje się w ramach klasycznej teorii prześledzić. Wiadomo na przykład, że powstawanie nieciągłości wiąże się z osobliwościami pola charakterystyk.
Szczególnie interesujące wydaje się zachowanie nieciągłości pochodnych w rozwiązaniach równań quasiliniowych, jako takie nieciągłości propagują się po charakterystykach układu równań /mowa o równaniach z dwiema zmiennymi niezależnymi/. Narastanie nieciągłości pochodnych aż do wystąpienia nieciągłości samego rozwiązania opisywane jest wzdłuż charakterystyk tzw. równaniami transportu, które dla układu quasiliniowego są równaniami zwyczajnymi nieliniowymi; dalej praca ta będzie nazywana pracą A?. Równania transportu, wspomagane odpowiednią procedurą, pozwalają także znaleźć rozwiązanie w otoczeniu charakterystyk, w szczególności rozwiązanie asymptotyczne. Ponadto te same równania są przydatne w analizie rozwiązania zawierającego dwie nieciągłości pochodnych, propagujące się po dwóch bliskich charakterystykach.
W hydrodynamice nieciągłości pochodnych badane były między innymi przez Lighthilla. W magnetohydrodynamice nieciągłościami takimi zajmował się Whitham, który także badał rozwiązania asymptotyczne w pobliżu charakterystyk.
Rozchodzenie się niejednorodnej fali płaskiej nad płaszczyzną impedancyjną.
Warszawa 1972 s. 24.
Prace IPPT 10/1972.
Zajmijmy się zbadaniem niejednorodnej /powierzchniowej/ fali elektromagnetycznej, rozchodzącej się na płaszczyzną impedancyjną określoną równaniem z = 0 w prostokątnym układzie współrzędnych x, y, z. Układ ten dobieramy w taki sposób, aby pole elektromagnetyczne fali powierzchniowej nie zależało od jednej ze współrzędnych - powiedzmy od x. Innymi słowy, będziemy rozważać falę biegnącą w kierunku osi y. Założymy też harmoniczną zależność od czasu wszystkich badanych fal elektromagnetycznych.
Podobnie jak w pracy założymy, że w półprzestrzeni z > 0 /nad płaszczyzną impedancyjną/ rozciąga się ośrodek jednoosiowo anizotropowy, scharakteryzowany rzeczywistym i symetrycznym tensorem przenikalności dielektrycznej ε.
Nie będziemy niczego zakładali o kierunku wyróżnionej osi anizotropii.
Zagadnienie początkowe dla układu równań Własowa - Maxwella.
Warszawa 1972 s. 29.
Prace IPPT 11/1972.
Układ równań Własowa-Maxwella opisujący zachowanie się gorącej, rozrzedzonej plazmy jest nieliniowym układem równań różniczkowo-całkowych. Dla zbadania istnienia i jednoznaczności rozwiązania zagadnienia początkowego rozpatruje się tutaj odpowiadający wyjściowym równaniom i warunkom początkowemu układ równań całkowych. Pokazuje się, w oparciu o zasadę odwzorowań zwężających, istnienie i jednoznaczność rozwiązania tych równań; rozwiązanie to będzie się traktować jako rozwiązanie uogólnione układu równań wyjściowych. Może się bowiem zdarzyć, że rozwiązanie równań całkowych, będzie nieróżniczkowalne /lecz, jak się okaże, zawsze będzie ciągłe/, a od rozwiązań równań wyjściowych wymaga się różniczkowalności.
Metoda dowodu wymaga ograniczenia przedziału czasowego [O, T], na którym funkcje są określone. Ograniczenie to zależy od warunków początkowych i wydaje się rzeczą niemożliwą rozstrzygnięcie globalnego zagadnienia początkowego przy użyciu tej metody. Tym niemniej, przy wykonywaniu konkretnych obliczeń może zdarzyć, że będzie można uzyskiwać rozwiązanie w kolejnych odcinkach czasowych pokrywając w ten sposób dłuższy okres czasu.
Należy podkreślić, ze metody dowodu nie da się prawdopodobnie przenieść na przypadek trójwymiarowy. Istnieje bowiem jakościowa różnica między przypadkiem jednowymiarowym, a dwu, czy trójwymiarowym polegająca na tym, że w rzeczywistości /tzn. w trójwymiarowym przypadku/ tory cząstek / charakterystyki/ mogą się przecinać, podczas gdy w rozważanym modelu tej trudności nie ma.
Cyfrowy generator funkcji do sterowania formantowego syntezatora mowy SYNFOR II.
Warszawa 1972 s. 18.
Prace IPPT 12/1972.
Zastosowanie syntezatora mowy, jako jednego z możliwych urządzeń wyjściowych w układzie przekazywania informacji „maszyna cybernetyczna - człowiek” powoduje konieczność realizacji procesu syntezy z sygnałów sterujących zapisanych w postaci kodowej w pamięci maszyny. W szczególnym przypadku jaki stanowi współpraca syntezatora formantowego z maszyną cyfrową przeznaczoną do przetwarzania informacji, reguły syntezy elementów segmentalnych o rozciągłości zależnej od objętości słownika wyjścia akustycznego umieszczone są w pamięci maszyny i za pomocą cyfrowego generatora funkcji przetwarzane na zespół napięć sterujących parametryczne wejścia syntezatora. W ten sposób ciąg liczb binarnych określających przebieg wartości parametrów amplitudowych i częstotliwościowych syntezatora w funkcji czasu stanowi program syntezy określonego segmentu sygnału będącego nośnikiem informacji lingwistycznej.
W pracy omówiono ogólne warunki współpracy syntezatora z maszyną cyfrową i ich realizację w doświadczalnym cyfrowym generatorze funkcji spełniającym również rolę symulatora maszyny cyfrowej w pracach eksperymentalnych nad opracowaniem reguł programowania cyfrowego. Szczegółowo przedstawiono proces przetwarzania cyfrowego opisu programu na zespół 12 napięć sterujących syntezator SYNFOR II w odpowiedniej dla danego programu kwantyzacji czasowej i amplitudowej.
Metoda cyfrowej rejestracji wyników analizy sygnału mowy.
Warszawa 1972 s. 49.
Prace IPPT 13/1972.
W pracach doświadczalnych nad obróbką sygnału mowy do celów automatycznego rozpoznawania informacji lingwistycznych stosuje się powszechne maszyny cyfrowe, wykorzystując ich pamięć do zbierania informacji o sygnale, a ich arytmometr do wykonywania operacji obliczeniowych i logicznych w procesie rozpoznawania. Współpraca maszyny cyfrowej z blokiem analizy sygnału mowy w systemie „on line” wymaga zastosowania buforu pamięci pomocniczej w celu przystosowania start-stopowego cyklu pracy maszyny do ciągłego przepływu informacji z analizatora. Czas pracy maszyny w takim układzie zbliżony jest do czasu trwania sygnału akustycznego, ponieważ procesy obliczeniowe we współczesnych maszynach cyfrowych przebiegają znacznie szybciej niż przepływ informacji z analizatora. Zastosowanie urządzeń peryferyjnych wejściowych, np. dziurkarki taśmy, dziurkarki kart itp. do rejestracji wyników analizy sygnału mowy po pierwsze uniezależnia eksperymentatorów od możliwości współpracy z maszyną „on line”, a po drugie umożliwia przeprowadzenie procesów obliczeniowych z danych zebranych w dowolnym czasie poprzedzającym wykorzystanie maszyny. Prędkość wprowadzania danych do pamięci maszyny zależna jest od prędkości czytania taśmy. Urządzenia peryferyjne pracują w systemie START-STOP i w czasie między dwoma kolejnymi cyklami perforacji informacje muszą być magazynowane w pamięci współpracującej z perforatorem.
W pracowni Elektroakustyki ZAC IPPT-PAN opracowano i zbudowano urządzenie do pomiaru i rejestracji parametrów częstotliwościowych sygnału mowy za pomocą dziurkarki taśmy D-102. Urządzenie przeznaczone jest do pomiaru i rejestracji w odstępach czasu od 10 do 20 ma parametrów częstotliwościowych sygnału mowy, jak np. częstotliwości podstawowej F0, częstotliwości formantów F1 i F2 itd. oraz średniej gęstości przejść przez zero. Wszystkie te pomiary sprowadza się do pomiaru czasu trwania odpowiednich impulsów lub do pomiaru częstotliwości odpowiednich przebiegów impulsowych.
W pracy przedstawiono metodę zastosowania maszyny cyfrowej w układzie : analizator-perforator taśmy-czytnik taśmy-maszyna cyfrowa do prac eksperymentalnych nad automatycznym rozpoznawaniem mowy. Szczegółowo omówiono układ do pomiaru i rejestracji rezultatów analizy dynamicznej sygnału mowy przy zastosowaniu perforatora taśmy.
Modelowanie dynamiczne przekładni zębatych jednostopniowych.
Warszawa 1972 s. 211.
Prace IPPT 14/1972.
Praca zawiera następujące rozdziały:
1/ wprowadzenie i krytyczna ocena dotychczasowych modeli przekładni zębatych;
2/ budowa modelu mechanicznego przekładni zębatej jednostopniowej o osiach równoległych w odniesieniu do drgań skrętnych;
3/ zagadnienie słabych sprzężeń w przekładni zębatej w odniesieniu do drgań skrętnych;
4/ budowa modelu mechanicznego przekładni zębatej jednostopniowej o osiach równoległych w odniesieniu do drgań skrętno-giętnych;
5/ badanie zjawiska rezonansu parametrycznego przekładni zębatej jednostopniowej o osiach równoległych.
W rozdziale pierwszym zamieszczono krótki przegląd prac z dynamiki przekładni zębatych, które ukazały się ostatnio w literaturze oraz przeprowadzono ich krytykę.
W rozdziale drugim sprowadzono masy i sztywność wałów przekładni o parametrach rozłożonych w sposób ciągły do układu dyskretnego o kilku stopniach swobody. Rozważania ograniczono do wyznaczenia wartości mas zastępczych i sztywności w przypadku drgań skrętnych wałów. Przyjęcie takie uzasadniono tym, że amplitudy drgań skrętnych przeważnie są wielokrotnie większe od amplitudy drgań poprzecznych i podłużnych wałów.
Budowę modelu dyskretnego przeprowadzono w sposób następujący. Drgania układu ciągłego mechanicznego są opisane układem równań różniczkowych o pochodnych cząstkowych z odpowiednimi warunkami brzegowymi. Układ tych równań można, stosując metodę Galerkina, zastąpić z dobranym przybliżeniem układem równań różniczkowych zwyczajnych, przy założeniu równości energii kinetycznej i potencjalnej układu zastępczego i układu rzeczywistego. W rozdziale tym omówiono sposób dobierania funkcji kształtu i przytoczono tablice, za pomocą których w sposób bezpośredni można wyznaczyć wartości charakteryzujące układy dyskretne, tj. wartości zastępczych mas kół zębatych, brył i sztywność wałów.
W rozdziale trzecim jest przedstawiony problem wykorzystania tzw. „słabych sprzężeń” w układzie dyskretnym, jakim jest przyjęty model przekładni zębatej jednostopniowej. Przyjęto tu specjalny podział układu dyskretnego na podukłady. W przypadku tzw. „słabego sprzężenia” można pominąć ich oddziaływania wzajemne i rozważać każdy podukład osobno.
W rozdziale czwartym wyznaczono najpierw linie ugięć wałów na podporach sztywnych i podatnych. Następnie przeprowadzono próbę modelowania zęba oraz osadzenia jego przekroju poprzecznego podstawy utwierdzonego w piaście koła. W dalszej części tego rozdziału podano model dyskretny przekładni zębatej jednostopniowej o osiach równoległych z zębami śrubowymi, korzystając z wyznaczonych wartości zastępczych: mas kół zębatych, brył i sztywności wałów oraz zębów kół. Następnie wyprowadzono równanie dwustronnych więzów anholonomicznych oraz równanie ruchu dyskretnego modelu przekładni jednostopniowej przy założeniu, że między zębami nie występują zderzenia.
W rozdziale ostatnim zbadano warunki oscylacji i stabilność rozwiązań równania różniczkowego nieliniowego i niejednorodnego ze zmiennymi współczynnikami opisującego model dyskretny przekładni zębatej przy następujących założeniach:
1/ odkształcenie wałów i ich podparć oraz tarcz kół są bardzo małe w porównaniu z odkształceniami zębów,
2/ wykres sztywności zastępczej zębów i ich utwierdzenia podstaw w wieńcach zębatych ma przebieg siunusoidalny.
W zakończeniu pracy podane są zależności, za pomocą których można wyznaczać wartości sił między zębami.
Promieniowanie dipola poruszającego się w ośrodku dyspersyjnym.
Warszawa 1972 s. 23.
Prace IPPT 15/1972.
W pracy rozpatruje się promieniowanie dipola elektrycznego poruszającego się w ośrodku dyspersyjnym, izotropowym, jednorodnym i nieograniczonym.
Problemy początkowe dla równań liniowej elektrodynamiki.
Warszawa 1972 s. 37.
Prace IPPT 16/1972.
Przedmiotem pracy jest propagacja sygnałów elektromagnetycznych w nieograniczonych ośrodkach z czasowo-przestrzenną dyspersją, z tym, że będzie tu zwrócona uwaga szczególna na poprawne postawienie problemów początkowych dla całkowo - różniczkowych równań elektrodynamiki. Pole elektromagnetyczne w ośrodkach dyspersyjnych opisuje się równaniami Maxwella, wraz z relacją konstytutywną odpowiednią dla rozpatrywanego ośrodka. Relacja ta może odnosić gęstość natężenia prądu elektrycznego do pola elektrycznego w formie następującej zależności całkowej, będącej splotem czasowo - przestrzennym tensora przewodności σ (x, t) i pola elektrycznego E (x, t).
Zadaniem tej pracy, jest postulowanie warunków początkowych wraz z pewnymi dodatkowymi założeniami w celu sprowadzenia całkowo-różniczkowych równań pola dla nieograniczonej, nierelatywistycznej, izotropowej, jednowymiarowej i gorącej plazmy do równoważnych równań całkowych typu splotu.
W rezultacie, rozwiązania tych równań istnieją, są jednoznaczne i własności tych równań będą analizowane. Jak wykażemy, pole opisane przez równanie całkowo - różniczkowe nie jest typu falowego, gdyż pojawia się jednocześnie w całym obszarze ośrodka dyspersyjnego, chociaż zaburzenie początkowe jest ograniczone do skończonego obszaru. Przy przejściu do modelu zimnej plazmy, tj. do ośrodka z dyspersją tylko czasową propagacja zaburzeń pola ma charakter falowy.
Warunek stabilności dla periodycznych rozwiązań układu równań zimnej bezzderzeniowej plazmy.
Warszawa 1972 s. 15.
Prace IPPT 17/1972.
Układy fizyczne opisane nieliniowymi równaniami różniczkowymi uważamy za zdominowane przez dyspersję, jeśli wspomniane równania posiadają stacjonarne rozwiązania w postaci funkcji periodycznych. Używając terminologii związanej z propagacją fal mówimy w takim przypadku o istnieniu jednorodnych ciągów falowych.
Istnienie rozwiązań ściśle periodycznych nieliniowych równań z dyspersją umożliwia poszukiwanie ogólniejszych rozwiązań, które otrzymuje się przy dopuszczeniu powolnej zmienności parametrów rozwiązania periodycznego. Charakter przyjmowanych założeń potrzebnych do otrzymania takich ogólniejszych rozwiązań, które możemy nazywać rozwiązaniami quasi-periodycznymi, uzasadnia określenie odpowiedniej teorii jako nieliniowej optyki geometrycznej.
Rezultatem zastosowania nieliniowej optyki geometrycznej do konkretnego układu równań jest układ równań różniczkowych opisujących powolną zmianę parametrów występujących w rozwiązaniu periodycznym. Te ostatnie równania są na ogół również nieliniowe i dlatego mogą okazać się równie trudne do rozwiązania jak równanie wyjściowe. Otrzymane więc quasi periodycznych rozwiązań w formie explicite nie jest zadaniem prostym.
Jednak samo określenie typu równań opisujących zmianę omawianych parametrów pozwala na wyciągnięcie interesujących wniosków dotyczących wyjściowego rozwiązania ściśle periodycznego. Jeśli równania na zmiany parametrów okażą się np. typu eliptycznego w jakimś obszarze wartości tych parametrów, wtedy dowolnie mała zmiana w ich wartości narasta, co oznacza, że pierwotne rozwiązanie jest niestabilne. Mówimy wtedy o niestabilności modulacyjnej.
Znaczenie nieliniowej optyki geometrycznej polega właśnie na możliwości badania stabilności periodycznych rozwiązań układów nieliniowych, czyli jednorodnych ciągów falowych propagujących się w ośrodkach nieliniowych. Ważną zaletą tej teorii jest niewystępowanie założenia o małości amplitudy rozważanych fal, które to założenie zazwyczaj występuje we wszelkich rozważaniach nad stabilnością.
Plazma złożona z zimnych jonów oraz będących w równowadze z polem elektrycznym elektronów, przy zaniedbaniu zderzeń i braku pola magnetycznego jest przykładem nieliniowego układu zdominowanego przez dyspersję. Jednym z istotnych problemów rozpatrywanych w teorii fal w tym ośrodku jest problem stabilności periodycznych rozwiązań występujących tu nieliniowych równań cząstkowych. W odróżnieniu od poprzednich prac, gdzie stosowano liniową teorię stabilności, w niniejszej pracy rozpatruje się problem stabilności rozwiązań periodycznych metodami nieliniowej optyki geometrycznej, a więc bez ograniczenia amplitudy fali.
Z drugiej strony, optyka geometryczna zawiera założenia o powolnej zmianie parametrów fali, więc jest również teorią uproszczoną.
W wyniku otrzymano równanie różniczkowe na określenie zmian parametrów w niejednorodnym ciągu falowym /i warunek stabilności/ periodycznych rozwiązań stacjonarnych układu wyjściowego. Wydaje się, że określenie konkretnych wartości parametrów, dla których występują niestabilności wymaga obliczeń numerycznych.
Naprężenia momentowe w pasmie tarczowym.
Warszawa 1972 s. 17.
Prace IPPT 18/1972.
Celem pracy jest przeprowadzenie próby ilościowej analizy wpływu istnienia naprężeń momentowych na rozkład naprężeń wewnątrz nieskończonego pasma tarczowego /płaski stan odkształcenia/ obciążonego na powierzchni. Przeliczono dwa przykłady obciążenia tarczy uwzględniając w każdym przypadku trzy modele ciała: model klasyczny ciała sprężystego /bez uwzględnienia naprężeń momentowych/ oraz dwa modele ciała mikropolarnego, ze związanymi obrotami /nazywamy tu modelem MINDLINA - KOITERA/ oraz z dodatkowymi stopniami swobody /nazywany modelem ERINGENA - NOWACKIEGO/. Podstawowe związki dla wymienionych modeli ciał mikropolarnych podane są odpowiednio w pracach [1, 2] oraz [3]. W dalszym ciągu pracy modele te oznaczać będziemy w skrócie przez KS /klasyczne ciało sprężyste/, model MK oraz model EN.
W pracy rozwiązuje się w zasadzie zagadnienie przy założeniu modelu EN, pozostałe dwa modele są w tym zagadnieniu pewnymi przypadkami szczególnymi.
Uzyskane wyniki świadczą o tym, że uwzględnienie naprężeń momentowych prowadzi do szybszego wyrównywania się naprężeń wewnątrz tarczy obciążonej nierównomiernie na powierzchni; można powiedzieć, że „wzmacniają” one niejako zasadę de Saint - Venanta.
Drugi wniosek dotyczy stwierdzenia, że w tym prostym przypadku płaskiego stanu odkształcenia model MK stanowi przypadek szczególny modelu EN; ten ostatni model daje możliwość, drogą odpowiedniego doboru współczynnika materiałowego A, dość poważnych modyfikacji rozwiązania problemu.
Dyslokacje w prostych strukturach krystalicznych.
Warszawa 1972 s. 89.
Prace IPPT 19/1972.
Kryształ jest to ciało stałe, zbudowane z atomów, jonów lub molekuł. Te „cegiełki”, z których kryształ jest zbudowany, nie leżą bezładnie, ale są uporządkowane w taki sposób, że odległości między dwiema kolejnymi „cegiełkami” w dowolnie przez nas wybranym kierunku są jednakowe. Dla różnych kierunków odległości te są na ogół różne. Mieliśmy tu na myśli kryształ idealny.
W przyrodzie niestety, albo i na szczęście, nie ma nic idealnego, dlatego też wydaje się konieczne, aby zaraz na wstępie przeprowadzić orientacyjną klasyfikację defektów jakie mogą w kryształach występować.
Najbardziej narzucającym się podziałem defektów jest podział ze względu na wymiar. Oczywiste jest więc, że mamy w takim razie cztery rodzaje defektów: zero, jedno, dwu i trójwymiarowe.
Niniejsza prac ma charakter przeglądowy. Oparto się w niej głównie na artykułach Franka i Nicholasa, Hornstry i Amelinckxa. W miarę możliwości starano się uzupełnić zawarte tam informacje na podstawie nowszych publikacji. Prawie wszystkie rysunki są przeniesione z powyższych lub innych prac zamieszczonych w spisie literatury /np. dyslokacje w strukturze diamentu/. Na końcu pracy w Tablicy 3 zestawiono pierwiastki z odpowiadającymi im strukturami krystalograficznymi w zależności od temperatury i od ciśnienia, na podstawie International Tables for X-Ray Crystalography.
Niewiskozymetryczne przepływy z proporcjonalną historią deformacji.
Warszawa 1972 s. 32.
Prace IPPT 20/1972.
Jak wiadomo, zachowanie się nieściśliwych cieczy prostych we wszystkich ustalonych jak i nieustalonych przepływach wiskozymetrycznych daje się całkowicie opisać trzema funkcjami materiałowymi nazywanymi często funkcjami wiskozymetrycznymi. Z drugiej strony dla przepływów należących, w myśl definicji Nolla, do klasy ruchów ze stałą historią deformacji, konieczna jest znajomość co najmniej pięciu funkcji materiałowych /dwie funkcje naprężeń normalnych i trzy funkcje naprężeń ścinających/. Te przepływy posiadają duże praktyczne i eksperymentalne znaczenie w reologii polimerów, ponieważ obejmują one, jako przypadki szczególne, nie tylko wszystkie ustalone przepływy wiskozymetryczne i „podwójne nałożone przepływy wiskozymetryczne”, lecz także ustalone przepływy rozciągające, przepływy czystego ścinania oraz liczne przepływy występujące w ostatnio skonstruowanych lub proponowanych reometrach.
W niniejszej pracy uogólniono teorię ruchów ze stałą historią deformacji na przypadek ruchów z proporcjonalną historią deformacji /krótko nazywanych RPHD/, tj. przepływów niewiskozymetrycznych, dla których wykładnik tensorowy charakteryzujący historie deformacji jest proporcjonalny do tej samej gładkiej funkcji czasu. Przedyskutowano bardziej szczegółowo podstawowe równania konstytutywne dla takich przepływów. Rozważono również klasę przepływów, dla których odpowiednie tensory deformacji utworzone są z dowolnej liczby prostszych czynników, przy czym każdy z nich reprezentuje RPHD. Te ostatnie przepływy nazwano ruchami z nałożonymi proporcjonalnymi historiami deformacji, lub krótko RNPH. W dalszym ciągu uogólniono twierdzenie o reprezentacji, udowodnione dla ruchów ze stałą historią deformacji, na przypadek interesujących nas RPHD.
Twierdzenie to umożliwia określenie tensora ekstra- naprężenia w zależności od trzech pierwszych tensorów kinematycznych Rivlina-Ericksena. Z kolei przedyskutowano dokładniej przypadek proporcjonalnego przepływu w reometrze Maxwella oraz przedstawiono możliwość doświadczalnego określania odpowiednich funkcji materiałowych. Dalsze rozważania dotyczyły przypadku nieustalonego, prostego przepływu rozciągającego, dla którego można było wykorzystać poprzednie wyniki uzyskane dla reometru Maxwella. Na zakończenie pracy krótko przedyskutowano szczególny przypadek małych oscylacji mimośrodu dla przepływu w reometrze Maxwella.
Termomechaniczne sprzężenie w materiale z pamięcią.
Warszawa 1972 s. 32.
Prace IPPT 21/1972.
Śledząc najnowsze prace dotyczące ogólnego opisu materiałów można zauważyć wyraźną tendencję do uogólnień otrzymywanych wyników przez szerokie stosowanie matematyki współczesnej. Celem tych uogólnień jest dążenie do opisu nie tyle określonego materiału, ile pewnej klasy materiałów.
Budując teorię klasy materiałów, można zawsze z niej otrzymać pewne szczególne opisy określonych, rzeczywistych materiałów lub ich modeli. Modelem takim jest na przykład materiał z pamięcią.
Centralnym problemem w termodynamicznej teorii materiału z pamięcią jest dokładne przedstawienie ograniczeń, jakie postulat termodynamiczny /drugie prawo termodynamiki/ nakłada na funkcjonały konstytutywne, tj. funkcje charakteryzujące reakcję materiału.
Ostatnie kilkanaście lat przyniosło wiele interesujących prac z zakresu termodynamicznej teorii materiału prostego.
Materiał prosty jest przykładem materiału z pamięcią, dla którego energia swobodna, naprężenie, entropia i strumień ciepła są wtedy określone, gdy historia gradientu deformacji, historia temperatury i aktualna wartość gradientu temperatury są znane.
Tematem niniejszej pracy jest termodynamiczna teoria materiału z pamięcią, którego funkcjonały konstytutywne zależą od zsumowanej historii gradientu temperatury oraz historii gradientu deformacji i historii temperatury. Teorię tę zbudowano przy możliwie najsłabszych założeniach o dziedzinie funkcjonałów.
Otrzymane rezultaty zawierają, jako szczególne przypadki, wyniki dla materiałów z zanikającą pamięcią rozpatrywane przez Gurtina i Pipkina oraz McCarthy`ego.
Głównym celem badań jest skonstruowanie takiej termodynamicznej teorii materiału z pamięcią, w ramach której można byłoby opisać materiały plastyczne. Zbyt mocne założenia gładkości w teoriach bazujących na silnej zasadzie zanikającej pamięci nie pozwalają bowiem na rozpatrywanie w nich materiałów plastycznych.
Cyfrowy układ do pomiaru i rejestracji częstotliwości.
Warszawa 1972 s. 16.
Prace IPPT 22/1972.
Cyfrowy Układ do Pomiaru i Rejestracji Częstotliwości /PRC/ stanowi integralną część opracowanego w Pracowni Atomowych Wzorców Częstotliwości IPPT PAN zestawu do pomiaru chwilowej niestabilności częstotliwości sygnału spójnego. Układ PRC przeznaczony jest do pomiaru i rejestracji częstotliwości dudnień sygnałów wzorcowych.
Posiada możliwość pomiaru trzech różnych sygnałów dudnień z cykliczną rejestracją ich częstotliwości. Pomiar częstotliwości odbywa się na zasadzie zliczania impulsów podstawy czasu przez licznik cyfrowy bramkowy w momentach początku i końca okresu dudnień sygnału mierzonego. Ilość mierzonych okresów dudnień może być programowana od 1 do 4096. Rejestracja wyników pomiaru odbywa się za pomocą dziurkarki D-101 na taśmie perforowanej 8-ścieżkowej. Wynik pomiaru rejestrowany jest w postaci słów 22-bitowych zajmując na taśmie cztery rządki siedmio-ścieżkowe. Ósma ścieżka wykorzystywana jest do kontroli parzystości.
Układ PRC zrealizowano w postaci stojaka dwu-kasetowego wykorzystując układy podstawowe techniki MM-16A i konstrukcje standardowe opracowane w Przemysłowym Instytucie Telekomunikacji.
Wpływ temperatury i naprężeń cieplnych na dyfuzję wodoru w ciele stałym.
Warszawa 1972 s. 23.
Prace IPPT 23/1972.
W związku z podejmowanym w r. 1970 w Zakładzie Mechaniki Cieczy i Gazów próbami dynamicznego wprowadzania wodoru do metali przy pomocy elektromagnetycznej rury uderzeniowej stało się celowe przeanalizowanie wpływu powstawania i rozchodzenia się gradientów temperatury i naprężeń cieplnych w ciele stałym na proces dyfuzji wodoru. Wykonanie takiej analizy efektów krzyżowych w procesie dyfuzji wodoru jest celem niniejszej pracy.
Dyfuzją gazu w ciele stałym w obecności gradientów temperatury i naprężeń /termodyfuzją/ zajął się ostatnio W. Nowacki. Zasadniczym rezultatem jego pracy jest wyprowadzenie - na bazie termodynamiki procesów nieodwracalnych - podstawowych związków i równań teorii termodyfuzji. Teoria rozwinięta przez W. Nowackiego była dla autora niniejszej pracy narzędziem w badaniu udziału efektów krzyżowych w procesie transportu wodoru w ciele stałym. Zjawisko termodyfuzji wodoru w ciele stałym analizowano w niniejszej pracy w oparciu o równania różniczkowe termodyfuzji, wyprowadzone m. in w pracy [1]; warunki początkowe i brzegowe do tych równań sformułowano tak, aby odpowiadały one warunkom, jakie wytworzą się w ciele stałym, gdy jego powierzchnia jest nagrzewana wskutek oddziaływania z gorącym wodorem pod ciśnieniem ok. 1 at, a na powierzchni ciała stałego utrzymuje się wodorowy film adsorpcyjny.
Przy pewnych założeniach upraszczających równania termodyfuzji dają się scałkować analitycznie, dzięki czemu znaleziono rozwiązania analityczne problemu, tj. rozkład temperatury i koncentracji wodoru w ciele stałym. Rozwiązania te znaleziono w klasie funkcji, dla których są stosowane przekształcenia sinusowe Fouriera ze względu na współrzędną przestrzenną /problem jednowymiarowy/ oraz przekształcenia Laplace`a. Rozpatrywano również przypadek bardziej uproszczony, dla którego znaleziono rozwiązanie w klasie funkcji, dla których są stosowane tylko przekształcenia Laplace`a.
Opracowanie numeryczne rozpatrywanego tutaj problemu jest niestety niekompletne. Powodem tego jest nieznajomość wartości liczbowych współczynników fenomenologicznych Onsagera, występujących w równaniach opisujących interesujących nas efekty krzyżowe. Teoretyczne wyznaczenie wartości wspomnianych współczynników jest problemem bardzo trudnym, nie dającym się rozwiązać w ramach teorii opartej na liniowej termodynamice procesów nieodwracalnych i mogłoby stanowić temat interesujących poszukiwań zaplanowanych na dłuższy okres czasu. Wyniki numeryczne, choć niekompletne i uproszczone, wykazują jednak, że problem wchodzenia wodoru do ciała stałego wskutek oddziaływania z falą uderzeniową w atmosferze wodoru należy rozpatrywać w oparciu o inne mechanizmy niż mechanizm adsorpcja - dyfuzja. Przenikanie bowiem jest procesem bardzo powolnym w porównaniu z czasem charakterystycznym dla fali uderzeniowej.
Aksjomatyczna termodynamika fenomenologiczna.
Warszawa 1972 s. 85.
Prace IPPT 24/1972.
Celem opracowania niniejszej pracy jest przegląd literatury w zakresie aksjomatycznej termodynamiki fenomenologicznej.
Punktem wyjścia do rozważań jest praca M. E. Gurtina, W. O. Williamsa, „An Axiomatic Foundation for Continuum Thermodynamics” /1967/, chociaż pewne pojęcia wspólne dla mechaniki i termodynamiki continuum zostały opracowane przez Nolla 1965.
Współczesna termodynamika aksjomatyczna stanowić ma bazę do dalszych badań w dziedzinie teorii materiałów, a więc tam gdzie jak się okazało termodynamika klasyczna nie jest w pełni zadawalająca.
Praca niniejsza składa się z trzech rozdziałów. Rozdział I poświęcony jest w całości podstawowym pojęciom takim jak: wszechświat materialny, przestrzeń chwilowej prędkości, energia wewnętrzna, strumień ciepła, moc, entropia wewnętrzna, strumień entropii, izolacja termiczna. W nim też postulujemy pierwsze i drugie prawo termodynamiki.
W rozdziale II przedstawiona jest termodynamika ośrodka ciągłego. Definiujemy ciało jako rozmaitość różniczkowalną dyfeomorficzną z obszarem w przestrzeni euklidesowej oraz przestrzeń chwilowej prędkości. Po wprowadzeniu warunków ciągłości dla wyżej wymienionych funkcji otrzymujemy reprezentacje całkowe strumienia ciepła, strumienia entropii i mocy za pomocą których dowodzimy lokalnych praw.
Rozdział III dotyczy jednorodnej mieszaniny bez dyfuzji. Przestrzeń chwilowej prędkości dla mieszaniny definiujemy w ten sposób aby wszystkie składniki podlegały temu samemu ruchowi. Innymi słowy, składniki są związane na sztywno nie tylko w ustalonej chwili czasu ale w ciągu całej swej ewolucji. Podobnie jak w rozdziale II wprowadzamy warunki ciągłości dla funkcji i dochodzimy do praw lokalnych.
Metoda gęstości widmowych do wyznaczania charakterystyk dynamicznych.
Warszawa 1972 s. 41.
Prace IPPT 25/1972.
Zrealizowanie wymuszeń sinusoidalnych dla układów mechanicznych, nie jest sprawą łatwą. Dlatego zastosowanie metod wykorzystujących sygnały wymuszające o losowym charakterze wydaje się być jak najbardziej celowe.
Jak wykazały wyniki badań przeprowadzone dla prostego układu mechanicznego, amplitudowe charakterystyki częstotliwościowe otrzymane metodą stochastyczną niewiele różnią się od charakterystyk otrzymanych metodą wymuszeń sinusoidalnych. Zachowany jest zwłaszcza ich jakościowy charakter, a dla częstotliwości niższych - również ilościowy. Przy stosowaniu metody wykorzystującej wymuszenia losowe należy liczyć się z zaniżeniem szczytowych wartości rezonansowych oraz stosunkowo niską „zdolność rozdzielczą” objawiającą się tym, że mało odległe od siebie częstotliwości rezonansowe mogą być wykazane jako jeden szerszy obszar rezonansowy. „ Zdolność rozdzielcza” metody stochastycznej zależy głównie od szerokości pasma przenoszenia użytych filtrów i przy użyciu filtrów wąsko pasmowych „zdolność rozdzielcza” powinna zdecydowanie poprawić się. Najbardziej interesujący jest zakres niskich częstotliwości. Pokryty on jest filtrami o małych szerokościach pasma przenoszenia i wydaje się, że dla tego przedziału zastosowanie analizatora częstotliwościowego 2113 (lub starszego typu 2112) firmy Brüell and Kjaer powinno być wystarczające.
Charakter wymuszenia losowego w zasadzie nie ma wpływu na charakterystykę dynamiczną. W badaniach użyto do wymuszenia drgań układu trzy różne sygnały losowe. Otrzymane charakterystyki dynamiczne różniły się tylko w granicach błędu aparatury i odczytu wyników. Oczywiście, jak wynika to z przesłanek teoretycznych, jako sygnał wymuszający należy użyć stacjonarnego sygnału losowego, a badany układ powinien być układem liniowym - przynajmniej w zakresie mierzonych parametrów.
Na podstawie wszystkich przeprowadzonych pomiarów - można stwierdzić, że do badań dynamicznych można wykorzystać metodę z automatycznym zapisem wyników na taśmie. Zaletą tej metody jest m. in. szybkość otrzymywania amplitudowych charakterystyk częstotliwościowych (rzędu kilkunastu minut). Pozwala to na przeprowadzenie zawsze co najmniej kilku pomiarów dla każdego wariantu, co eliminuje popełnienie błędów jakościowych a jednocześnie zwiększa dokładność wyników ilościowych.
Analiza nieliniowych równań linii transmisyjnej.
Warszawa 1972 s. 134.
Prace IPPT 26/1972.
W niniejszej pracy rozpatrzono następujące problemy:
1. Określono warunek istnienia fali prostej w linii bezstratnej wyprowadzając pojęcie oporności falowej.
Dla dowolnego napięcia na wejściu przy zamknięciu linii na jej oporność falową znaleziono falę prostą, określono obszar istnienia rozwiązania klasycznego i podano metodę konstrukcji słabej fali uderzeniowej. Jako przykład rozpatrzono linię z nieliniową pojemnością, pobudzoną sinusoidalnym napięciem.
2. Zastosowano metodę hodografu do znalezienia słabego rozwiązania równań bezstratnej linii pobudzonej na wejściu napięciem w postaci skoku i zamkniętej na rzeczywistą oporność.
3. Zastosowano metodę różnic skończonych /schemat Laxa/ do numerycznego rozwiązania równań linii bezstratnej i ze stratami, pobudzonej skokiem napięcia i obciążonej rzeczywistą opornością, oraz dwójnikiem RL i RC. Obliczeń dokonano na maszynie cyfrowej Odra 1204. W prostszych przypadkach porównano wyniki z wynikami uzyskanymi metodą hodografu.
Przestrzenne zagadnienia falowe ośrodków niesprężystych.
Warszawa 1972 s. 177.
Prace IPPT 27/1972.
Celem niniejszej pracy jest przedstawienie metody rozwiązywania przestrzennych problemów falowych. Jest to nowa dziedzina badań i w literaturze naukowej poświęcono jej niewiele prac. Wiąże się z nią nadzieje uzyskania interesujących rozwiązań teoretycznych i praktycznych.
Opracowana w tej pracy metoda numeryczna służy do rozwiązywania klasy problemów brzegowych opisanych prawieliniowym hiperbolicznym układem równań różniczkowych cząstkowych pierwszego rzędu, w którym zmiennymi niezależnymi są dwie zmienne przestrzenne i czas. Może mieć ona bezpośrednie zastosowanie do analizy fal sejsmicznych, do wybuchowego formowania długich kanałów, tunel i rowów, podziemnych korytarzy w górnictwie oraz do obliczeń wytrzymałościowych elementów konstrukcyjnych pracujących w warunkach płaskiego stanu odkształcenia i poddanych obciążeniom dynamicznym.
Metoda ta nadaje się do rozwiązywania zagadnień brzegowych, w których krótkotrwale obciążenie zewnętrzne o dużych intensywnościach przyłożone są w sposób ciągły, tzn. narastają od zera do określonej maksymalnej wartości, a następnie maleją do zera. Zawodzi ona w przypadku obciążeń skokowych, które powodują na czołach fal nieciągłości nie tylko występujących w równaniach pola pochodnych funkcji, ale i samych funkcji. Do otrzymania rozwiązania na czole fali silnej nieciągłości skuteczna okazała się teoria rozprzestrzeniania się powierzchni osobliwych - teoria Hadamarda-Thomasa.
Przez przestrzenne zagadnienia falowe w tej pracy rozumiemy takie zagadnienia, w których składowe przemieszczeń, odkształceń i naprężeń zależą od więcej niż jedna zmienna niezależna i czasu. Zatem wszystkie zagadnienia złożonego stanu naprężenia i odkształcenia wprowadzające jedną niezależną zmienną przestrzenną i czas, mimo, że reprezentują bardzo interesujący kierunek badań i bogaty dorobek [94-122], nie mieszczą się w ramach zakreślonych tytułem tej pracy.
W pracy niniejszej rozważany jest problem propagacji dwuwymiarowych fal naprężenia w ośrodku plastycznym czułym na prędkość odkształcenia. Szczegółowo analizowany jest problem półprzestrzeni y ≥ 0 obciążonej na brzegu y = 0 dowolnym ciśnieniem P(x, t). Obciążenie P(x, t) może być przyłożone w sposób ciągły lub skokowy jak również w postaci siły skupionej. Ogólne własności fal sprężysto - lepkoplastycznych zbadane zostały na podstawie analizy przyrostowych fal harmonicznych.
Układ niniejszej pracy jest następujący. Po krótkim wstępie wprowadzającym w problematykę zagadnienia rozdział 2 poświęcono wyprowadzeniu równań wyjściowych w wielkościach wymiarowych i bezwymiarowych. Otrzymany nieliniowy hiperboliczny układ równań różniczkowych cząstkowych rozwiązano metodą różnic skończonych wzdłuż bicharakterystyk. W rozdziale 3 opisano szczegółowo metodę bicharakterystyk, znaleziono równania bicharakterystyk dla równań płaskiego stanu odkształcenia dynamicznej teorii lepkoplastyczności oraz równania różniczkowe wzdłuż tych bicharakterystyk. Dla równań wyjściowych przeprowadzono dyskusję istnienia i jednoznaczności rozwiązania. Poszukiwanie rozwiązania numerycznego ma uzasadnienie tylko wtedy, gdy wyjściowy układ równań różniczkowych cząstkowych przy określonych warunkach początkowo-brzegowych posiada jednoznaczne rozwiązanie. Rozdział 4 jest podstawowy w tej części pracy i zawiera szczegółowy opis metody różnic skończonych. Rozwiązanie problemu przedstawione zostało w postaci wzorów wygodnych do bezpośredniego wykorzystania na maszynach cyfrowych. Od metody różnicowej wymaga się, aby z żądaną dokładnością aproksymowała rozwiązania ścisłe, by schemat różnicowy był stateczny, a rozwiązanie przybliżone było zbieżne do rozwiązania ścisłego. Dowód zbieżności i stateczności rozwiązania przybliżonego przeprowadzony został dla równań ogólniejszych niż równanie dynamicznej teorii lepkoplastyczności. Metoda numeryczna została zilustrowana przykładem liczbowym. Rezultaty obliczeń dla miękkiej stali przedstawione zostały na licznych wykresach. Aby objąć szerszą skalę problemów brzegowych w rozdziale 5 przedstawiono również rozwiązanie problemu cylindrycznego.
Rozdziały 6 i 7 poświęcone są wykorzystaniu do rozwiązania zagadnień falowych teorii Hadamarda - Thomasa. W rozdziale 6 wyprowadzono warunki ciągłości geometrycznej, kinematycznej i dynamicznej. Odgrywają one podstawową rolę przy rozwiązywaniu zagadnień falowych z nieciągłymi warunkami brzegowymi np. skokowymi obciążeniami zewnętrznymi. Mają ponadto charakter ogólny, gdyż nie zależą od równań konstytutywnych. Wykorzystując te warunki w rozdziale 7 przedstawiono rozwiązanie płaskiego problemu Lamba na czole fali silnej nieciągłości. Interesujące rezultaty otrzymano dla fal propagujących się w przeprężonej półprzestrzeni.
W rozdziale końcowym przedstawiono analizę przyrostowych fal harmonicznych w półnieskończonym pręcie sprężysto - plastycznym i sprężysto - lepkoplastycznym.
Jednoosiowe odkształcenia sprężysto - plastyczne ciał sypkich.
Warszawa 1972 s. 39.
Prace IPPT 28/1972.
W czasie deformacji szeregu materiałów granulowanych efekty sprężyste odgrywają stosunkowo skromną rolę (żwir, węgiel, piasek). Jest więc uzasadnione, rozpatrywanie ich odkształceń w klasie zagadnień sztywno - plastycznych. Istnieje wszakże bardzo dużo materiałów, dla których efekty odwracalne są istotne. Są to przede wszystkim materiały pochodzenia organicznego, a głównie rolniczego (zboża, buraki, owoce), a także pewne produkty chemiczne (np. niektóre nawozy sztuczne). Zmiany odwracalne są istotne także dla analizy zagadnień obciążenia i odciążania.
Istnieje zatem potrzeba sformułowania wystarczająco dokładnej teorii pozwalającej na opis zjawisk sprężysto - plastycznych w ośrodkach rozdrobnionych.
Ogólne zasady budowania związków fizycznych dla skończonych odkształceń sprężysto - plastycznych gruntów zostały m. in. podane w pracy [6]. W szczególności omówiono w niej materiały sprężysto - plastyczne w zakresie liniowej sprężystości i idealnej plastyczności /bez wzmocnienia, zakładając nieściśliwość plastyczną.
W niniejszej pracy podano przyrostowe związki fizyczne dla małych odkształceń sprężysto - plastycznych zakładając nieliniową sprężystość oraz gęstościowe wzmocnienie plastyczne. Jest to więc w pewnym sensie rozszerzenie koncepcji MROZA [7, 8] poprzez założenie, że zarówno współczynniki sprężystości, jak i warunek plastyczności zależą od zmian gęstości.
Rozpatrzono dwa typy materiałów wspomnianego rodzaju i podano możliwości szeregu uproszczeń. Postulowane związki fizyczne zastosowano do tytułowego problemu ściskania warstwy.
Omówiono ponadto rezultaty otrzymywane dla problemu warstwy przy klasycznych modelach ciała sprężysto- i idealnie plastycznego.
Analiza statystyczna cech indywidualnych głosu w średnim widmie mowy polskiej.
Warszawa 1972 s. 63.
Prace IPPT 29/1972.
Codzienne doświadczenia w zakresie percepcji mowy wskazują, że subiektywne rozpoznawanie głosów, zwłaszcza przy słyszeniu bezpośrednim na ogół nie przedstawia większych trudności. Podczas percepcji słuchający potrafi skoncentrować uwagę na cechach indywidualnych zawartych w odbieranym sygnale mowy, a uwarunkowanych strukturą anatomiczną organu mowy, która jest u ludzi zróżnicowana, tak pod względem rozmiaru i kształtu komór rezonansowych, jak i efektów artykulacyjnych. Zarówno charakterystyka źródła krtaniowego i szumowego, jak i funkcja transmitancji kanału głosowo-nosowego zawierają informacje osobnicze, umożliwiające rozpoznanie głosu.
W niniejszej pracy przez informacje osobnicze rozumiemy zespół parametrów fonetyczno-akustycznych sygnału mowy, który umożliwia słuchającemu rozpoznanie osoby mówiącej niezależnie od informacji lingwistycznych i socjolingwistycznych zawartych w tym sygnale. Jak dotąd nie stwierdzono, jakie parametry fonetyczno-akustyczne sygnału mowy zawierają najwięcej informacji osobniczych, toteż wśród badaczy zajmujących się tym problemem można zaobserwować dużą dowolność w wyborze parametrów.
W 1961 roku T. W. Taronczy wysunął tezę, że średnie widmo mowy jest w takim stopniu zindywidualizowane, że pozwala identyfikować głosy.
Głównym wynikiem niniejszej pracy jest wykazanie słuszności nie sprawdzonej statystycznie tezy T. W. Taronczego. Osiągnięto to przez znalezienie matematycznej metody wyboru średniego widma mowy polskiej pasm częstotliwości odpowiednich z punktu widzenia zawartości informacji osobniczych.
Automatyzacja rozpoznawania głosów może mieć wiele zastosowań praktycznych, o czym będzie mowa w paragrafie 1.3. W zastosowaniach tych minimalizacja liczby zmiennych jest istotnym zagadnieniem, ponieważ od jego rozwiązania zależy rozbudowa układowa urządzenia rozpoznającego, jak również czas trwania i niezawodność procesu rozpoznawania. Z tego powodu nabiera znaczenia zagadnienie doboru odpowiednich zmiennych /np. pasm częstotliwości/ dla automatycznego rozpoznawania głosów.
Głównym celem pracy było wykazanie możliwości opracowania metody wyboru takich zmiennych w sytuacjach, gdy dane eksperymentalne obejmują bardzo duży zbiór zmiennych z małą liczbą powtórzeń, a następnie skonstruowanie odpowiedniego algorytmu matematycznego dla realizacji tej metody przy wykorzystaniu elektronicznej techniki obliczeniowej. Z uwagi na to, że zwykle w badaniach opartych na średnim widmie mowy występuje wiele zmiennych, posiadanie metody pozwalającej redukować pierwotny duży zbiór zmiennych do możliwie małego podzbioru wystarczającego do dokonania identyfikacji głosów ma duże znaczenie praktyczne.
Informacja a symetria rozkładów w mechanice statystycznej.
Klasyczne rozkłady czyste.
Warszawa 1972 s. 19.
Prace IPPT 30/1972.
The aim of this paper is to find classical counterparts of pure quantum states. It is shown that these are singular probability distributions concentrated on maximal null manifolds in a phase space. They are equivalent to densities studied by Van Vleck and Schiller [7], [11], and what is the same - to WKB solutions [7].
Properties of such distributions and their relativistic generalizations have been studied in [8] and [9]. However, it was not shown there, how such distributions appear in the limit h → 0.
O pewnych rozwiązaniach kinematycznych płaskiego płynięcia ośrodków rozdrobnionych.
Warszawa 1972 s. 38.
Prace IPPT 31/1972.
Plastyczne płynięcie materiałów rozdrobnionych w oparciu o sztywno - idealnie plastyczny model ciała przy warunku plastyczności Coulomba-Mohra stanowi nadal problem częściowo otwarty.
W niniejszej pracy ograniczymy się do zanalizowania kilku istniejących propozycji opisu ruchu ośrodka rozdrobnionego pod kątem możliwości zbudowania statycznych i kinematycznych rozwiązań dla najprostszych zagadnień brzegowych płaskiego stanu odkształcenia : przesuw pionowej ścianki, wciskanie płaskiego stempla, przepływ przez równoległy kanał z otworem. Rozpatrzymy modele płynięcia zaproponowane przez Druckera i Pragera [5], Geniewa [6] oraz Jenike i Shielda [8]. Interesować nas będzie, czy otrzymane, w oparciu o rozwiązania statyczne, rozwiązania kinematyczne zapewniają, oprócz możliwości płynięcia materiału przy zapewnieniu jego ciągłości i spełnieniu kinematycznych warunków brzegowych, także warunek nieujemnego przyrostu pracy naprężeń wyznaczonych z pola statycznego na odkształceniach wynikających z pola kinematycznego (nieujemnej mocy dysypacji). Poszukiwać będziemy zatem rozwiązań zupełnych. Konieczność spełnienia przez rozwiązania kinematyczne ostatniego warunku wynika z braku twierdzeń o nośności granicznej ośrodka dla dwóch ostatnich modeli, a zatem z niemożliwości oceny stosunku rozwiązań jedynie statycznie lub kinematycznie dopuszczalnych do rozwiązania zupełnego. Ostatni warunek ma także istotne znaczenie przy porównywaniu rozwiązań teoretycznych z wynikami badań doświadczalnych - możliwe jest porównywanie jedynie rozwiązań spełniających ten warunek.
Budowę i szczegółową analizę rozwiązań kinematycznych ograniczymy do ośrodka idealnie sypkiego i wybranych wartości parametru materiałowego - kąta tarcia wewnętrznego. W pewnych przypadkach przytoczymy jednak uogólnienie wyników na dowolne wartości parametru.
O automatycznym rozwiązywaniu podstawowego zagadnienia teorii profilu.
Warszawa 1972 s. 177.
Prace IPPT 32/1972.
Celem zasadniczym niniejszego opracowania jest przedstawienie narzędzia umożliwiającego:
1/ szybkie i łatwe wyznaczanie funkcji odwzorowującej zadany profil na okrąg;
2/ kontrolę dokładności otrzymanej funkcji;
3/ obliczanie współczynników aerodynamicznych, oraz rozkładu prędkości i ciśnienia na profilu.
Trzeci z wymienionych punktów odnosi się przy tym do zagadnienia podstawowego teorii profilu pojedynczego, w „lotniczym” sformułowaniu tego zagadnienia, podanym na wstępie par. 1.1. Oba pozostałe punkty mają natomiast znaczenie ogólniejsze: wiążą się one bezpośrednio również z zagadnieniem podstawowym teorii palisad, o którym wspomniano w końcowym fragmencie par. 1.2.
„Narzędzie”, o którym mowa, stanowią trzy programy w języku ALGOL 1204, oznaczone dalej symbolami P10, P11, P12, a odpowiadające trzem wymienionym punktom.
Programy te są podane w trzech kolejnych rozdziałach, przy czym każdy z rozdziałów stanowi - z zamierzenia - pewną odrębną całość, na którą składają się zasadniczo:
zwięzłe wyprowadzenie wzorów, zastosowanych w programie;
opis algorytmu;
tabulogram programu;
przykładowe dane do programu i przykładowe wyniki obliczeń uzyskanych przy pomocy tych danych.
W konsekwencji takiego ujęcia objętość pracy nieco wzrosła, bowiem niektóre procedury powtarzają się w programach, wzrosła jednak również - naszym zdaniem - użytkowość opracowania, bowiem korzystanie z poszczególnego programu nie wymaga czytania całości opracowania.
Zrezygnowano z powiązania programów P10, P11 i P12 we wspólny program, a to dlatego, by umożliwić stosowanie każdego z nich na maszynie ODRA 1204, nie zaopatrzonej w pamięć bębnową. Program, będący „sumą” trzech wymienionych, wymaga już maszyny z taką pamięcią.
Programy zorganizowano w taki sposób, by te same taśmy z danymi mogły być wykorzystywane w wielu programach, albo też - by program „poprzedzający” produkował taśmę z danymi dla programu „następnego”.
Oprócz trzech wymienionych programów zamieszczono w opracowaniu niniejszym trzy dalsze, oznaczone symbolami P13, P14 i P15. Ich przeznaczeniem jest wizualna kontrola bądź to danych do obliczeń, bądź też - uzyskanych wyników, bądź wreszcie - graficzna reprezentacja wyników w postaci zbioru punktów, wyświetlanych na ekranie urządzenia kineskopowego. Naturalnie - programy P13, P14 i P15 mogą być realizowane tylko na maszynie ODRA 1204, zaopatrzonej w odpowiednie urządzenie kineskopowe.
Programy P13, P14 i P15 są podane we wspólnym rozdziale, opracowanym zasadniczo według tego samego schematu, co rozdziały poświęcone programom P10, P11 i P12. Ze względu na charakter programów nie występują jednak w tym rozdziale omówienia „podstaw teoretycznych”.
Oczywiście - nic nie stoi na przeszkodzie powiązaniu wszystkich sześciu programów we wspólnym dużym programie, pod warunkiem, że dysponuje się maszyną zaopatrzoną zarówno w pamięć bębnową, jak i urządzenie kineskopowe.
Symbole programów są zgodne z konwencją, przyjętą w Zakładzie Aerodynamiki Politechniki Warszawskiej - zresztą - tylko na użytek wewnętrzny.
Litera P symbolu oznacza, że program dotyczy zagadnień „profilowych”.
Jedynka następująca po P oznacza, że program dotyczy profilu „pojedynczego”, nie zaś układu dwu lub więcej profilów.
Cyfra następująca po jedynce oznacza kolejny numer programu tak określonej serii, przy czym cyfra 0 oznacza zawsze podstawowy program serii. Numery pozostałych programów nie są natomiast ustalone żadną sztywną zasadą, poza tendencją do zachowania (w miarę możności) numeracji, zgodnej z logiczną kolejnością realizowania obliczeń.
Z zagadnień nośności granicznej hiperstatycznych konstrukcji sprężonych.
Warszawa 1972 s. 25.
Prace IPPT 33/1972.
Celem pracy jest pokazanie na przykładzie obciążonej w sposób symetryczny dwuprzegubowej ramy portalowej metody wyznaczania obciążenia granicznego hiperstatycznych kablobetonowych ustrojów prętowych przy uwzględnieniu wpływu sił podłużnych.
Literatura dotycząca analizy plastycznej konstrukcji ramowych zajmuje się głównie ramami stalowymi i żelbetowymi, bądź też zagadnienie jest potraktowane w sposób ogólny bez rozpatrywania własności materiału. Ponadto prace te w większości nie uwzględniają wpływu sił podłużnych zajmując się jedynie wyznaczaniem „nośności na zginanie”.
W pracy wykorzystano wyznaczone w [6] dla mimośrodowo ściskanego przekroju kablobetonowego związku między niszczącymi wartościami siły podłużnej i momentu zginającego.
Ultradźwiękowe metody badań zmęczeniowych drutów i lin.
Warszawa 1972 s. 201.
Prace IPPT 34/1972.
W pracy przedstawiono analizę teoretyczną drgań giętych tłumionych i nietłumionych prętów z uwzględnieniem rzeczywistych warunków pobudzania i pomiarów oraz zastosowaną aparaturę i opracowane metody pomiarowe do badań zmęczeniowych drutów stalowych przy częstotliwościach ultradźwiękowych.
W części teoretycznej rozwiązano równanie drgań giętnych prętów jednorodnych pobudzanych do drgań ruchem podpory dla różnych sposobów mocowania pręta w uchwycie. Na podstawie analizy rozwiązań wybrano do dalszych badań zamocowanie wspornikowe pręta w uchwycie. Dla tego typu zamocowania rozwiązano równanie drgań uwzględniając skończoną sztywność podpory otrzymując ilościowe wyniki obrazujące wpływ sprężystości utwierdzenia /dopuszcza się możliwość zmiany kąta obrotu w punkcie zamocowania/ na częstotliwość własną pręta i na jego amplitudę. Następnie rozwiązano równanie drgań giętnych pręta zamocowanego wspornikowo uwzględniające wpływ bez władności obrotowej i odkształcenia postaciowego otrzymując ścisłe rozwiązanie analityczne. Przeprowadzono dokładne obliczenia dla szczególnego przypadku pręta stalowego w kształcie walca wyznaczając zależność częstotliwości drgań własnych pręta od stosunku d/l /średnicy do długości pręta/ i porównano otrzymane wyniki z rozwiązaniami przybliżonymi podawanymi w literaturze. Wprowadzono następnie do równań współczynnik tłumienia lepkiego β zakładając proporcjonalność sił oporu wewnętrznego do prędkości wychyleń. Uzyskano rozwiązanie analityczne drgań giętnych tłumionych wymuszonych kinematycznie pręta wspornikowego w postaci złożonych funkcji zmiennej zespolonej. Rozwiązano równanie drgań tłumionych uwzględniających sztywność zamocowania, proponując metodą wyznaczania współczynnika sprężystości utwierdzenie H z pomiarów częstotliwości własnej.
Przeprowadzono szczegółowe obliczenie dla pręta „standardowego” o określonych wymiarach otrzymując zależność amplitudy i częstotliwości rezonansowej pręta od współczynnika tłumienia β i współczynnika sprężystości utwierdzenia H. Opracowano metodę wyznaczania współczynnika tłumienia na podstawie pomiaru amplitud drgań końców pręta w rezonansie i pomiaru częstotliwości rezonansowej.
W części doświadczalnej przedstawiono opis stosowanej aparatury ultradźwiękowej i zastosowanych w pracy metod pomiaru amplitudy przemieszczeń /w zakresie 0.1 + 30 μm/. Przeprowadzono pomiary rozkładu drgań wzdłuż pręta dla II rodzaju drgań porównując go z rozkładem teoretycznym. Przeanalizowano następnie wpływ sprzężenia mechanicznego między uchwytem a próbką wybierając odpowiedni punkt pracy. Przeprowadzono pomiary wielokrotne stosunku amplitud drgań końca swobodnego i zamocowanego pręta wyznaczając, zgodnie z wynikami analizy teoretycznej, współczynnik tłumienia β dla badanego materiału.
W części dotyczącej badań zmęczeniowych odcinków drutu stalowego przedstawiono metodę badań przyśpieszonych wytrzymałości zmęczeniowej prętów przy wykorzystaniu drgań giętnych o częstotliwości ultradźwiękowej /~ 30 kHz/. Przytoczono wyniki pomiarów punktów krzywej zmęczeniowej Wöhlera dla badanego drutu stalowego, opisując stosowane metody opracowania statycznego wyników. Porównano otrzymane rezultaty z dotychczasowymi badaniami dynamicznymi na obrotowe zginanie potwierdzając efekt przesunięcia krzywej zmęczeniowe /zwiększenie wytrzymałości zmęczeniowej/ przy zastosowaniu szybkozmiennych cykli obciążenia.
Korzystając z możliwości aparaturowych opracowano metodę obserwacji makroskopowego [przebiegu procesu zmęczeniowego na podstawie zapisu przebiegu zmian amplitudy drgań końca swobodnego pręta w funkcji czasu badania. Przeprowadzona analiza zapisów z rejestratora pozwala na dokładne określenie chwili powstania szczeliny w pręcie i potwierdza przydatność tego typu kontroli przebiegu procesu zmęczeniowego do prowadzenia pełnej dokumentacji próby zmęczeniowej.
W dalszej części pracy przedstawiono metodę wyznaczania stopnia wstępnego zmęczenia odcinków drutu i stopnia wstępnego zmęczenia liny stalowej, z której pochodził drut, na podstawie badań i pomiarów na ultradźwiękowym urządzeniu zmęczeniowym.
Przedstawiono wyniki umożliwiające odtworzenie przebiegu procesu zmęczeniowego w konwencjonalnej maszynie zmęczeniowej na obrotowe zginanie na podstawie pomiaru liczby cykli niezbędnych do zniszczenia próbki na urządzeniu ultradźwiękowym poddanej wstępnemu zmęczeniu na maszynie konwencjonalnej.
Opracowano metodę wyznaczania stopnia wstępnego zmęczenia odcinków drutu na zasadzie wyznaczania współczynnika tłumienia materiału z pomiarów amplitudy drgań końca swobodnego w rezonansie.
Przeprowadzono pomiary porównawcze wycinków z lin dźwigowych poddanych określonemu procesowi zmęczenia na urządzeniu do badań zmęczeniowych lib przy pomocy dwóch niezależnych metod pomiarowych. Jedna metoda polegała na pomiarze liczby cykli niszczących badany odcinek drutu na maszynie ultradźwiękowej, druga na wyznaczaniu współczynnika tłumienia. Otrzymane tymi metodami wyniki są w pełni zgodne ze sobą i odpowiadają rzeczywistemu zmęczeniu liny.
Opracowane i sprawdzone w pracy metody wyznaczania stopnia zmęczenia drutów z liny i całych lib mogą być zastosowane do badań na skalę przemysłową stwarzając nowe możliwości kontroli eksploatacyjnej lin i ich lepszego wykorzystania, zapewniając tym samym zwiększenie bezpieczeństwa i duże oszczędności materiałowe.
Główne problemy analizy statycznej konstrukcji cięgnowych.
Warszawa 1972 s. 63.
Prace IPPT 35/1972.
Cięgno jako element nośny konstrukcji lub jako środek transportu było stosowane od dawna. Ma ono bowiem wiele zalet, których brak elementom sztywnym.
Ze względu na swą podatność na zginanie może ono przenosić wyłącznie rozciągające siły osiowe. Wiadomo zaś, że ten sposób przenoszenia sił jest najbardziej racjonalny, najekonomiczniejszy. W całym przekroju cięgna występują prawie jednakowe naprężenia rozciągające, które w dodatku są z reguły niemal stałe na całej długości cięgna. Można więc tak projektować cięgna, aby własności wytrzymałościowe materiału użytego na ich wykonanie były wykorzystane w bardzo wysokim stopniu.
Do zalet konstrukcji cięgnowych zaliczyć można również łatwość montażu. Mostów o kilometrowej rozpiętości nie dałoby się zapewne zmontować, gdyby nie zastosowano cięgien jako zasadniczych elementów nośnych. Zmontowanie konstrukcji cięgnowej wymaga stosowania rusztowań lub znacznie ogranicza ich zasięg. Np. w hali widowiskowo-sportowej w Katowicach montaż dachu o średnicy 97 m wymagał jedynie zastosowania trzech słupów montażowych, na których została podniesiona na odpowiedni poziom kopuła środkowa. Uniknięcie rusztowań ma zupełnie wymierną własność ekonomiczną.
Statyka heksagonalnych siatek prętowych.
Warszawa 1972 s. 217.
Prace IPPT 36/1972.
W niniejszej pracy podjęto próbę przedstawienia metody statycznego rozwiązywania heksagonalnych układów prętowych. Duża regularność przyjętych do rozważań struktur pozwala zastosować przy obliczeniach element rachunku różnic skończonych. Problem ten można jednak odwrócić, gdyż wykorzystując własności i założenia przyjętej metody, można znaleźć szeroką gamę różnego rodzaju konstrukcji mogących służyć budownictwu, co wyraźnie uwypuklono w rozdziale 3. W rozprawie rozważa się konstrukcje jedno, dwu lub trzywarstwowe, w których wszystkie węzły znajdują się na jednej, dwu lub trzech równo oddalonych od siebie lub równoodległych tylko wzdłuż jednego ściśle obranego kierunku gładkich powierzchniach ciągłych. Nazywa się je dalej powierzchniami tworzącymi. Mogą nimi być płaszczyzny, współosiowe walce, sfery o wspólnym środku oraz powierzchnie lub tylko ich wycinki, które da się zapisać równaniem. Zaprezentowany tu sposób rozwiązywania układów prętowych opiera się na zasadach znanej metody odkształceń, a jego zaletą jest możliwość wykorzystania go zarówno do rozwiązań analitycznych jak też numerycznych. W tym ostatnim przypadku problem sprowadza się do rozwiązywania układu algebraicznych równań liniowych w którym pasmową macierz wyjściową tworzy się w sposób regularny.
W pracy ograniczono się do rozpatrywania trzech typów ramownic jako najbardziej przydatnych do konkretnych realizacji w budownictwie.
Praca została zilustrowana licznymi programami dla maszyny cyfrowej. Zwraca się uwagę, że zaprezentowano tu dość oryginalną metodę budowy wyjściowej macierzy algebraicznego układu równań, w której punktem wyjścia są macierzowe równania równowagi całego węzła konstrukcji, w odróżnieniu od dotychczas stosowanych metod, gdzie obliczenia numeryczne rozpoczynano od macierzowych równań równowagi pojedynczego pręta konstrukcji. Oprócz tego sporo miejsca poświęcono tu zagadnieniu ekonomiczności wykorzystania pamięci maszyn cyfrowych przy konkretnych obliczeniach numerycznych. Do pracy dołączone zostały opracowane przez jej autora, procedury rozwiązujące układy równań algebraicznych liniowych ze zwykłą, oraz symetryczną pasmową macierzą współczynników.
Podsumowując wyniki rozprawy można powiedzieć, że dostarcza ona pewną klasę rozwiązań analitycznych dla rusztów płaskich, oraz kompletny materiał będący podstawą do obliczeń numerycznych całego szerokiego wachlarza konstrukcji heksagonalnych, wymienionych w tym rozdziale. Są to zarówno ruszty i tarcze płaskie, jak i płaskie oraz jedno i dwukrzywiznowe struktury - jedno, dwu lub trzywarstwowe, o typach wymienionych powyżej. Trzeba zaznaczyć, że opis geometryczny tych struktur jak i ich równania równowagi dają możliwość otrzymywania wielu dalszych odmian przestrzennych konstrukcji heksagonalnych, oraz innych posiadających prostokątny lub trójkątny układ prętów.
Analiza przejść przez zero sygnału mowy o harmonicznej strukturze widmowej.
Warszawa 1972 s. 22.
Prace IPPT 37/1972.
W ostatnich latach wykazano przydatność metody analizy przejść przez zero do badania sygnału mowy, oraz uzyskano pozytywne wyniki w automatycznym rozpoznawaniu mowy w oparciu o tę metodę analizy.
Celem niniejszej pracy jest ustalenie zależności istniejących między gęstością przejść przez zero a stosowanymi przy analizie i syntezie mowy parametrami widmowymi. W rozważaniach ograniczymy się tylko do fonemów o harmonicznej strukturze widmowej, analizując przede wszystkim związki istniejące między parametrami formantowymi i gęstością przejść przez zero na przykładzie samogłosek, których struktura widmowa jest stosunkowo prosta i w czasie wypowiedzi dość ustabilizowana.
W poprzedniej pracy autora, w oparciu o model deterministyczny, rozważono zależność gęstości przejść przez zero od wzajemnych stosunków pierwszego i drugiego formantu, dla ustalonego segmentu mowy o dwuformantowej strukturze widmowej, przy założeniu, że częstotliwość formantów pokrywają się dokładnie z częstotliwościami odpowiednich harmonicznych. Dalsze kontynuowanie analizy w oparciu o powyższy model, dla bardziej skomplikowanych przypadków, przy ominięciu niektórych przyjętych założeń upraszczających, napotykało na duże trudności, głównie z powodu wpływu przesunięć fazowych między składowych na otrzymywane wyniki. Z tego względu w niniejszej pracy przyjęto inny model, w którym każdy segment sygnału mowy, o z góry założonym znaczeniu fonetycznym, może być przedstawiony jako pewna realizacja ergodycznego procesu stochastycznego. Model ten jest bardziej zbliżony do rzeczywistego sygnału mowy /poprzedni model był badany tylko na sygnałach syntetycznych/ i umożliwia powiązanie gęstości przejść przez zero z parametrami widmowymi sygnałów o bardziej złożonej strukturze widmowej.
Ustalony laminarny przepływ płynu lepkiego nieściśliwego wzdłuż rónoległego układu prętów.
Warszawa 1972 s. 21.
Prace IPPT 38/1972.
Celem niniejszej pracy jest przedstawienie prostej metody przybliżonej, stosowalnej przy opływie układu bardzo cienkich /ε << 1/ cylindrycznych prętów, rozmieszczonych w dowolnych regularnych siatkach. Zakres metody jest ograniczony dostatecznie małymi ε .
Charakterystyki dynamiczne obrabiarek metodą gęstości widmowych.
Warszawa 1972 s. 25.
Prace IPPT 39/1972.
Do najważniejszych zadań badań dynamicznych obrabiarek można zaliczyć:
1. Wyznaczenie charakterystyk dynamicznych obrazujących własności dynamiczne obrabiarki;
2. Ocenę stabilności. Znajomość obszaru stabilnej pracy obrabiarki umożliwia wyznaczenie granicznych wartości parametrów skrawania;
3. Optymalizację parametrów obrabiarki prowadzącą do polepszenia jej własności dynamicznych.
Zastosowanie metody stochastycznej do otrzymywania charakterystyk częstotliwościowych obrabiarki pozwala na przeprowadzenie badań w czasie obróbki przedmiotu, a więc w warunkach zbliżonych do rzeczywistej pracy obrabiarki. Nie zachodzi konieczność wymuszania siłą okresowo zmienną - co w przypadku obrabiarek jest często zadaniem trudnym w realizacji.
Cykl otrzymywania charakterystyk amplitudowo częstotliwościowych jest bardzo krótki w porównaniu z metodą wymuszeń harmonicznych. Dokładność wyznaczonych charakterystyk wynosi ok. 10 %. Dokładność ta może być zwiększona przez odpowiedni dobór parametrów odczytu sygnału i zastosowanie filtrów o wystarczająco wąskim pasmie przenoszenia i odpowiednio długi czas przechodzenia sygnału przez poszczególne filtry. Wpływ rodzaju próbek do wytwarzania odpowiedniego silnego sygnału wymuszającego w czasie obróbki jest niewielki. Należy dążyć do takiego ukształtowania przekroju poprzecznego próbki i jej położenia względem osi freza, aby gęstość widmowa sygnału wymuszającego miała możliwie płaski przebieg.
Badania prędkości przepływu ultradźwiękową metodą wykorzystującą zjawisko Dopplera.
Warszawa 1972 s. 16.
Prace IPPT 40/1972.
Metody i urządzenia do badania przepływu cieczy znalazły szerokie zastosowanie w technikach laboratoryjnych, niektórych gałęziach przemysłu /np. w przemyśle chemicznym/ jak również w medycynie. Do jednej z najnowszych metod pomiaru przepływu cieczy zalicza się metodę ultradźwiękową wykorzystującą zjawisko Dopplera. Za jej prekursorów można uznać Satomurę /1/ oraz niezależnie od niego Franklina /2/, który przedstawił tę metodę w zastosowaniu do badań przepływu krwi w arteriach zwierząt. Od tego czasu do chwili obecnej pojawiło się w literaturze dużo prac z wielu przodujących ośrodków na świecie, zajmujących się zagadnieniem przepływu, poświęconych omówieniu podstaw teoretycznych i zastosowań tej metody pomiarowej.
Pod względem tematycznym prace te możemy podzielić na dwie zasadnicze grupy. Do pierwszej z nich zaliczamy prace nad badaniem przepływu krwi i wykrywaniem nieprawidłowości w systemie krążenia u człowieka. Do drugiej, prace związane z badaniem przepływu cieczy w przewodach systemów przemysłowych. Te ostatnie poświęcone są w większości badaniom modelowym, stosowanym na skalę laboratoryjną.
Ultradźwiękowa, dopplerowska metoda badania przepływu cieczy jest metodą „bezkontaktową” tzn. nie ma tu bezpośredniego kontaktu przetwornika z badaną cieczą. Jest to szczególną zaletą tej metody, bowiem umożliwia ona dokonanie pomiaru prędkości cieczy bez jednoczesnego zaburzenia przepływu. Pozwala ona badać przepływy w przewodach o dużych i małych średnicach, przepływy laminarne oraz przepływy turbulentne. Istnieje również możliwość badania przepływów ustalonych i pulsujących. Bezwzględnym warunkiem stosowania metody dopplerowskiej jest dwu lub wielofazowość przepływającej cieczy. Zasada pomiaru, którą ta metoda wykorzystuje, wyklucza bowiem badanie cieczy jednofazowych.
Wspomniana wyżej metoda jest obecnie rozwijana w IPPT PAN, przy której wykorzystujemy doświadczenie nabyte w trakcie opracowania techniki dopplerowskiej do rejestracji czynności serca płodu.
O wartościach własnych i wersorach własnych sum tensorów symetrycznych drugiego i czwartego rzędu.
Warszawa 1972 s. 27.
Prace IPPT 41/1972.
Poniższe uwagi dotyczą sumowania tensorów symetrycznych drugiego rzędu /a częściowo i czwartego rzędu/ i odnoszą się do przypadków, gdy tensory te dane są za pomocą wersorów własnych i wartości własnych i gdy interesują nas wartości własne i wersory własne sumy wymienionych tensorów.
Jakkolwiek wzory ogólne podane we wszystkich podręcznikach rachunku tensorowego i pokrewnych pozwalają problem rozwiązać, jest to związane z uciążliwymi transformacjami. Natomiast sposób podany poniżej - nie znaleziony przez autora w literaturze przedmiotu i pokrewnej - pozwala uniknąć tych transformacji i daje niezmiernie prostą interpretację geometryczną.
W niniejszej pracy ograniczymy się do ortokartezjańskiego układu współrzędnych.
Teoria struktury stężonych roztworów polimerów z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi.
Warszawa 1972 s. 116.
Prace IPPT 42/1972.
Zbudowanie podstaw statystyczno-termodynamicznej teorii powstawania energetycznych sieci odwracalnych /żelów/ w roztworach polimerów stanowi zasadniczy cel niniejszej pracy.
Ustalenie praw rządzących procesem żelowania, w wyniku którego z roztworu, często o bardzo małym stężeniu, powstaje układ usieciowany wykazujący własności mechaniczne charakterystyczne dla ciał stałych, stanowi bardzo interesujący problem teoretyczny, mający zarazem duże znaczenie praktyczne.
Struktury nadmolekularne o charakterze żelów odgrywają dużą rolę w procesach przemysłowych /produkcja włókien i tworzyw sztucznych, przemysł fotochemiczny, przemysł spożywczy/ i w laboratorium /chromatografia żelowa, filtracja/. Usieciowane struktury białkowe odgrywają ważną rolę w organizmach żywych.
Dlatego ważna jest możliwość teoretycznego przewidywania warunków, jakie musi spełniać roztwór polimeru aby proces żelowania mógł zajść oraz przewidywania właściwości tworzącego się żelu.
Do tego celu konieczna jest znajomość pełnego termodynamicznego potencjału /entalpii swobodnej/ żelowania jako funkcji temperatury, stężenia roztworu wyjściowego oraz parametrów opisujących molekularne charakterystyki polimeru i rozpuszczalnika.
Głównym celem niniejszej pracy jest właśnie wyprowadzenie metodami termodynamiki statystycznej wzoru na zmianę termodynamicznego potencjału Gibbsa w procesie żelowania oraz przedyskutowanie, w oparciu o uzyskany rezultat, równowag fazowych sieci z roztworem polimeru. W szczególności przedyskutowane zostaną warunki, jakie muszą zostać spełnione, aby powstał żel jednofazowy o określonych parametrach /stężeniu i gęstości usieciowania/, co stanowi jeden z najważniejszych problemów z punktu widzenia zastosowań praktycznych.
W istniejącej literaturze przedmiotu brak jest dotychczas zadawalających rozwiązań tych problemów.
Pomiar pól magnetycznych w plazmie.
Warszawa 1972 s. 15.
Prace IPPT 43/1972.
W pracy pomierzono przy pomocy rozpraszania promieniowania laserowego parametry plazmy wodorowej za falą uderzeniową takie jak temperaturę jonową i elektronową, gęstość elektronów i prędkość masową jonów. Parametry te łącznie z pomierzoną prędkością fali uderzeniowej pozwoliły sprawdzić warunki Rankina - Hugoniota dla fali jonizującej, znajdującej się w niewielkiej odległości od elektrod. Zaobserwowano Wyższą niż teoretycznie przewidywano temperaturę /temperatura jonów równa temperaturze elektronów/. Jest to spowodowane niezgodnością równania pędu zapisanego w klasycznej postaci. Ponieważ zasady zachowania masy i energii są spełnione przyczyną niezgodności prawdopodobnie nie jest mieszanie się plazmy z wyładowania z plazmą termiczną jak uprzednio sugerowano. Wydaje się możliwe, że wpływ pola magnetycznego na falę uderzeniową może być przyczyną tych niezgodności. Jakościowo niezgodności te są tego typu, że należałoby w równaniu ruchu dołożyć pewne ciśnienie /ok. 1/2 ciśnienia za falą/ przed falą lub pewną siłę w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu za falą.
Celem niniejszej pracy jest zbadanie czy istnieje siła hamująca pochodzenia elektromagnetycznego.
Celem pracy było również przebadanie rozkładu prądów za falą w pierwszym półokresie wyładowania baterii kondensatorów.
Metoda doboru współczynników tłumienia i sprężystości w elementach wibroizolacyjnych.
Warszawa 1972 s. 23.
Prace IPPT 44/1972.
Zagadnienie ogólnie określane w literaturze jako eliminacja /izolacja/ czy tłumienie drgań mechanicznych lub częściej jako wibroizolacja drgań /choć ostatni termin służy również do określania nie samego zjawiska, ale środków technicznych służących do ochrony przed działaniem drgań mechanicznych /dotyczy zjawiska przenoszenia się drgań mechanicznych z jednego obiektu na drugi oraz sposobów ograniczania tego przenoszenia, poprzez umieszczanie miedzy obiektami elementów izolujących.
Praca niniejsza jest wynikiem poszukiwań możliwości określania na drodze teoretycznej własności elementów przeznaczonych do izolowania od drgań mechanicznych obiektów o określonych parametrach.
Literatura dotycząca zagadnień wibroizolacji jest bardzo obszerna i to zarówno w zakresie rozwiązań konstrukcyjnych i norm, jak również samej teorii wibroizolacji. Zakres problematyki jest również niezwykle rozległy, przykładowo od zagadnień zabezpieczenia budowli przed wstrząsami sejsmicznymi począwszy, poprzez zabezpieczenie maszyn, a na izolacji od wpływów otoczenia aparatury pomiarowej czy układów sterujących skończywszy. Szczegółową analizę zagadnienia w odniesieniu do układów dyskretnych, przy założeniu liniowości modeli - można znaleźć w licznych pracach, gdzie podano tok postępowania przy doborze i obliczaniu elementów wibroizolacyjnych, mających za zadanie izolowanie danego obiektu od drgań mechanicznych.
Liniowa teoria materiałów reologicznych z wewnętrznymi zmianami strukturalnymi.
Warszawa 1972 s. 92.
Prace IPPT 45/1972.
Celem pracy jest zbudowanie takiej liniowej teorii materiału reologicznego z wewnętrznymi zmianami strukturalnymi, która wywodziłaby się z teorii ogólnej i była jej aproksymacją przy jednoczesnym podaniu warunków jej stosowalności.
Literatura dotycząca opisu ośrodków ciągłych zna wiele prac z zakresu liniowych teorii materiałów.
Ze względu na model materiału z pamięcią i wewnętrznymi parametrami, którym się posłużymy w niniejszej pracy, należy wymienić prace B.D. Colemana i W. Nolla o liniowej lepkosprężystości. Praca [10] była pierwszym opracowaniem, w którym dokonano przejścia od ogólnej mechanicznej teorii materiału z zanikającą pamięcią do teorii liniowej materiału lepkosprężystego.
Jak już wspomnieliśmy, teorię niniejszą będziemy budować na bazie modelu materiału z pamięcią i parametrami wewnętrznymi. Znane są prace dotyczące opisu materiału reologicznego, w których posłużono się innymi modelami.
W każdej termodynamicznej teorii materiału z pamięcią decydujące znaczenie ma wybór dziedziny funkcjonałów konstytutywnych. W większości prac o materiałach prostych dziedziną tą był podzbiór pewnej unormowanej przestrzenie wektorowej, najczęściej przestrzeni Hilberta lub Banacha.
W budowanej teorii przyjmiemy, że historie deformacji temperatury i gradientu temperatury tworzą stożek w pewnej przestrzeni Banacha o normie zgenerowanej przez ogólną normę funkcyjną. Przestrzeń tę zbudujemy, opierając się na teorii unormowanych przestrzeni funkcyjnych, zwanych unormowanymi przestrzeniami Köthego.
Na początku pracy dokonamy rozwinięcia ogólnej teorii termodynamicznej materiału z pamięcią i parametrami wewnętrznymi, by w następnych punktach przejść na jej podstawie do teorii liniowej. Zanalizujemy stan równowagi termodynamicznej i zachowanie się w nim rozwiązań równania parametrów wewnętrznych. /Wymiennie będziemy używać terminu równanie ewolucji/. Podane zostaną twierdzenia o rozwiązalności równania ewolucji oraz całkowej reprezentacji ciągłych i liniowych funkcjonałów w przestrzeni historii. Otrzymane przy ich pomocy związki teorii liniowej zostaną uproszczone przy założeniu, że materiał posiada środek symetrii.
Przyjęcie w niniejszej pracy normy w przestrzeni dziedziny było koniecznością: przy budowie teorii liniowej niezbędne jest bowiem pojęcie odległości między dwoma historiami opisującymi stan termodynamiczny. Ponadto w przestrzeni topologicznej nie uzyskalibyśmy tak potrzebnego w teorii liniowej twierdzenia o całkowej reprezentacji ciągłych i liniowych funkcjonałów /twierdzenie 26/.
Punkt drugi pracy jest całkowicie poświęcony twierdzeniom o istnieniu i jednoznaczności rozwiązania równania różniczkowego z funkcjonalną zależnością od zmiennej niezależnej /zwanego równaniem ewolucji/. Otrzymane rezultaty nie były dotychczas - o ile autorowi wiadomo - uzyskane w literaturze.
Szeroka dyskusja nad stanem równowagi termodynamicznej, jaką przeprowadzono w p. 3, była zdaniem autora niezbędna z dwóch powodów. Po pierwsze, aby umożliwić przejście od ogólnej teorii do liniowej i udowodnienie dla niej potrzebnych własności funkcjonałów konstytutywnych i rozwiązań równania ewolucji /twierdzenia 20-25/, a po drugie - w literaturze nie było dotychczas prac, które przeprowadzałyby taką dyskusję w przypadku materiału z pamięcią i parametrami wewnętrznymi /twierdzenia 8-12/.
Badanie zlinearyzowanego równania ewolucji przeprowadzone w p. 5 przyniosło kilka dotychczas nie uzyskanych wyników. Otrzymano własności ograniczoności rozwiązań /twierdzenia 18 i 19/.
Punkt szósty poświęcony głownie uzyskaniu zamkniętej postaci związków teorii liniowej przyniósł nie znany dotychczas - w rozeznaniu autora - w literaturze przedmiotu dowód twierdzenia o całkowej reprezentacji ciągłych i liniowych funkcjonałów w ośrodkowej przestrzeni Banacha /twierdzenie 26/.
Na koniec należy zwrócić uwagę, że otrzymana liniowa teoria materiału reologicznego z wewnętrznymi zmianami strukturalnymi umożliwia, dzięki zależności strumienia ciepła do historii gradientu temperatury, opis zaburzeń termicznych rozchodzących się ze skończonymi prędkościami.
Badanie wpływu ultradźwięków promieniowanych przez detektor tętna na chromosomy człowieka w hodowli limfocytów.
Warszawa 1972 s. 24.
Prace IPPT 46/1972.
W ostatnich latach coraz powszechniej wprowadzane są do położnictwa diagnostyczne metody ultradźwiękowe. Ponieważ stosowane w terapii natężenia fal ultradźwiękowych wywołują następstwa biologiczne, konieczne stało się udzielenie odpowiedzi na pytanie czy ultradźwięki stosowane w diagnostyce położniczej nie wpływają niekorzystnie na płód.
Na wstępie pracy zestawiono wyniki innych autorów w zakresie
a/ oceny stanu klinicznego i rozwoju dzieci, które w łonie matki poddane były diagnostycznemu naddźwiękowieniu,
b/ wyników naddźwiękowienia in vitro takich komórek, jak limfocyty człowieka dorosłego lub płodu, fibroblasty itp. i oceny częstości występowania uszkodzeń struktur komórkowych,
c/ naddźwiękowiania płodów w łonie matki i późniejszego badania częstości występowania aberacji chromosonalnych w komórkach tych płodów i noworodków,
d/ badań in vitro wpływu ultradźwięków na wzrost i mnożenie komórek.
Choć zdecydowana większość autorów uważa dawki stosowane w diagnostyce ultradźwiękowej na zupełnie nieszkodliwe, istnieją pewne kontrowersje co do biologicznych następstw stosowania ultradźwięków w diagnostyce. Faktem jest, że w chwili obecnej nie rozumiemy mechanizmu oddziaływania ultradźwięków na żywe tkanki i nie wiemy, gdzie leży granica, powyżej której stosowane diagnostyczne dawki ultradźwiękowe mogą być szkodliwe dla żywego organizmu.
W tej sytuacji konieczne jest dalsze prowadzenie badań nad zagadnieniem wpływu ultradźwięków na struktury biologiczne i śledzenie wszystkich wywołanych tym promieniowaniem skutków.
Kierując się powyższymi względami autorzy przeprowadzili badania naddźwiękowienia hodowli limfocytów ludzkich ciągłą falą ultradźwiękową wytwarzaną przez nadajnik ultradźwiękowego detektora tętna pracującego na zasadzie zjawiska Dopplera.
Do czterech odległych w czasie serii doświadczeń użyto krwi tego samego dawcy. Śledzono uszkodzenia chromosonów w dzielących się komórkach oraz indeks mitotyczny hodowli. Stosowano typowe warunki hodowli limfocytów. Przeprowadzono 4 serie doświadczeń z czasami naddźwiękowiania 5 min. i 1 godz., których rezultaty zestawiono w tab. II oraz na rys. 4. Oceny statystycznych wyników dokonano przy pomocy testu dla wskaźników struktury.
Na podstawie wyników przeprowadzonych doświadczeń można wywnioskować, że naddźwiękowianie ciągłą falą ultradźwiękową o natężeniu 20 mW/cm2 przez 5 min. oraz 1 godz., nie ma istotnego wpływu na mnożenie się komórek.
Niewrażliwość materiałów na zmiany dróg odkształcenia.
Warszawa 1972 s. 108.
Prace IPPT 47/1972.
Podstawowym pojęciem teorii ośrodka ciągłego jest pojęcie materiału. W mechanice ośrodka ciągłego przez materiał rozumie się operator, nazywany operatorem konstytutywnym, przyporządkowujący ruchowi ciała stan naprężenia.
Teoria materiałów zajmuje się własnościami i klasyfikacją takich operatorów w oparciu o makroeksperyment mechaniczny i ogólne zasady fizyki. Jest ona intensywnie rozwijana w ostatnich dziesięcioleciach.
Zapotrzebowanie na teorie materiałów wynika z burzliwego wzrostu liczby tworzyw używanych we współczesnej technice, a także ze wzrostu wymagań co do dokładności opisu procesów deformacji i płynięcia.
Podstawowym celem teorii materiałów jest ukierunkowywanie i porządkowanie makroeksperymentu mechanicznego. Cel ten osiąga się przez wyodrębnienie typowych klas materiałów i typowych klas procesów.
W niniejszej pracy chcemy zwrócić uwagę na pewne dalsze nieodnotowane możliwości w tym kierunku, tkwiące w dokładniejszej analizie niezmienniczości operatorów konstytutywnych.
W części I niniejszej pracy podano podstawową dla całej pracy definicję półgrupy niewrażliwości materiału. Jest to półgrupa złożona ze wszystkich przekształceń dróg odkształcenia nie wpływających na końcową wartość naprężenia. Podano algorytm znajdywania postaci ogólnej operatora konstytutywnego niezmienniczego względem z góry zadanej półgrupy.
Odnotowano jeden z najważniejszych przypadków szczególnych, a mianowicie wprowadzone przez W. Nolla tzw. grupy symetrii materiałów.
Część II będzie zawierać propozycję uściślenia powszechnie używanego w mechanice pojęcia lepkości materiału.
O zasadach ekstremalnych w niesprzężonej termoplastyczności.
Warszawa 1972 s. 12.
Prace IPPT 48/1972.
W pracy wykazujemy, że dla pewnej klasy funkcji płynięcia możliwe jest sformułowanie zasad ekstremalnych opisujących własności nieizotermicznego procesu deformacji ciał sprężysto - plastycznych bez efektów skali czasu. Dzięki uwzględnieniu efektów termicznych /tj. rozszerzalności cieplnej materiału oraz zmiany płynięcia z temperaturą/ zasady te są uogólnieniem znanych w teorii plastyczności zasad ekstremalnych dla prędkości naprężenia i prędkości punktów materialnych. Są one ważne jedynie w przypadku pominięcia wpływu procesu deformacji na pole temperatury a więc dotyczą tzw. niesprzężonej teorii termoplastyczności. Dodatkowo zakłada się, że odkształcenia są infinitezymalne a materiał jest liniowy i izotropowy ze względu na własności termosprężyste.
O matematycznych metodach optymalizacji konstrukcji.
Warszawa 1972 s. 229.
Prace IPPT 50/1972.
Celem pracy jest wskazanie i zestawienie metod matematycznych zagadnień ekstremalnych, które mogą znaleźć zastosowanie w optymalizacji konstrukcji.
Opracowanie obejmuje sześć rozdziałów, dotyczących różnych metod matematycznych, które zostały przygotowane w oparciu o źródła wskazane w tekście.
W pierwszym rozdziale omówiono metody programowania liniowego, umożliwiające wyznaczanie ekstremalnych wartości funkcji liniowych wielu zmiennych przy ograniczeniach typu równości i nierówności liniowych nałożonych na zmienne niezależne. Szczególną uwagę zwrócono na omówienie metody simpleks oraz na zagadnienie dualizmu w programowaniu liniowym. Podano również przykłady zastosowań tych metod w odniesieniu do kształtowania kratownic.
W drugim rozdziale przedstawiono metody i twierdzenia optymalizacji nieliniowej /warunki Kuhn-Tucker`a, metody Beal`a i Wolfa/ umożliwiającej wyznaczenie ekstremalnych wartości funkcji nieliniowych wielu zmiennych przy ograniczeniach typu równości i nierówności. Podano efektywne metody wyznaczania ekstremów w przypadku, gdy funkcje celu są funkcjami kwadratowymi wielu zmiennych przy ograniczeniach liniowych, ilustrując je przykładami. Przykłady zastosowań dotyczą optymalizacji słupów i ustrojów prętowych.
Rozdział trzeci zawiera omówienie metod klasycznego rachunku wariacyjnego w zastosowaniu do energetycznych kryteriów optymalizacji konstrukcji prętowych i płyt.
Podano zastosowania rachunku wariacyjnego w optymalizacji na minimum energii potencjalnej, na maksimum obciążeń i współczynników pewności ustrojów sztywno - plastycznych oraz na minimum ciężaru. Omówiono zasadę potencjału wzajemnego w zagadnieniach optymalizacji.
W rozdziale czwartym przedstawiono i omówiono metody nieklasycznych zagadnień wariacyjnych występujących przy ograniczeniach w postaci nierówności oraz w przypadku funkcjonałów spełniających warunki regularności.
Omówiono warunki konieczne i wystarczające oraz wyprowadzono równania operatorowe Eulera - Truchajewa - Homieniuka na elementy optymalne.
Szczegółowo przedstawiono różne sposoby uwalniania zagadnień optymalizacji od odgraniczeń typu nierówności. Podano zastosowania metod mini - maksimum w nieklasycznych zagadnieniach optymalizacji, oraz omówiono metody przybliżone rozwiązywania nieklasycznych zagadnień wariacyjnych.
Rozdział piąty zawiera podstawy matematycznej teorii zadań ekstremalnych. Podano w nim pojęcia i definicje, z analizy funkcjonalnej, które następnie wykorzystano do omówienia ogólnych zasad i twierdzeń teorii ekstremalnych. Warunki konieczne ekstremów zostały omówione i podane w formie twierdzenia Dubownickiego - Milutina. Przedstawiono również niektóre zastosowania tego twierdzenia do zagadnień ekstremalnych.
W rozdziale szóstym podano różne odmiany metod iteracyjnych i ich zastosowania do wyznaczania kształtów konstrukcji. Odmiany te zostały przedstawione na przykładach wyznaczania kształtów ustrojów optymalnych.
Zestawione opracowanie metod optymalizacji może być pomocą przy formułowaniu i rozwiązywaniu różnych konkretnych zagadnień optymalizacji. Może również być ono traktowane jako wprowadzenie w tematykę optymalizacji konstrukcji oraz informacja w zakresie metod ekstremalnych. Wymienione w pracy pozycje umożliwiają czytelnikowi gruntowniejsze przestudiowanie rozpatrywanej tematyki.
Badania eksperymentalne i projektowanie konstrukcji cięgnowych.
Warszawa 1972 s. 71.
Prace IPPT 51/1972.
Konstrukcje cięgnowe charakteryzują się niezmiernie szerokim zakresem zastosowania i wielką dynamiką rozwoju. Umożliwiają one kształtowanie różnorodnych architektonicznych form przekryć, daleko odbiegających od klasycznego zarysu dachu wiszącego. W konstrukcjach mostów wantowych pojawiły się systemy wielocięgnowe, znacznie różniące się od klasycznych rozwiązań wiszących mostów o dużej rozpiętości. W dziedzinie urządzeń transportu wiszącego wzrost rozpiętości i ciężarów podwieszanych spowodował wystąpienie wielu nowych zagadnień dynamicznych, zmęczeniowych i konstrukcyjnych.
Każda z tych trzech wielkich grup zastosowań rozwinęła swoją problematykę badawczą w dziedzinie optymalnego kształtowania konstrukcji jako całości oraz szereg problemów cząstkowych związanych z określonymi rodzajami i fragmentami konstrukcji przewidzianych do realizacji.
Wspólnym czynnikiem łączącym te różnorodne zastosowania są jedynie podstawy teoretyczne, gdyż na ogół badania eksperymentalne związane są ze specyfiką zastosowań, a przeniesienia wyników mogą występować głównie na granicy rozwiązań zbliżonych swym kształtem lub szczegółami konstrukcyjnymi.
W przeglądowym omówieniu problematyki kształtowania konstrukcji i doświadczalnej weryfikacji rozwiązań ograniczono się do przedstawienia niektórych problemów, związanych przez prace własne autorów z przekryciami dachowymi i transportem, pomijając zagadnienia konstrukcji mostowych, w których ustroje cięgnowe osiągnęły największe rozpiętości.
O istnieniu i jednoznaczności struktury magnetogazodynamicznych fal uderzeniowych.
Warszawa 1972 s. 27.
Prace IPPT 52/1972.
Pojęcie struktury fal uderzeniowych łączy się z opisem przepływu w wąskich warstwach, wewnątrz których gradienty wielkości fizycznych są duże, w związku z czym działania mechanizmów dysypacji nie można tam zaniedbać. W układzie równań magnetodynamiki płynów działanie mechanizmów dysypacji jest wyrażane członami proporcjonalnymi do drugich pochodnych poszukiwanych funkcji i pewnych współczynników, zwanych współczynnikami dysypacji. Dla zwykle przyjmowanego modelu płaskiej fali uderzeniowej równania magnetogazodynamiki sprowadzają się do układu równań zwyczajnych pierwszego rzędu (dzięki jednokrotnemu scałkowaniu) ze współczynnikami przy pochodnych proporcjonalnymi do współczynników dysypacji. Rozwiązania tych równań - spełniające pewne dodatkowe warunki - określają strukturę fal uderzeniowych. Powstaje problem istnienia i jednoznaczności takich rozwiązań. Współczynniki dysypacji traktowane są jako znane funkcje wielkości fizycznych. W zależności od rozwiązywanego zagadnienia postać tych funkcji może być różna. Dlatego pożądanym jest by dowody istnienia i jednoznaczności rozwiązań opisujących strukturę fali uderzeniowej obowiązywały przy możliwie najogólniejszych założeniach dotyczących współczynników dysypacji. Te same wymagania pojawiają się w związku z problemem stabilności fal uderzeniowych.
W tej pracy będziemy badać szybkie fale uderzeniowe i wolne fale uderzeniowe. Nie będziemy zajmowali się pośrednimi falami uderzeniowymi, które jak pokazał Germain są niestabilne, a jako nieewolucyjne nie mogą być użyte do budowy rozwiązań nieciągłych w magnetodynamice płynów doskonałych.
Podamy dowód istnienia struktury wolnych fal uderzeniowych i struktury szybkich fal uderzeniowych.
Możliwości modelowego badania zapór sprężonych metodami elastooptycznymi.
Warszawa 1972 s. 45.
Prace IPPT 53/1972.
Obserwowany w ostatnich latach wzrost zainteresowania zaporami sprężonymi, będącymi konstrukcjami ekonomiczniejszymi od konwencjonalnych zapór grawitacyjnych, wyraża się w publikowanych pracach opartych na materiale obliczeniowym albo, co bywa rzadziej, na materiale doświadczalnym.
W pracy pokazano wyniki elastooptycznych badań modelu przekroju poprzecznego sprężonej zapory o wysokości 60 m, zaproponowanego przez N.M. Dehousse`a i innych, na podstawie obliczeń komputerowych.
Badania przeprowadzono metodą opracowaną przez R.S. Doroszkiewicza, polegającą na poddaniu wirowaniu w temperaturze pokojowej modelu wykonanego ze specjalnie czułych materiałów elastooptycznych. Modelowano trzy zasadnicze rodzaje obciążeń zapór sprężonych, ciężar własny, sprężenie i parcie hydrostatyczne. Zbadano 17 przypadków obciążenia, występujących w obiekcie lub służących do weryfikacji superpozycji doświadczalnej.
Wyznaczono wartości składowych stanu naprężenia w trzech poziomych przekrojach, odpowiadających zaporom o wysokościach 20, 40 i 60 m., zestawiono w tablicach i na wykresach. Otrzymane rezultaty wykazują przydatność zastosowanej metody elastooptycznej w badaniach stanu naprężenia zapór sprężonych.
O stateczności pewnego tłumionego układu z falą bieżącą.
Warszawa 1972 s. 17.
Prace IPPT 54/1972.
Problemy drgań samowzbudnych z falą bieżącą są w ostatnim okresie przedmiotem intensywnych badań w różnych dziedzinach techniki. Poza aerosprężystością, gdzie badania rozwinęły się najwcześniej /początkowo płyt i powłok, a następnie rakiet i dysz silników odrzutowych/ układy z falą bieżącą spotykamy również w mechanice, elektronice, fizyce plazmy oraz teorii pól połączonych.
W układach mechanicznych i aerosprężystych efekty samowzbudności są na ogół eliminowane jako szkodliwe dla konstrukcji, natomiast w teorii pól połączonych wykorzystuje się je do budowy układów wzmacniających. W większości dotychczasowych rozważań dotyczących flatteru nie uwzględniono efektów lepkich, zwłaszcza w cieczy lub gazie. Bowiem przyleganie cieczy lepkiej do ścianek opływanych konstrukcji zasadniczo komplikuje problem. Nawet przybliżenie zagadnienia założeniem, że efekty lepkie istotne są tylko w warstwie przyściennej /granicznej/ pozwala na rozwiązanie niewielu przypadków.
Celem niniejszej pracy jest analiza stateczności względnego ruchu dwóch płyt oddziaływujących z cieczą, a w szczególności analiza wpływu lepkości na parametry krytyczne tego układu. Przedstawiony problem nie rozwiązuje zagadnienia opływu płyt i powłok cieczą lepką ale poza bezpośrednim znaczeniem praktycznym tak sprecyzowanego układu uzyskane wyniki mogą być w pewnych przypadkach /podanych w pracy/ wykorzystane jako bliższe rzeczywistym aniżeli wyniki uzyskane przy założeniu, że ciecz jest idealna.
W pracy w części drugiej sformułujemy problem dwóch przypadków: przypadek sztywnej płyty o sztywności dążącej do zera. W części trzeciej podamy rozwiązanie problemu a w czwartej wyznaczymy zakresy niestateczności ruchu.
Pracę zakończymy omówieniem zasadniczych wniosków.
Płyty plastyczne pod działaniem sił skupionych.
Warszawa 1972 s. 71.
Prace IPPT 55/1972.
Nieliniowość układu równań różniczkowych cząstkowych, opisujących zginanie płyt sztywno - plastycznych powoduje, że uzyskanie rozwiązania zagadnienia brzegowego nie jest łatwe. Dlatego też, dotychczas, głównie poświęcono uwagę metodom przybliżonym, pozwalającym, w oparciu o dwa podstawowe twierdzenia nośności granicznej, na oszacowanie wielkości obciążenia granicznego. Szczególną popularność uzyskała metoda linii załomów. Pozwala ona na oszacowanie nośności granicznej od góry, lecz nie daje żadnej informacji o polu sił wewnętrznych w częściach sztywnych.
Rozwiązania zupełne, tzn. rozwiązania zagadnień brzegowych dla kompletu równań zginania płyt plastycznych, znane są zaledwie dla kilku szczególnych przypadków. Istnieje więc potrzeba znalezienia metody otrzymywania rozwiązań zupełnych, lub przynajmniej nietrywialnej metody wyznaczania statycznie dopuszczalnych rozkładów sił wewnętrznych oraz oszacowania obciążenia granicznego od dołu.
W niniejszej pracy przedstawimy całość zagadnień zginania płyt spełniających warunek plastyczności Johansena. Wyprowadzimy zasady, którym podlegają pola sił i odkształceń w stanie wyczerpania nośności płyty. Na przykładach pokażemy jak w oparciu o te zasady można budować rozwiązania zupełne. Po przedstawieniu układu równań różniczkowych cząstkowych opisujących problem przeprowadzimy dyskusję typów równań odpowiadających rozpatrywanemu warunkowi plastyczności. Okazuje się, że typ układu równań zginania płyt zależy tylko od warunku plastyczności. I tak dla warunku plastyczności nieliniowego względem momentów głównych równania są zawsze typu eliptycznego. Dla liniowych warunków wystąpić mogą wszystkie trzy typy: eliptyczny, paraboliczny i hiperboliczny.
Konsekwencje tego stwierdzenia stanowią główny przedmiot zainteresowania w tej pracy. Szczególną uwagę zwracać będziemy na brzegowe warunki podparcia, a więc na określenie, jakiego typu równania opisują stan naprężeń występujący wzdłuż brzegu.
Odrębną grupę zagadnień stanowią nieciągłości. Przeprowadzimy więc dyskusję dopuszczalnych nieciągłości statycznych i kinematycznych i ustalimy zasady budowania nieciągłych pól momentów w płytach. Przy wykorzystaniu zaproponowanej metody uzyskano szereg nowych rozwiązań. Przedstawiona metoda umożliwia również uzyskiwanie rozwiązań statycznie dopuszczalnych. Pozwala to uzupełnić znane rozwiązania kinematyczne oszacowaniami nośności granicznej od dołu.
Zastosowanie elastooptyki do kształtowania głowicy zapory filarowej.
Warszawa 1972 s. 29.
Prace IPPT 56/1972.
Praca zawiera przykład zastosowania metody elastooptycznej do kształtowania głowicy zapory filarowej. Opisano technikę badań, poświęcając szczególną uwagę sposobom realizacji obciążenia równomiernie rozłożonego wzdłuż brzegu. Zaproponowano program badań, umożliwiający ustalenie optymalnego kształtu przekroju poprzecznego głowicy piętrzącej zapory.
Przedstawiono optymalizację kształtu głowicy w oparciu o wyniki badań elastooptycznych. Jako kryterium optymalizacji przyjęto warunek minimalnej objętości głowicy przy założonej wartości naprężeń po stronie odwodnej. Optymalne parametry przekroju obliczone na komputerze ODRA 1204 przedstawiono w postaci tabel i wykresów.
Analiza metod azymutalnego uśredniania rentgenowskiej linii dyfrakcyjnej.
Warszawa 1972 s. 35.
Prace IPPT 57/1972.
W szeregu zagadnień fizyki i techniki niejednokrotnie zachodzi konieczność przeprowadzenia ilościowej analizy fazowej materiałów polikrystalicznych /np. metali, minerałów bądź oznaczenia stopnia krystaliczności polimerów /na podstawie pomiarów intensywności rentgenowskich linii dyfrakcyjnych.
Często zdarza się, że w badanych układach /ciągnione druty i walcowane blachy metalowe, włókna i folie z polimerów, niektóre naturalne minerały i materiały pochodzenia biologicznego/ występuje uprzywilejowana orientacja krystalitów, dzięki której intensywność linii dyfrakcyjnej jest dodatkowo funkcją azymutalnego położenia próbki. W takich przypadkach niezbędne jest mierzenie intensywności uśrednionej azymutalnie.
W praktyce rentgenograficznej istnieje kilka sposobów takiego uśredniania. Stosuje się więc numeryczne uśrednianie po figurze biegunowej, lub też preparowanie izotropowych próbek. Pierwszy z tych sposobów wymaga znacznego nakładu pracy przy pomiarach dyfraktometrycznych i następnie dokonania dużej liczby obliczeń, drugi wiąże się z możliwością wprowadzenia naprężeń i niejednokrotnie nawet zniekształceń w strukturze próbki i nigdy nie daje gwarancji pełnej izotropowości.
W tej sytuacji naturalną jest tendencja poszukiwania metod, które pozwoliłyby na uzyskanie uśrednionej intensywności bezpośrednio z pomiarów dyfraktometrycznych.
W tym celu niejednokrotnie stosowano obrót próbki wokół wiązki promieniowania pierwotnego, przy czym nigdy nie zostało w pełni przeanalizowane zagadnienie skuteczności uzyskiwanego uśrednienia.
Inny bardziej doskonały sposób zaproponowany przez Wilchinsky`ego i Rulanda polega na obrocie z równoczesnym korygowaniem mierzonej intensywności przez analogowe mnożenie /absorpcyjne lub elektroniczne/ przez sinus kata obrotu. Już jakościowa analiza wykazuje, że sposób ten byłby dokładnie słuszny jedynie w przypadku dokonywania pomiaru pod kątem rozproszenia v = 0, czyli nie do zrealizowania dla konkretnych płaszczyzn sieciowych kryształu.
Celem niniejszej pracy było teoretyczne przeanalizowanie charakteru uśrednienia uzyskiwanego zarówno przez zwykły obrót próbki wokół wiązki pierwotnej jak i za pomocą metody Wilchinsky`ego-Rulanda, dla przypadku próbek o jednoosiowej orientacji; oraz określenie zakresu stosowalności każdej z tych metod.
Wakansyjny mechanizm zniszczenia metali.
Warszawa 1972 s. 39.
Prace IPPT 58/1972.
W pracy buduje się teorię powstawania makrodefektów na granicach ziaren w kryształach metali. Oparta jest ona na analogii z procesem niejednorodnego zarodkowania kondensatów par na ciałach stałych i stanowi istotne rozszerzenie poprzednich prac autora.
Problematyka będąca przedmiotem niniejszej pracy dotyczy zagadnień z pogranicza zarówno pewnych działów fizyki ciała stałego, takich jak teoria zniszczenia, teoria defektów, czy teoria metali, jak również chemii fizycznej. Z tego powodu wydaje się właściwe przytoczyć pokrótce pewne opisy zjawisk fizycznych, jak np. proces adsorpcji gazów i par na ciałach stałych oraz proces kondensacji kapilarnej - jako analogony tworzenia się makrodefektów na granicach ziaren - mimo, iż zjawiska te są dobrze znane fizyko-chemikom.
Analiza ilościowa problemu została przeprowadzona w oparciu o mechanikę statystyczną.
Problematyka drgań mechanicznych w pojazdach z punktu widzenia oddziaływania na kierownicę.
Warszawa 1972 s. 56.
Prace IPPT 59/1972.
W pracy omówiono próby modelowania człowieka jako układu drgającego i na tym tle przedstawiono wyniki badań wrażliwości człowieka i jego organów, a w szczególności kończyn górnych na drgania mechaniczne. Omówione zostały kryteria szkodliwości drgań, zwłaszcza drgań o charakterze losowym.
Scharakteryzowane zostały następnie metody eksperymentalnego i analitycznego badania jakości siedzisk ciągników, a także ważniejsze aspekty konstrukcyjne.
Obok wyników własnych badań autora w pracy wykorzystane zostały również wyniki badań szeregu autorów zagranicznych.
Probabilistyczne przestrzenie metryczne.
Warszawa 1972 s. 48.
Prace IPPT 60/1972.
Celem pracy jest zebranie, uporządkowanie i przedstawienie w jednolitej postaci rozproszonych po czasopismach wyników badań metodami topologicznymi losowych struktur metrycznych. Okazało się, że większość omawianego materiału można odnieść do pewnego naturalnego uogólnienia pojęcia przestrzeni metrycznej; uogólnienie to wyróżniono definiując pojęcie jednostajnych probabilistycznych przestrzeni metrycznych.
Stateczność osiowo-symetryczna niejednorodnych układów sprężystych.
Warszawa 1972 s. 73.
Prace IPPT 61/1972.
Niniejsza praca zawiera przykład zastosowania teorii Greena, Rivlina, Shielda do badania stateczności układów niejednorodnych o niejednorodnościach ciągłych.
W rozdziale pierwszym wyprowadzono równania równowagi niejednorodnego ciała o symetrii osiowej. O materiale ciała założono, że jest on określony potencjałem sprężystym jawnie zależnym od odległości od osi symetrii. Rozpatrzono zarówno symetryczną jak i asymetryczną postać utraty stateczności.
W rozdziale drugim i trzecim rozpatrzono zagadnienie stateczności niejednorodnej rury poddanej skończonemu ściskaniu lub rozciąganiu.
W rozdziale drugim rozpatrzono symetryczną postać utraty stateczności a w rozdziale trzecim postać asymetryczną. W obu przypadkach problem poszukiwania krytycznych odkształceń sprowadzono do liniowego, samosprzężonego zagadnienia brzegowego, które następnie zostało rozwiązane numerycznie. Rozpatrzono również zagadnienie stateczności niejednorodnego walca jako przypadek graniczny, gdy średnica wewnętrzna rury dąży do zera. Zastosowanie metod numerycznych pozwoliło na przeanalizowanie warunków utraty stateczności w zależności od różnych parametrów geometrycznych i materiałowych. Między innymi uzyskano nowe wyniki dla materiałów jednorodnych, będące istotnym rozszerzeniem wyników zawartych w pracy. Pozwoliło to z kolei przeanalizować zagadnienie, w jakim zakresie niejednorodności można stosować teorię przybliżoną, operującą pojęciem materiału jednorodnego.
Doświadczalne badania efektu pamięci wstępnie odkształconego materiału.
Warszawa 1972 s. 15 + tabl. 1-45.
Prace IPPT 62/1972.
W pracy przedstawiono sprawozdanie naukowe z doświadczalnych badań efektu pamięci materiału poddanego różnym odkształceniom plastycznym. W sprawozdaniu podano opis przebiegu badań, sposób obciążania i technikę pomiarową stosowaną w doświadczeniach. Badania przeprowadzono na próbkach płaskich wycinanych z blachy ze stopu aluminium do obróbki plastycznej PA 3/Al Mg 5/ w stanie miękkim.
W pracy zastosowano dwa różne sposoby wstępnego przygotowania materiału. W pierwszym sposobie, duże próbki wycięte z arkusza blachy odkształcano plastycznie obciążeniem wzdłuż osi y a następnie, po odciążeniu, próbki te ponownie odkształcano wzdłuż osi x do różnych, określonych, wartości obciążeń. Drugi sposób przygotowania materiału różnił się od pierwszego, tym, że duże próbki odkształcano tylko wzdłuż osi x do tych samych wartości wstępnego obciążania jakie były stosowane przy pierwszym sposobie.
Z dużych próbek wycinano małe próbeczki pod różnymi kątami λ do osi x. Próbeczki te poddawano próbom jednoosiowego rozciągania wyznaczając z nich zależności naprężenia od odkształcenia /σ - ε/. Z wykresów tych otrzymano punkty do budowy krzywych granicznych leżących na powierzchni plastyczności.
Analizę efektu pamięci materiału przeprowadzono przez porównanie odpowiednich powierzchni płynięcia uzyskanych dla materiału po wstępnym odkształceniu dwoma różnymi sposobami obciążenia. Wyniki doświadczeń pokazały, że dla dwóch dróg obciążenia, w których różne są ich pierwsze ale identyczne drugie odcinki, wpływ tych pierwszych odcinków na kształt powierzchni plastyczności jest tym mniejszy im większy /dłuższy/ jest ten drugi, wspólny, odcinek drogi wstępnego obciążenia.
O jednoznaczności rozwiązań naprężeniowych równań ruchu typu Beltramiego-Michella.
Warszawa 1972 s. 11.
Prace IPPT 63/1972.
Klasyfikacja i identyfikacja samogłosek polskich na podstawie częstotliwości formantów.
Warszawa 1972 s. 92.
Prace IPPT 64/1972.
Każdy z 6 polskich fonemów samogłoskowych został wymówiony 5-krotnie przez 16 głosów. Na podstawie analizy spektrograficznej wyznaczono częstotliwości 4 formantów samogłoskowych. W ten sposób każdy fonem scharakteryzowano czterowymiarowym wektorem losowym. Rozkład tego wektora dla i - tego fonemu traktuje się jako rozkład normalny N w populacji π i. Parametry statystyczne każdej z 6 populacji oszacowano na podstawie próby składającej się z 80 obserwacji w układzie 16 x 5. Identyfikacja polegała na zaliczeniu każdej samogłoski z nowego zbioru do jednej z wyznaczonych populacji na podstawie określonego modelu decyzyjnego. Nowy zbiór składał się z 20 wymówień każdego fonemu, po 10 dla każdego z dwóch głosów. Dla celów identyfikacji zastosowano dwa modele statystyczne zakładające nierówność macierzy kowariancji pomiędzy poszczególnymi fonemami.
Nieliniowy opis deformacji sprężysto - plastycznych ciał rozdrobnionych.
Warszawa 1972 s. 35.
Prace IPPT 65/1972.
Celem niniejszej pracy jest przedstawienie propozycji łącznego opisu wymienionych efektów mechanicznych z pominięciem wpływu zmiany skali czasu /zjawisk reologicznych/.
W pkt. 2 pracy sformułowano prawo fizyczne szczególnego materiału typu przyrostowego, definiując oddzielnie nieodwracalne i odwracalne przyrosty odkształceń. Ograniczono się przy tym do małych deformacji. Dopuszczono możliwość sprzężenia deformacji odwracalnych i nieodwracalnych, tzn. założono, że funkcje materiałowe opisujące deformacje odwracalne zależeć mogą od deformacji nieodwracalnych. W zakresie przyrostów nieodwracalnych wykorzystano koncepcję ciała o wzmocnieniu gęstościowym.
Możliwości zastosowania związków przyrostowych do opisania różnych efektów w materiałach rozdrobnionych są ostatnio intensywnie badane.
Dla pokazania możliwości rozwiązania w ramach zaproponowanego modelu zagadnień brzegowych, w pkt. 3 pracy rozpatrzono zadanie o ściskaniu nieskończenie rozciągłej warstwy (zagadnienie jednoosiowych odkształceń). Zadanie to ma istotne znaczenie praktyczne, jest bowiem dobrym przybliżeniem wielu problemów technologicznych takich jak zagęszczenie warstwy gruntu, czy prasowanie masy formierskiej bez modelu. Odpowiada także warunkom występujących w standardowym badaniu ściśliwości ośrodka rozdrobnionego.
Zagadnieniu jednoosiowych odkształceń materiałów rozdrobnionych poświęcono szereg prac. Rozpatrując rozwiązania dla modeli plastycznych zauważamy, że dla ciała sztywno-idealnie plastycznego nie można uzyskać rozwiązania kinematycznego. Rozwiązania liniowo-sprężysto-idealnie plastyczne nie odzwierciedlają z kolei stwierdzonego doświadczalnie zakleszczania się materiału; podobnie dzieje się dla modelu liniowo-sprężysto-plastycznego ze wzmocnieniem gęstościowym. Model sztywno-plastyczny ze wzmocnieniem gęstościowym opisuje wprawdzie ten efekt, daje jednak niezgodne z doświadczeniem zachowanie przy odciążaniu.
Weryfikację doświadczalną proponowanych w niniejszej pracy związków fizycznych zamieszczono w pkt. 4. Doświadczenia wykonano w warunkach jednoosiowego stanu odkształcenia na trzech materiałach rozdrobnionych: ziarnie pszenicy, ziarnie ryżu i kulkach plastikowych. Przedstawiono sposób wyznaczania funkcji materiałowych, oraz porównano wyniki doświadczeń z rozwiązaniem teoretycznym uzyskanym w pkt. 3.
O pewnych własnościach rozwiązań różniczkowych zwyczajnych.
Warszawa 1972 s. 15.
Prace IPPT 66/1972.
Praca poświęcona jest jakościowemu badaniu rozwiązań nieautonomicznych równań zwyczajnych w postaci normalnej. Jako kontynuacje prac [1, 2] zawiera pewne uzupełnienia wyników tych prac głównie wnioski dotyczące zachowania się jakobianu układu całek pierwszych oraz pewnej skalarnej funkcji v wyznaczonej przez układ równań. Znajomość tych własności pozwala na sformułowanie pewnych wniosków odnośnie zachowania się rozwiązań w czasoprzestrzeni.
Kontynualny model złożonej cieczy z oddziaływaniami typu Van der Waals`a.
Warszawa 1972 s. 50.
Prace IPPT 67/1972.
Zawiesiny, które są przedmiotem badania w niniejszej pracy, zaliczane są do szerokiej klasy ośrodków złożonych ze strukturą. Zadanie badania własności ośrodka złożonego polega na szukaniu związków pomiędzy charakterystykami materiałowymi jego składników /na ogół prostych w sensie budowy równań konstytutywnych/, a charakterystykami ośrodka jako całości.
Brak teorii zawiesin uwzględniających oddziaływanie dyspersyjne z jednej strony i konieczność ich uwzględnienia, z uwagi na wielkość tych oddziaływań, z drugiej strony skłania do zbadania tego zagadnienia.
Powstaje konieczność zbudowania możliwie prostego modelu zawiesiny pozwalającego badać wpływ oddziaływań na jej termodynamiczne własności.
Niniejsza praca stanowi próbę rozwiązania tak postawionego zadania uwzględniającego zarówno geometryczną strukturę jak i koncentrację poszczególnych składników.
PRACE Pracowni Obliczeń Numerycznych w zakresie oprogramowania M.M. ODRA-1204 /1972/.
Warszawa 1972 s. 115.
Prace IPPT 68/1972.
Obserwacje potrzeb numerycznych IPPT prowadzi do wniosku, że szereg zagadnień analizy numerycznej nie jest jak dotychczas dobrze reprezentowane wśród istniejących programów dla maszyny matematycznej ODRA-1204. Dlatego też w Pracowni podjęto prace nad zaprogramowaniem pewnej liczby ważnych algorytmów, z których część zawarto w niniejszym zbiorze.
Należą tu zarówno zagadnienia rachunku macierzowego /szybkie operacje macierzowe/, algebry liniowej, a w szczególności wyznaczania wartości własnych macierzy /procedury QR, Hessenberg, DANILEWSKI, EIGEN/, jak też algebry nieliniowej /emem, LSTPOS/. Częstym zagadnieniem jest też wyznaczanie wartości wyrażeń matematycznych z podwyższoną dokładnością. Podwyższona precyzja pozwala nie tylko na wykonanie niektórych operacji, które wskutek akumulacji błędu są niewykonalne w ramach zwykłej dokładności, ale też umożliwia nieraz porównanie ze sobą dwu algorytmów, jednego prowadzonego ze zwykłą, a drugiego z podwyższoną dokładnością celem przeprowadzenia numerycznej analizy błędu zaokrąglenia. Do tych celów służy zestaw procedur dla operacji z podwyższoną dokładnością, który wykorzystuje dopuszczony w języku algorytmicznym ALGOL-1204 zbiór rozkazów języka wewnętrznego m.m. ODRA-1204. Pewne ogólne znaczenie dla programowania w algolu ma zastosowany we wspomnianym zestawie sposób makrosegmentacji uwalniający użytkownika zestawu procedur od bezpośredniego opisywania procedur w programie. Sposób ten zasługuje na szersze rozpowszechnienie, wobec ułatwienia testowania formalnego programów, dotyczących konkretnych zagadnień obliczeniowych.
Ponieważ wielomian charakterystyczny macierzy związany jest z tzw. stałymi Schwartza, więc zestaw algorytmów Rutishausera dotyczący tworzenia ułamków łańcuchowych, sumowania szeregów itp. może dzięki swej zwięzłości znaleźć zastosowanie.
Osobnym zagadnieniem ujętym w niniejszym zbiorze jest inwentaryzacja przedmiotów przy wykorzystaniu maszyny matematycznej ODRA-1204. Mimo, że sam problem nie jest w bezpośrednim zasięgu analizy numerycznej i raczej wiąże się z zastosowaniami teorii gramatyk, program może znaleźć eksperymentalne zastosowanie w IPPT i dlatego został włączony do zbioru.
Kwazijednowymiarowe przepływy barotropowe w dyszy Lavala.
Warszawa 1972 s. 20.
Prace IPPT 69/1972.
Przepływom dowolnego płynu przez dyszę Lavala towarzyszą bardzo złożone zjawiska gazodynamiczne i fizykochemiczne jak:
- skomplikowana geometria pola przepływu,
- powstawanie warstw przyściennych i fal uderzeniowych,
- ewentualne przemiany fazowe /kondensacja/ lub reakcja chemiczna /spalanie/.
Równowaga termodynamiczna może być przy tym zaburzona i procesy dysypatywne mogą ogrywać istotną rolę.
W niniejszej pracy nie będziemy się zajmować oceną wpływu wszystkich wymienionych wyżej zjawisk, a pomijając kinetykę procesów dysypatywnych ograniczymy się jedynie do rozpatrzenia najprostszego modelu nielepkiego, barotropowego, kwazijednowymiarowego przepływu przez dyszę Lavala. Wykorzystanie tego modelu będzie dla nas punktem wyjścia przy przeprowadzaniu porównań przepływów różnych mieszanin wielofazowych i wieloskładnikowych przez dyszę o zadanym kształcie. Szczególną uwagę zwrócimy przy tym na analizę przepływu okołodźwiękowego w otoczeniu gardzieli dyszy, gdzie występuje przekroczenie prędkości dźwięku.
Twierdzenie o jednoznaczności dla pewnego układu naprężeniowych równań ruchu liniowej teorii sprężystości.
Warszawa 1972 s. 10.
Prace IPPT 70/1972.
W liniowej elastodynamice można wyróżnić dwa typy równań naprężeniowych, z których pierwszy jest konieczny i dostateczny do rozwiązania konkretnego problemu początkowo-brzegowego, zaś drugi /tzw. uogólnione na przypadek dynamiki równania Beltrami-Mitchella/ stanowi warunek konieczny, lecz w ogólności niewystarczający do rozwiązania takiego problemu.
W niniejszej pracy formułujemy pewien dwuwymiarowy problem początkowo-brzegowy w oparciu o nietrywialną kombinację równań obu typów i dowodzimy, że kombinacja ta poddana pewnym mocniejszym warunkom brzegowym aniżeli przyjmuje się to w klasycznej elastodynamice oraz klasycznym warunkom początkowym stanowi jednoznacznie rozwiązalny problem obszaru, którego brzeg zawiera prostokątne naroże.
Mocniejsza postać warunków brzegowych, zawarta w powyższym sformułowaniu, jest sugerowana pomiarami dynamicznej elastooptyki.
Badanie parametrów widmowych spółgłosek trących metodą przejść przez zero.
Warszawa 1972 s. 12.
Prace IPPT 71/1972.
The phonetic-acoustic distinctive features of fricative consonants may be expressed in terms of some physical parameters describing their spectral characteristics. Especially convenient to this aim proved to be the spectral moments of the speech signal as they are tightly correlated with the spectral energy distribution. Simple relations exist, on the other hand, between the spectral moments and the average zero-crossing rate which thue may be used as the distinctive feature of fricatives. In the present paper the techniques adapted for extraction from the speech signal is explained and the results of the preliminary classification of Polish fricatives in terms of zero-crossing measure are given.
Ultradźwiękowe badania procesu zmęczeniowego polimetakrylanumetylu.
Warszawa 1972 s. 9.
Prace IPPT 72/1972.
Rozpatrując zagadnienia rozciągania i pękania polimerów należy wyjaśnić, że wszelkie zmiany strukturalne w polimerach amorficznych pod wpływem przyłożonego obciążenia nie są realizowane poprzez ruch dyslokacji lecz polegają na dyfuzji segmentów łańcuchów polimerów i ewentualnych ich zerwaniu.
Problem pękania polimerów można wyjaśnić w oparciu o znaną hipotezę, że płaszczyzna pękania w polimerach amorficznych powstaje na skutek orientacji makrocząsteczek pod wpływem lokalnego naprężenia ścinającego, w sposób podobny jak ma to miejsce przy pełzaniu. W obydwu przypadkach orientacja makrocząsteczek w płaszczyźnie pękania lub poślizgu może zachodzić jedynie w mikroplastycznych stanach ośrodka. Pewnym potwierdzeniem powyższego przypuszczenia jest zjawisko identyczności optycznych własności powierzchni pękania polimeru w wysokiej temperaturze i niskiej.
Wyżej wymienione zjawiska podobnie jak w metalach powinny znaleźć swoje odzwierciedlenie w zmianach tłumienia fal ultradźwiękowych przechodzących przez polimer poddany obciążeniu. W związku z tym celem pracy było podobnie jak w poprzednich badaniach poszukiwanie związków pomiędzy parametrami mechanicznymi i akustycznymi ze szczególnym uwzględnieniem wpływu natury zmian strukturalnych przy odkształceniu, na wielkość tłumienia fal ultradźwiękowych.
Metody cechowania pomiarowych mikrofonów pojemnościowych.
Warszawa 1972 s. 27.
Prace IPPT 73/1972.
Omówione metody cechowania mikrofonów pojemnościowych w zasadzie nie zmieniły się od chwili pierwszego ich zastosowania. Wszystkie zmiany dokonywały się przede wszystkim w kierunku rozszerzania zakresu częstotliwości pomiarowych oraz zwiększenia dokładności pomiaru, były więc zmianami o charakterze ilościowym. Szereg zmian pozwalających na zwiększenie dokładności pomiaru przy równoczesnym uproszczeniu techniki pomiarowej dokonano zwłaszcza w metodzie wzajemności.
Łatwo zauważyć, że nie zostały wspomniane dwa rodzaje pomiarów:
- pomiar przesunięcia fazowego wprowadzonego przez mikrofon
- oraz pomiar odpowiedzi impulsowej.
Bezpośredni pomiar przesunięcia fazowego wprowadzanego przez mikrofon nie jest możliwy przy aktualnym poziomie techniki pomiarowej. W przypadku pomiarów w polu fali swobodnej podstawowa trudność polega tu na konieczności oddzielenia przesunięcia fazowego wprowadzanego przez badany przetwornik od opóźnienia sygnału podczas przejścia fali akustycznej między źródłem a odbiornikiem. Można przeprowadzić taki pomiar metodą pośrednią, badając odpowiedź przetwornika na impuls akustyczny o ściśle określonym przebiegu czasowym. Odpowiedź impulsowa przetwornika zawiera bowiem informację zarówno o jego skuteczności, jak i o wprowadzanym przesunięciu fazowym. Dotychczasowe badania w tej dziedzinie miały głównie charakter obserwacji jakościowych. Nieliczne próby systematycznego ujęcia tego zagadnienia nie doprowadziły - jak dotąd - do opracowania metody pomiaru przesunięcia fazowego oraz charakterystyk ilustrujących właściwości przetwornika w dziedzinie czasu.
Układ komutacji akustycznego analizatora widmowego.
Warszawa 1972 s. 26.
Prace IPPT 74/1972.
W pracy przedstawiono zasadę pracy i opis techniczny układu komutacji analizatora widmowego. Szczegółowo omówiono podstawowe części komutatora:
- matrycę przełączającą
- licznik binarny.
Budowa modelu pojazdu dwukołowego.
Warszawa 1972 s. 35.
Prace IPPT 75/1972.
Pojazd dwukołowy jest klasycznym przykładem układu mechanicznego z więzami anholonomicznymi. W ciągu przeszło stuletniego istnienia tego układu i prawie stuletniej historii rozważań układów anholonomicznych ukazało się szereg prac rozważających ruch tego układu. Niektóre z nich podano w wykazie literatury.
Mimo bogatej bibliografii co jakiś czas ukazują się nowe prace rozważające zagadnienie przez coraz to innych założeniach, założeniach których celem jest zbliżenie modelu mechanicznego do układu rzeczywistego. Również i autor poniższej pracy uzupełnił ogólnie spotykane w literaturze założenie dodatkowymi założeniami wynikającymi z obserwacji zjawiska toczenia się kół odkształcalnych. Wydaje się, że tak przyjęty układ warunków wypływających z założeń zbliża model do układu rzeczywistego.