Ocena przydatności komór bezechowych do akustycznych badań diagnostycznych.
Warszawa 1973 s. 22.
Prace IPPT 1/1973.
Podstawowym problemem pomiarowym w diagnostyce akustycznej maszyn i urządzeń jest wydzielenie właściwego sygnału akustycznego, będącego nośnikiem informacji diagnostycznej.
Metody pomiarowe stosowane w badaniach diagnostycznych powinny, na podstawie wydzielonego sygnału akustycznego, poprzez porównanie go z sygnałem przyjętym za wzorcowy, jednoznacznie określać stan badanego urządzenia. Jedną z głównych cech tych pomiarów powinna być powtarzalność i jednoznaczność wyników badań, co wiąże się w sposób ścisły z zapewnieniem jednakowych, stałych w czasie warunków pomiarowych, a w szczególności zredukowania do minimum możliwości oddziaływania zakłóceń na sygnał diagnostyczny.
W ogólnym przypadku badany sygnał diagnostyczny można przedstawić w postaci [1]:
[1] S/t/ = k/t/ × s1/t/ + m/t/
Współczynnik zakłóceń k/t/ uwzględnia wpływ zmian warunków pracy badanego urządzenia oraz wpływ właściwości toru pomiarowego /w szczególności właściwości akustycznych pomieszczenia pomiarowego/ na badany sygnał diagnostyczny.
Oddziaływanie zakłóceń na sygnał diagnostyczny przedstawiono w postaci schematu blokowego na rys. 1.
W celu zwiększenia dokładności pomiaru sygnału s/t/ i zmniejszenia wpływu zakłóceń zewnętrznych m/t/ i k/t/ badania przeprowadza się w specjalnych pomieszczeniach zwanych akustycznymi komorami pomiarowymi.
Akustyczne komory pomiarowe dzielą się na:
a/ komory bezechowe,
b/ komory pogłosowe,
c/ komory o wartościach akustycznych zbliżonych do rzeczywistych pomieszczeń.
Pozwalają one na uzyskanie warunków odpowiednio:
a/ pola fali swobodnej,
b/ pola rozproszonego,
c/ pola o właściwościach pośrednich.
Jedną z cech sygnału zawierających informacje o charakterze diagnostycznym jest przestrzenny rozkład pola akustycznego wytwarzanego przez badane urządzenie.
Badane obiekty stanowią przeważnie złożony przestrzennie układ źródeł akustycznych, zróżnicowanych zarówno pod względem mocy, charakterystyk widmowych, jak również charakterystyk promieniowania.
Celowe jest więc przeprowadzenie badań diagnostycznych w warunkach akustycznych zbliżonych do warunków pola fali swobodnej /komora bezechowa/, ponieważ zmniejszony zostaje wpływ właściwości akustycznych pomieszczenia oraz zakłóceń zewnętrznych na sygnał diagnostyczny.
Przedmiotem niniejszej pracy jest ocena przydatności komór bezechowych do akustycznych badań diagnostycznych, oparta na analizie podstawowych parametrów tych komór.
O szczególnym przypadku odwzorowania pary profilów na parę okręgów.
Warszawa 1973 s. 77.
Prace IPPT 2/1973.
Przedmiotem pracy jest metoda wyznaczania funkcji odwzorowującej parę zadanych profilów symetrycznych względem osi rzeczywistej, na parę takichże okręgów.
Funkcję tę poszukuje się w formie rozwinięcia na szereg funkcji wymiernych.
Praca zawiera dwa programy w języku ALGOL-1204; jeden z nich umożliwia automatyczne obliczenie współczynników szeregu; drugi - kontrolę dokładności uzyskanego odwzorowania.
Potrzeba wielokrotnego wyznaczania wspomnianej funkcji pojawia się w związku z badaniem opływu profilu znajdującego się w pobliżu ziemi [1, 2], bądź też - profilu znajdującego się w zamkniętej przestrzeni pomiarowej tunelu aerodynamicznego [3].
Pobudzanie układu koncentrycznego idealnego pętlą z prądem magnetycznym.
Warszawa 1973 s. 16.
Prace IPPT 3/1973.
Znane jest rozwiązanie problemu brzegowego równania Helmholtza dla dwóch koncentrycznych cylindrów doskonale przewodzących. Stałe propagacji rodzajów, jakie można prowadzić taka koncentryczna linia, otrzymywane są zazwyczaj z żądania aby znikał wyznacznik jednorodnego układu równań na współczynniki przy dwóch liniowo niezależnych rozwiązaniach równania falowego. Przy czym wyżej wspomniany układ wynika bezpośrednio z warunków brzegowych.
Obecnie metodą transformacji Fouriera względem jednej zmiennej przestrzennej oraz wykorzystując twierdzenie o residuach w celu obliczenia odwrotnej transformaty Fouriera rozwiązujemy ściśle problem pobudzenia omawianej struktury pętlą z prądem magnetycznym, która w przypadku idealnym wzbudza w tym układzie falę typu TEM. Przyjęta metoda pozwala nam znaleźć zarówno stałe propagacji prowadzonych przez strukturę rodzajów, będące oczywiście potwierdzeniem znanych rezultatów, jak i dodatkowo amplitudy fourierowskie tych rodzajów.
Rozwiązane tu zagadnienie dla przypadku idealnego stanowi pierwszy krok do rozwiązania analogicznego problemu, uwzględniającego jednak skończoną przewodność zewnętrznego cylindra, co może być traktowane jako model chodnika kopalnianego ze stratnymi ścianami z biegnącym wzdłuż dobrze przewodzącym przewodem.
Identyfikacja parametrów tłumienia i sztywności materiałów wibroizolacyjnych.
Warszawa 1973 s. 28.
Prace IPPT 4/1973.
Własność tłumienia drgań mechanicznych przez materiały ma podstawowe znaczenie z uwagi na możliwości ich konstrukcyjnych zastosowań. Dotyczy to szczególnie materiałów na osnowie kauczuku i innych tworzyw tzw. “gumopodobnych” gdzie - w przeciwieństwie do metali - własności tłumienia materiału wyrażone np. przez współczynnik tłumienia są jakościowo różne od analogicznych własności metali. W przypadku metali na ogół przyjmuje się, że tłumienie i sztywność są stałe.
W przypadku materiałów niemetalicznych, a w szczególnie gum i tworzyw gumopodobnych sprawa stałości własności mechanicznych jest zagadnieniem całkowicie otwartym, a podstawową trudność stanowi samo wyznaczenie drogą pomiaru wartości, jakie przyjmują dwie podstawowe wielkości: tłumienie c i sztywność k materiałów. Główną trudnością staje się tu jednak wyznaczenie wartości tłumienia. Najlepiej może świadczyć o tym sam fakt istnienia wielu metod stosowanych do pomiaru tłumienia w metalach - a więc w materiałach dość dobrze “rozpracowanych” w sensie znajomości ich własności mechanicznych.
W niniejszej pracy, po krótkim omówieniu kilku znanych metod pomiaru własności tłumiących materiałów przedstawione zostanie metoda nieco odmienna, umożliwiająca pomiar zarówno tłumienia jak i sztywności w warunkach dynamicznych i przedstawienie tych parametrów w funkcji częstości drgań.
Omówione będą warunki jej stosowania i wnioski wypływające z przedstawionego sposobu ujmowania zagadnienia.
Pomiary i analiza hałasu urządzeń peryferyjnych elektronicznych maszyn cyfrowych.
Warszawa 1973 s. 39.
Prace IPPT 5/1973.
Pomiary hałaśliwości urządzeń mechanicznych stanowią aktualnie jeden z ważniejszych etapów badania parametrów maszyn. Tłumaczy się to przede wszystkim tym, że poziom hałasu w pomieszczeniach, w których pracuje większa ilość maszyn, znacznie przekracza dopuszczalne granice i powoduje - obok szkodliwych efektów natury psychofizjologicznej - trwałe ubytki słuchu u pracowników. W wielu krajach normy, określające parametry urządzenia przewidzianego do wprowadzenia na rynek, obejmują również dopuszczalny poziom hałasu zmierzony w określonych warunkach. Pomiary ogólnego poziomu hałasu, określenie jego cech charakterystycznych oraz dokładna lokalizacja jego źródeł pozwalają na opracowanie skutecznych metod obniżania poziomu hałaśliwości badanych urządzeń.
Innym ważnym celem pomiarów i analizy hałasu urządzeń mechanicznych jest szybkie uzyskanie informacji o stanie technicznym badanego urządzenia. Problem ten stał się szczególnie aktualny w związku z dążeniem do osiągnięcia maksymalnej efektywności wykorzystania urządzeń. Pociąga to za sobą konieczność określania na bieżąco stanu technicznego maszyny oraz szybkiej i jednoznacznej lokalizacji uszkodzenia. Hałas emitowany przez maszynę oraz jej wibracje stanowią bogate źródło informacji o stanie technicznym urządzenia. Metody określania stanu technicznego urządzenia na podstawie pomiaru i analizy hałasu i wibracji określa się ogólnie terminem diagnostyki akustycznej.
Ponieważ istotą każdego pomiaru - a więc i pomiarów diagnostycznych - jest porównanie z wzorcem, niezbędnym etapem badań poprzedzającym badania diagnostyczne jest określenie struktury sygnału akustycznego charakteryzującego urządzenie sprawne technicznie. Określony w ten sposób “sygnał wzorcowy” staje się punktem odniesienia podczas dalszych badań. Należy podkreślić, że zarówno hałas i wibracje, jak i inne zjawiska związane z pracą urządzenia są procesami o charakterze przypadkowym, co narzuca konieczność stosowania statystycznych metod analizy sygnałów diagnostycznych.
Wiadomo, że najbardziej przejrzystych i możliwych do bezpośredniej interpretacji informacji o strukturze dowolnych przebiegów akustycznych dostarcza analiza widmowa. Zastosowano więc właśnie tę metodę podczas badań. Ponieważ jednym z celów pracy była próba określenia jednoznaczności informacji o pracy urządzenia, zawartych w sygnale akustycznym, ograniczono pomiary wyłącznie do hałasu rejestrowanego w określonej odległości od badanego urządzenia.
Obliczanie ram według teorii adaptacji.
Warszawa 1973 s. 58.
Prace IPPT 6/1973.
Teoria adaptacji /przystosowania się/ konstrukcji do obciążeń cyklicznych /ogólniej - zmiennych/, precyzuje warunki zapewniające, że w konstrukcji nie powstaną zjawiska opisane w punktach c/ i d/. Przez przystosowanie się konstrukcji rozumiemy sytuację, gdy danej konstrukcji sprężysto - plastycznej, przy dowolnych cyklach zmian obciążeń w zadanych granicach nie zagraża zniszczenie.
- wskutek nieograniczonego narastania odkształceń plastycznych,
- wskutek zmęczenia plastycznego.
W konstrukcji która przystosowała się mogą mieć miejsce jedynie zjawiska z punktów a/ i b/.
W analizie przystosowania konstrukcji ramowych wyróżnić możemy następujące zadania:
- dla zadanego kształtu ramy i przyjętych stosunków sztywności prętów oraz dla zadanych schematów obciążeń /z określonymi zakresami zmienności/ - należy określić przekroje poprzeczne w taki sposób, by konstrukcja spełniała warunki przystosowania;
- dla zadanej ramy /tzn. kształtu i przekrojów prętów/ i dla zadanych schematów obciążeń - należy określić zakresy zmienności poszczególnych obciążeń tak, aby były zachowane warunki przystosowania;
- dla określonego kształtu ramy i zadanych schematów obciążeń oraz zakresów ich zmienności zaprojektować przekroje prętów tak, aby spełniony był warunek minimum ciężaru oraz warunek przystosowania /projektowanie optymalne z uwagi na przystosowanie/,
- określenie ugięć ramy w procesie przystosowania.
Dwa ostatnie problemy są szczególnie trudne i prowadzą nawet w prostych przypadkach do skomplikowanych obliczeń.
W dalszym ciągu skoncentrujemy się na pierwszym z wymienionych zadań oraz pewnym, równoważnym mu, przypadkowi zadania drugiego.
Opracowanie ultradźwiękowej metody badań mózgu za pomocą aparatury z prezentacją typu B.
Warszawa 1973 s. 118.
Prace IPPT 7/1973.
Celem niniejszej pracy jest przedstawienie własnego modelu aparatury dwuwymiarowej i metody badań ultradźwiękowych mózgu z prezentacją typu B umożliwiającej otrzymanie większej ilości obiektywnych informacji o wewnętrznych strukturach mózgu niż system z prezentacją typu A.
Dodatkowym warunkiem, który został uwzględniony w pracy było zastosowanie takich rozwiązań technicznych, które umożliwiłyby w przyszłości łatwą reprodukcję aparatury w oparciu o polski przemysł. Zaprojektowaną aparaturę i metodę badań należało sprawdzić praktycznie na chorych, a otrzymane wyniki zweryfikować z innymi badaniami dodatkowymi stosowanymi dotychczas.
Mechanika analityczna deformacji jednorodnych.
Warszawa 1973 s. 38.
Prace IPPT 8/1973.
Przedmiotem tej pracy jest mechanika analityczna ciała poddawanego deformacjom jednorodnym. Wyjaśnijmy najpierw krótko, co przez to rozumiemy. Zakładamy, że przestrzeń fizyczna, w której znajduje się ciało, ma geometrię afiniczną. Przemieszczając cząstki ośrodka zgodnie z pewnym ustalonym przekształceniem afinicznym, dostajemy właśnie deformację jednorodną.
Zagadnienie, które tu omawiamy, jest interesujące samo w sobie już choćby tylko z geometrycznego punktu widzenia. Mimo swej prostoty pojęciowej, nie było ono - o ile nam wiadomo - przez nikogo dotąd badane. Znacznie ważniejsze są jednak perspektywy zastosowań mechanicznych i fizycznych. Pracę tę traktujemy właśnie jako punkt wyjścia do dalszych badań:
1/ Po pierwsze, opracowany tu aparat może być pożyteczny w teorii dużych cząsteczek, oraz w teorii dużych, makroskopowych deformacji ośrodka /np. kryształu/, stowarzyszonych z małymi odkształceniami. Można też z niego korzystać w fizyce statystycznej układów z wewnętrznymi stopniami swobody. Ze względu na te zastosowania, przeprowadzimy nasze rozważania zarówno na poziomie klasycznym, jak i kwantowym.
2/ Zamierzamy wreszcie wykorzystać przedstawione tu wyniki do badań na d ośrodkami z mikrostrukturą. Mamy tu na myśli ośrodek złożony z ziaren ulegających zwykłym przemieszczeniom i deformacjom jednorodnym. Ośrodek taki ma w każdym punkcie o 6 stopni swobody więcej, niż w teorii Cosseratów, gdzie ziarna ulegają tylko sztywnym obrotom. Oprócz naprężeń zwykłych i momentowych, pojawią się tu pewne dodatkowe naprężenia. Możliwe będą to naprężenia wewnętrzne związane z “defektami” w ułożeniu ziaren.
Aparat opracowany w niniejszej pracy, pozwala na swobodne operowanie deformacjami skończonymi. Możliwe jest uogólnienie relatywistyczne; zajmiemy się nim w dalszych pracach.
Wyznaczanie pól indukowanych w stratnym układzie koncentrycznym.
Warszawa 1973 s. 18.
Prace IPPT 9/1973.
Po wstępnym przeanalizowaniu problemu pól indukowanych w bezstratnym układzie koncentrycznym [1] rozważymy obecnie przypadek, w którym przewodność zewnętrznego cylindra σ1 jest skończona.
Tak jak w omówionym poprzednio przypadku idealnym pobudzamy ten układ pętlą z prądem magnetycznym koncentrycznie umieszczoną w stosunku do obu cylindrów.
Omawiane tu pobudzenie pętlą z prądem magnetycznym można zastąpić pobudzeniem realnym
O funkcjach kierunkowych źródeł promieniujących nad płaszczyzną z warunkami Grinberga - Foka.
Warszawa 1973 s. 18.
Prace IPPT 10/1973.
Ziemia bywa często istotnym czynnikiem kształtującym pole promieniowania anten. Stwarza to potrzebę uwzględniania jej obecności w wielu zagadnieniach teorii promieniowania fal elektromagnetycznych. Często dokonuje się tego narzucając jednorodne warunki graniczne pierwszego lub drugiego rodzaju na powierzchni ziemi, zastępując ją idealnie przewodzącą płaszczyzną.
Wówczas, gdy wymagana jest większa dokładność i skończona przewodność ziemi powinna być uwzględniona, zastąpić ją można płaszczyzną z jednorodnymi warunkami trzeciego rodzaju.
Praca niniejsza poświęcona jest skonstruowaniu algorytmu znajdowania funkcji kierunkowej źródeł umieszczonych nad idealnie przewodzącą, płaską powierzchnią graniczną z warunkami Grinberga-Foka.
Istnienie i jednoznaczność rozwiązań dla nieliniowych równań elektrodynamiki plazmy w opisie kinetycznym.
Warszawa 1973 s. 56.
Prace IPPT 11/1973.
Oddziaływanie pola elektromagnetycznego z naładowanymi cząstkami zjonizowanego, gorącego i rozrzedzonego gazu opisywane jest przez układ równań Własowa - Maxwella. Układ ten jest nieliniowym układem równań różniczkowo-całkowych. Badanie tych równań prowadzi do poznania dynamiki plazmy, która jest zasadniczo odmienna od dynamiki gazów o cząstkach neutralnych. Poświęcono wiele uwagi własnościom tego układu, a w szczególności badano zlinearyzowany przypadek równań Własowa- Maxwella uzyskując wiele ciekawych wyników analitycznych. Powstał obszerny dział fizyki plazmy i jej zastosowań w oparciu o zlinearyzowane równania plazmy w opisie kinetycznym. Poświęcono wiele uwagi obliczeniom numerycznym pewnych szczególnych przypadków nieliniowych równań gorącej i rozrzedzonej plazmy.
Zadaniem niniejszej pracy jest postawienie problemów początkowych prowadzących do twierdzeń o istnieniu i jednoznaczności rozwiązań tych równań. W literaturze światowej nie są znane takie twierdzenia. Układ równań Własowa-Maxwella nie daje się sprowadzić do układu równań różniczkowych, dla których znane są twierdzenia o rozwiązaniu zagadnienia początkowego /Cauchy`ego/. Wiadomo, jak ważną rolę spełniają twierdzenia o istnieniu i jednoznaczności rozwiązań problemów granicznych /początkowych i brzegowych/ elektrodynamiki ośrodków makroskopowych. Należałoby spodziewać się, że nie mniej ważną rolę odgrywać będą takie twierdzenia dla elektrodynamiki ośrodków mikroskopowych w opisie kinetycznym. Praca ta poświęcona jest właśnie pewnym modelom, jak się wydaje dosyć ogólnym, ośrodków mikroskopowych opisanych przez nieliniowy układ równań Własowa-Maxwella. Wybierając odpowiednią przestrzeń Banacha dla funkcji opisujących stan plazmy i przyjmując odpowiednie założenia o zadanych funkcjach początkowych /wartościach początkowych/, udowodniono lokalne istnienie i jednoznaczność rozwiązań relatywistycznych, jednowymiarowych równań Własowa-Maxwella w oparciu o znaną w analizie funkcjonalnej zasadę odwzorowań zwężających.
Przyjęcie modelu relatywistycznego jest wygodne ze względu na ograniczenie prędkości relatywistycznej v(p) przez prędkość światła c. Nierelatywistyczny model nie posiada tej własności i dlatego współczynniki w równaniu kinetycznym są nieograniczone, co bardzo komplikuje badanie własności matematycznych całego układu równań. Jedynie dla uproszczonego, nierelatywistycznego układu równań Własowa-Poissona udało się ominąć tę trudność.
Dalszym ograniczeniem jest przyjęcie założenia o zależności funkcji tylko od jednej zmiennej przestrzennej. W trójwymiarowym przypadku bowiem występują poważne kłopoty związane z tym, że rozwiązanie równań Maxwella jest klasy niższej niż gęstość prądu j . Fakt ten uniemożliwia zastosowanie zasady odwzorowań zwężających.
Co do ograniczeń na wartości początkowe, to najpoważniejszym z nich jest założenie, że początkowy rozkład cząstek plazmy ma zwarty nośnik względem pędów.
W pracy przedstawiono kilka lematów dotyczących globalnych własności rozwiązań nieliniowych równań różniczkowych zwyczajnych; lematy te są potrzebne do dowodu tez pracy.
Przedstawiono również dowód istnienia i jednoznaczności rozwiązania problemu początkowego dla elektrodynamicznego modelu plazmy nierelatywistycznej. Stosowane tu metody dowodów mogą służyć do opracowania racjonalnej metody numerycznego obliczania rozwiązań badanych nieliniowych układów równań /metoda kolejnych przybliżeń/.
Na zakończenie należy jeszcze raz podkreślić, że udowodnione twierdzenia o istnieniu i jednoznaczności posiadają lokalny charakter. Wydaje się, że twierdzenia globalne należałoby dowodzić innymi, niż używane tutaj, metodami matematycznymi.
Istnienie rozwiązań periodycznych i sprowadzalność do równania KdV dla układów nieliniowych z dyspersją.
Warszawa 1973 s. 14.
Prace IPPT 12/1973.
W nieliniowej teorii propagacji fal za cechę wyróżniającą układy z dyspersją /ale bez dyssypacji/ przyjmuje się istnienie ściśle periodycznych rozwiązań stacjonarnych [1]., tzn. zależnych tylko od pewnej kombinacji zmiennej przestrzennej i czasowej x, t. Rozwiązania periodyczne przy przejściu z okresem do nieskończoności: T → ∞ przekształcają się w pojedyncze, symetryczne impulsy. Układy z dyssypacją charakteryzują się rozwiązaniami tłumionymi, natomiast nieliniowe układy bez dyspersji i bez dyssypacji mają tylko rozwiązania stacjonarne w postaci stanów stałych, ew. nieciągłości skokowych. Charakterystyczną cechą rozwiązań niestacjonarnych tych ostatnich układów jest powstawanie nieciągłości, nawet przy analitycznych warunkach początkowych.
Niektóre typy układów równań cząstkowych dają się, przy pewnych założeniach upraszczających, sprowadzić do pojedynczych równań cząstkowych pierwszego rzędu, w których można wyodrębnić wyrazy odpowiedzialne za nieliniowość, dyssypację lub dyspersję. Przy rozpatrywaniu fal prostych w bezdyssypatywnej gazodynamice dochodzimy do równania nieliniowego bez dyspersji i dyssypacji.
Znaleziono klasę równań, które sprowadzają się, przy założeniu małych amplitud, do równania Kortwega - de Vriesa, a jednocześnie mają ściśle periodyczne rozwiązania stacjonarne. Zawarte są w tej klasie równania dla fal jonowo - akustycznych i hydromagnetycznych rozchodzących się w zimnej, bezzderzeniowej plazmie. Określenie lagranżjanu odpowiedniego typu, z którego otrzymuje się rozważane równanie jako równanie Eulera - Lagrange`a, pozwala na stosowanie metody Whitama [1] dla badania stabilności “modulacyjnej” nieliniowych fal dyspersyjnych opisywanych przez równania rozważanej klasy.
Pobudzanie powierzchniowych fal elektromagnetycznych w ośrodku jednoosiowo-anizotropowym.
Warszawa 1973 s. 13.
Prace IPPT 13/1973.
O rozkładzie napięć i prądów wzdłuż nieliniowej linii transmisyjnej.
Warszawa 1973 s. 17.
Prace IPPT 14/1973.
W pracy rozpatrywana jest linia transmisyjna jednorodna, której parametry jednostkowe /indukcyjność, oporność, pojemność, upływność/ są funkcjami napięcia lub prądu. Linia zamknieta jest z obu stron na dwójniki /naogół nieliniowe/ i pobudzona na końcach sygnałami okresowymi.
Promieniowanie dipola poruszającego się w ośrodku dyspersyjnym.
Warszawa 1973 s. 33.
Prace IPPT 15/1973.
Praca niniejsza stanowi dalszy ciąg rozważań o promieniowaniu dipola elektrycznego poruszającego się w ośrodku dyspersyjnym [1].
Rozwiązanie typu fali biegnącej dla układu hiperbolicznego równań quasi-liniowych.
Warszawa 1973 s. 26.
Prace IPPT 16/1973.
W teorii równań różniczkowych cząstkowych pod pojęciem fali rozumie się rozwiązanie problemu hiperbolicznego. Szczególnym rodzajem fali rozpatrywanym w tej teorii jest “fala biegnąca”, nazwana tak dla odróżnienia od innych rodzajów fal, na przykład fali stojącej. Pojęcie fali biegnącej obejmuje szeroką klasę rozwiązań hiperbolicznych. Każde rozwiązanie należące do tej klasy charakteryzuje się tzw. formą falową, która porusza się w przestrzeni ulegając na ogół zniekształceniom.
Rozwiązanie układu hiperbolicznego zawierające słabe nieciągłości /tzn. nieciągłości pochodnych/ jest szczególnie ciekawym przykładem fali biegnącej. Z teorii równań hiperbolicznych liniowych wiadomo, że słabe nieciągłości poruszają się po powierzchniach charakterystycznych.
Treścią pracy jest zastosowanie rozwinięcia typu fali biegnącej do takiego rozwiązania układu równań quasiliniowych, które zawiera słabe nieciągłości.
Część główna i prekursor sygnału elektromagnetycznego pobudzanego źródłem punktowym w plazmie anizotropowej.
Warszawa 1973 s. 18.
Prace IPPT 17/1973.
W teorii magnetojonowej zjawisk zachodzących w plazmie propagacje fal elektromagnetycznych opisuje układ równań złożony z równań Maxwella z wyrazem odpowiedzialnym za prąd i występującą w nich przenikalnością dielektryczną próżni oraz równań ruchu cząstek. Model taki odpowiada założeniu iż zjonizowany ośrodek jakim jest plazma zawiera wolne elektrony, jony i cząstki neutralne poruszające się pod wpływem pola elektromagnetycznego. Zależność między gęstością prądu wywołanego ruchem cząstek a natężeniem pola padającej fali otrzymuje się na podstawie równań ruchu Newtona. Związki tego typu noszą nazwę “relacji konstytucyjnych”.
W związkach opisujących zjawiska elektromagnetyczne w ośrodkach zjonizowanych, przy bliższym wyspecjalizowaniu klasy rozważanych zagadnień, można dokonać pewnych założeń upraszczających złożony /w najogólniejszym przypadku/ opis zjawisk. I tak badając propagację fal radiowych w plazmie można nie uwzględniać udziału ciężkich jonów oraz cząstek obojętnych w prądzie przesunięcia, można także nie brać pod uwagę dyspersji przestrzennej ośrodka.
Okazuje się również, że w równaniach ruchu elektronu można pominąć wpływ pola magnetycznego fali w porównaniu z polem ziemskim. Jeśli rozważania ograniczają się do ośrodka bezstratnego, to nie uwzględnia się zderzeń między cząstkami.
Jedną z charakterystycznych cech plazmy jest duża zmiana jej własności pod wpływem nawet stosunkowo słabego pola magnetycznego. Plazma umieszczona w zewnętrznym polu magnetycznym staje się ośrodkiem anizotropowym. W ośrodku takim, jeśli jest on jednorodny, fale elektromagnetyczne rozchodzą się z dwiema prędkościami /tzw. fala zwyczajna i nadzwyczajna/. W niniejszej pracy zostanie zbadana propagacja fali elektromagnetycznej w kierunku zewnętrznego pola magnetycznego. Przyjmuje się, że pole to /stałe w czasie i przestrzeni/ jest stosunkowo silne, tzn. takie, dla którego częstość cyklotronowa ΦH jest wielkością tego samego rzędu co częstość plazmowa Φ charakteryzująca ośrodek. Warunek ten jest spełniony w pewnych warstwach jonosfery będących pod wpływem pola magnetycznego ziemi.
W pracy dąży się do znalezienia postaci sygnału, a więc drgania ograniczonego w czasie i przestrzeni, w ośrodku dyspersyjnym jakim jest plazma przy pewnej szczególnej postaci źródła. cechą ośrodka dyspersyjnego jest zależność prędkości fazowej rozchodzącej się w nim fali od częstotliwości, co powoduje zniekształcenie początkowej postaci sygnału, będącego superpozycją fal monochromatycznych.
Metody stochastyczne w zastosowaniu do wyznaczania współczynników transportu w plazmie.
Warszawa 1973 s. 25.
Prace IPPT 18/1973.
W opracowaniu tym będzie omówiona metoda wyznaczania przewodnictwa elektrycznego plazmy, chociaż daje się ona zastosować także do wyznaczania innych współczynników transportu, jak naprzykład dyfuzji, czy też przewodnictwa cieplnego.
Pasywność równań liniowej elektrodynamiki gorącej plazmy a tłumienie Landaua.
Warszawa 1973 s. 26.
Prace IPPT 19/1973.
Wiele układów fizycznych ma tę własność, że mogą one przyjmować energię, ale nie są zdolne produkować energii. Jeśli taki układ dostarcza otoczeniu energii w pewnym okresie czasu, to musiał on przyjąć ją kiedyś wcześniej. Tę własność nazywamy pasywnością układu. W prostych przypadkach określenie pasywności układu nie nastręcza specjalnych trudności. Makroskopowy ośrodek przewodzący pochłania energię pola elektromagnetycznego. W przypadkach skomplikowanych, np. gdy system jest opisywany przez układ równań Maxwella i relacje konstytutywne w formie splotów czasowo-przestrzennych, powstaje potrzeba wprowadzenia kryteriów określających własność pasywności dysypatywności w sposób znacznie ogólniejszy. Zadaniem tej pracy jest porównanie relacji energetycznych dla nieliniowych i zlineralizowanych równań Własowa-Maxwella. Nieliniowy układ równań zachowuje energię bez pochłaniania i bez jej produkcji. Lineralizacja może wprowadzić dysypację i właśnie tak się dzieje w przypadku drgań podłużnych zlineralizowanych wokół rozkładu równowagi Maxwella. Wykazuje się, że wynikła wskutek lineralizacji dysypacja jest odpowiedzialna za tłumienie Landaua. Inne własności równań nieliniowych, tzn. odwracalność w czasie, symetria względem zmiennej przestrzennej oraz ewolucyjność, przechodzą do układu zlineralizowanego.
Jednolite rozwiązanie asymptotyczne dla dyfrakcji elektromagnetycznej fali płaskiej.
Warszawa 1973 s. 41.
Prace IPPT 20/1973.
W pracy tej przedstawimy konstrukcje jednolitego rozwiązania asymptotycznego dla zagadnienia dyfrakcji elektromagnetycznej fali płaskiej na doskonale przewodzącym, nieskończenie cienkim ekranie umieszczonym w płaszczyźnie poprzecznej ośrodka jednoosiowo anizotropowego, tzn. w płaszczyźnie prostopadłej do wyróżnionej osi tego ośrodka.
Jednolite rozwiązanie asymptotyczne tego samego zagadnienia dyfrakcyjnego dla ośrodka izotropowego, jak dotychczas również nie skonstruowane, otrzymamy jako przypadek szczególny.
Konstrukcja rozwiązania od razu dla rozpatrywanego ogólniejszego przypadku ośrodka jednoosiowo anizotropowego prowadzi do uwyraźnienia struktury tego rozwiązania i uwydatnia mechanizm zachodzących zjawisk dyfrakcyjnych; także interpretacja rozwiązania izotropowego zyskuje w ten sposób na przejrzystości.
Ograniczenie się do przyjęcia jako fali padającej tylko fali płaskiej jest umotywowane możliwością uzyskania w tym przypadku bardziej kompletnych i efektywnych wyników przy jednoczesnym pokazaniu - w prostszej sytuacji - wszystkich istotnych momentów proponowanej metody konstrukcji. Metoda ta w przypadku ogólnym zostanie przedstawiona w [1].
Jak wspomnieliśmy, przedstawiona tu praca jest przypadkiem szczególnym pełnej jednolitej asymptotycznej teorii dyfrakcji na nieskończenie cienkich płaskich ekranach w ośrodku jednoosiowo anizotropowym. Zawężenie polega na przyjęciu, iż falą padającą jest fala płaska, oraz na specjalnym usytuowaniu ekranu względem wyróżnionej osi ośrodka. Pierwsze z tych uproszczeń zostanie usunięte w pracy [1]. Traktując rozpatrywany tu przypadek bądź jako przypadek szczególny zagadnienia ogólnego rozpatrywanego w [1], bądź też jako krok na drodze do budowy tej ogólnej teorii, wydaje się, że zasługuje on na wyodrębnienie. Wskazuje on bowiem, jakie uproszczenia zjawiają się dzięki przyjęciu, iż fala padająca jest jednocześnie ścisłym i asymptotycznym rozwiązaniem równań Maxwella, zaś jej powierzchnie equifazowe i equieikonalne płaszczyznami.
Innymi przypadkami szczególnymi dyfrakcji w ośrodku jednoosiowo anizotropowym, zasługującymi na wyodrębnienie, są , obok fundamentalnego zagadnienia dyfrakcji fali płaskiej na półpłaszczyźnie, a także: a) zagadnienie dyfrakcji fali cylindrycznej na półpłaszczyźnie [8] (znika krzywizna krawędzi ekranu, istnieje krzywizna powierzchni equieikonalnych), b) dyfrakcja dowolnej fali padającej na półpłaszczyźnie.
Specjalne usytuowanie ekranu względem wyróżnionej osi ośrodka sprawia, że mamy do czynienia ze szczególnie prostym zagadnieniem dyfrakcji w ośrodku o dwóch różnych prędkościach propagacji. Sprzężenie bowiem między polami rozchodzącymi się z różnymi prędkościami występuje w sposób najprostszy (wyłącznie przez osobliwość w otoczeniu krawędzi ekranu). Również wzgląd na korespondencję do przypadku izotropowego uzasadnia takie położenie ekranu.
Podstawowa myślą przewodnią prezentowanej pracy jest przeprowadzenie konstrukcji jednolitego rozwiązania asymptotycznego dla rozpatrywanego wektorowego zagadnienia elektromagnetycznego poprzez zsyntetyzowanie tego rozwiązania z jednolitych rozwiązań asymptotycznych odpowiednich zagadnień skalarnych w sposób w pełni analogiczny do metody ścisłych rozwiązań elektromagnetycznych ze ścisłych rozwiązań skalarnych przedstawionej dla zagadnienia dyfrakcji na półpłaszczyźnie w pracach [9] i [10]. Tak więc zagadnienie dyfrakcji na połpłaszczyźnie - tak jak dla zagadnień skalarnych - utrzymuje swoją inspirującą rolę również dla wektorowych problemów elektromagnetycznych.
Zastosowanie jednolitej asymptotycznej teorii dyfrakcji do analizy otwartego falowodu.
Warszawa 1973 s. 53.
Prace IPPT 21/1973.
Uniwersalność jednolitej asymptotycznej teorii dyfrakcji zrodziła myśl zastosowania tej teorii do analizy nieciągłości w falowodach. Niniejsza praca stanowi próbę wykorzystania tej teorii do analizy nieciągłości falowodowej, jaką jest otwarty falowód. Rozważany tu przypadek łatwo sprowadza się do dwuwymiarowego zagadnienia falowodowego, analizowanego w [1, 2, 3] na gruncie geometrycznej teorii dyfrakcji.
W punkcie 1 przedstawiono wyjściowy problem elektromagnetyczny, który dzięki zastosowaniu wektorów Hertza został następnie uproszczony do dwuwymiarowego skalarnego zagadnienia dla równania Helmholtza, z warunkami brzegowymi typu Dirichleta i Neumana. W punkcie 2 rozpatrzono zagadnienie pomocnicze, polegające na wyrażeniu pola w nieskończonym falowodzie przy pomocy rozwiązań zagadnień brzegowych, wiążących fale płaskie i płaszczyzny. Z tych rozważań skorzystano w punkcie 3, gdzie skonstruowano zerowe przybliżenie μ0 pola w otwartym falowodzie. Otrzymane przybliżenie jest ścisłym rozwiązaniem równania Helmholza w obszarach wewnętrznym i zewnętrznym falowodu, w szczególności spełnia warunek ostrza i jest ciągle na granicach cienia rozwiązań dawanych przez optykę geometryczną. Natomiast warunek brzegowy jest spełniony jedynie z dokładnością do rozwiązania geometryczno - optycznego, będącego jednocześnie zerowym wyrazem rozwinięcia niejednolitego rozważanego przybliżenia /tym tłumaczy się określenie - zerowe/. Wyższe człony tego rozwinięcia opisują dwie cylindryczne fale dyfrakcyjne, generowane z obu krawędzi.
W punkcie 4 pole wewnątrz falowodu przedstawiono w postaci szeregu rodzajów, a następnie korzystając z zerowego przybliżenia wyznaczono współczynniki odbicia od płaszczyzny nieciągłości. Z kolei w punkcie 5 na podstawie tego samego przybliżenia określono charakterystyki promieniowania z otwartego końca falowodu. Rezultaty punktów 3 ¸ 5 porównano na drodze wykreślnej z rezultatami ścisłych rozważań. W punkcie 6 przedstawiona jest analiza oddziaływań wielokrotnych między krawędziami. Oddziaływania te zapoczątkowane są dyfrakcją wymienionych wyżej fal dyfrakcyjnych na obu krawędziach. Efektem tej dyfrakcji są pola rozproszone, które biorą udział w następnej dyfrakcji i proces ten jest kontynuowany. Przeprowadzone w tym punkcie rozważania mają charakter przybliżony, bowiem na każdym etapie oddziaływań /za wyjątkiem pierwszego/ pola ulegające dyfrakcji przybliżano izotropowymi /niezależnymi od kątowej współrzędnej walcowej/ falami cylindrycznymi, podczas gdy w istocie mają one bardziej złożoną budowę. Przyjęto uproszczenie podyktowane jest faktem, że w rozpatrywanym obszarze oddziaływania międzykrawędziowego występujące kolejno pola padające mają inną postać rozwinięcia asymptotycznego niż ta, jakiej wymaga jednolita asymptotyczna teoria dyfrakcji. Powstała trudność jest konsekwencją ograniczonej stosowalności tej teorii, bowiem w zasadzie stosuje się ona do zagadnień związanych z dyfrakcją jednokrotną. W ramach tych uproszczonych rozważań otrzymano dwa dalsze wyrazy rozwinięcia asymptotycznego pola, proporcjonalne do k-1/2 i k-1 i na ich podstawie skonstruowano odpowiednio pierwsze i drugie przybliżenia pola : u1 i u2. Oba przybliżenia są asymptotycznymi rozwiązaniami równania Helmholza. Wyrazy wyższe niż zerowy tych przybliżeń nie spełniają już ściśle warunków brzegowych na ściankach falowodu. Dla obu przybliżeń wyznaczono na drodze numerycznego całkowania współczynnik odbicia B11.
W zakończeniu omówiono otrzymane wyniki. W tekście stosowano odniesienia do rezultatów innych prac, o których zakłada się, że są znane czytelnikowi.
Mechaniczne oddziaływania defektów.
Warszawa 1973 s. 54.
Prace IPPT 22/1973.
Obiektem rozważań w przedstawionej pracy jest defekt w ośrodku ciągłym. Jako wzorce do określenia modelu defektu wzięto rzeczywiste defekty istniejące w sieci krystalicznej. Tymi defektami były: pryzmatyczna pętla dyslokacyjna, defekt steryczny mający charakter centrum ściskania bądź rozpychania i czworościan błędu ułożenia. Z rozważań nad rzeczywistymi defektami wynikł model tzw. defektu objętościowego. Defekt określono jako skończony obszar o objętości V w ośrodku, w której stwierdza się istnienie sił będących źródłem pola przemieszczenia w ośrodku. Ze względu na wielkość obiektu jakim jest rozpatrywany defekt, funkcją rozwiązującą jest tensor Greena ciągłego ośrodka sprężystego. W pracy wyprowadzono dla określonego modelu sieci asymptotyczny dynamiczny tensor Greena, który w przypadku dużych odległości między oddziaływującymi obiektami staje się tensorem Greena ciągłego ośrodka sprężystego. Przy przejściu statycznym otrzymany tensor jest identyczny z tym, który otrzymał Siems dla zagadnień statycznych. Wprowadzając model defektu punktowego można było ustalić wyrażenie na energię oddziaływania dwóch defektów. Oddziaływanie dwóch defektów punktowych wyraża się poprzez odpowiednie oddziaływania multipoli. Dla dyslokacji krawędziowych oddziaływanie typu dipo-dipol dominuje nad innymi typami oddziaływań. Analizując wyrażenie na energię oddziaływania wyrażoną przez oddziaływania dipolowe otrzymujemy charakterystyczną geometryczną konfigurację defektów dla którejś ich oddziaływania zanika. Jeżeli większa ilość defektów typu dyslokacji krawędziowych oddziaływuje ze sobą, optymalnym położeniem ich wzajemnej równowagi będzie położenie na wspólnej prostej. Tego typu liniowe szeregi dyslokacji obserwuje się w materiałach /np. aluminium/, które poddane są obróbce plastycznej i zawierają dużą gęstość powyższych defektów. Podobnie prowadząc rozważania nad oddziaływaniem dwóch defektów czworościennych, można ustalić, że defekty te winny tworzyć układy podwójne, zwrócone do siebie ścianami. Wnioski te są w zgodzie z doświadczalnymi obserwacjami takich par czworościanów w złocie. W przypadku ośrodka anizotropowego oddziaływania defektów są “mocniejsze”, gdyż wyrażają się przez funkcje słabiej zanikające niż w ośrodku izotropowym.
W rozważaniach dynamicznych odniesionych do defektów objętościowych zastosowano metodę lokalizacji jaką przeprowadzono w pracy [5] dotyczącej dynamiki defektów powierzchniowych. Pozwoliło to otrzymać wyrażenia na lagrangian defektu swobodnego oraz lagrangian oddziaływań dwóch defektów.
Z przedstawionej teorii wynika w sposób naturalny efekt relatywistyczny poruszającego się defektu, podczas gdy w dotychczasowych teoriach efekt ten uwzględniony był w postaci dodatkowego postulatu.
W przedstawionej pracy model defektu jest charakteryzowany momentami multipolowymi, w szczególności zaś momentem dipolowym. Należy tu zauważyć, że wielkość ta jest nieokreślona w tym sensie, o ile nie jest znana całka. W przedstawionej teorii nie zajmowano się postacią funkcji sił, a jedynie stwierdzono, że taka całka posiada wartość określoną wielkością Pik. Badanie oddziaływania defektu na sieć w bezpośrednim sąsiedztwie defektu umożliwi określenie postaci tych funkcji sił oraz dokładnego określenia wielkości P. Na zakończenie pracy obliczono względną zmianę wielkości P w czasie dla określonego modelu defektu. Otrzymano równanie opisujące relaksację, która daje informację o działaniu defektu na sieć. Względna zmiana wielkości P w czasie jest niezależna od modelu defektu i jest równa częstości drgań własnych sieci krystalicznej. W tym przypadku można pokusić się o analogię, że wielkość P zawiera informację o zmiennych w czasie oddziaływania sieci na defekt, tak jak siła Peierlsa daje informację o oddziaływaniach sieci, wynikających z jej okresowej budowy, na defekt podczas jego ruchu.
Badanie uszkodzenia materiału w procesie zmęczenia na podstawie zmian własności dynamicznych.
Warszawa 1973 s. 20.
Prace IPPT 23/1973.
Zagadnienie zmęczenia materiałów i konstrukcji ściśle związane z niezawodnością spełnia zasadniczą rolę w wielu dziedzinach techniki. Przebieg zjawisk związanych z procesem zmęczenia bada się w różnych aspektach. Badania prowadzone w laboratoriach obejmują substrukturalny i strukturalny mechanizm zniszczenia uwzględniając wpływ parametrów technologicznych, konstrukcyjnych i eksploatacyjnych na własności zmęczeniowe.
Chcąc eksperymentalnie wyznaczyć zmianę własności mechanicznych próbek wykonanych ze stopu PA-4 w trakcie procesu zmęczenia przeprowadzono cykl badań. Badania te wykonano na maszynie zmęczeniowej typu NPL-Amsler, która realizuje płaskie zginanie w warunkach wymuszenia dynamicznego, wymuszeniem była siła odśrodkowa wynikająca z określonego niewyważenia wirującej tarczy. Zmianę obciążenia próbki uzyskuje się przez zmianę niewyważenia tarczy wirującej. Ponieważ w trakcie upływu ilości cykli następował proces uszkodzenia próbki zmieniała się jej sztywność. Zmiana sztywności, a więc i modułu sprężystości, wywoływała zmianę amplitudy drgań próbki. Zmiana tej amplitudy w funkcji ilości cykli N była mierzona przy pomocy mikroskopu. Dało to podstawę do przyjęcia założenia, że mierząc zmianę amplitudy drgań można wyliczyć zmianę modułu sprężystości, a zarazem wyznaczyć stopień uszkodzenia próbki. Jednocześnie przeprowadzono pomiary zmiany częstości drgań własnych układu przy pomocy drgań zanikających. Pomiary takie przeprowadzono przed badaniami i po określonej ilości cykli aż do pęknięcia próbki. Następnie porównano otrzymane częstości własne układu.
Rozwiązania w przestrzeniach Sobolewa równań teorii sprężystości.
Warszawa 1973 s. 59.
Prace IPPT 24/1973.
Celem pracy jest zastosowanie teorii ogólnych układów eliptycznych do równań zlinearyzowanej teorii sprężystości.
Do pracy załączony jest dodatek, którego celem jest powiązanie przytoczonych twierdzeń z pracami posługującymi się formalnie całkami z dystrybucji.
Inwarianty w przebiegach parametru F0.
Warszawa 1973 s. 23.
Prace IPPT 25/1973.
Automatyczne rozpoznawanie mowy w układzie człowiek-maszyna wymaga ekstrakcji inwariantów tak w zakresie segmentalnych, jak i supersegmentalnych cech akustycznych sygnału mowy. Parametr F0, jako zmienna czasowa, należy do akustycznych cech supersegmentalnych i jest nośnikiem informacji tak lingwistycznej, jak i paralingwistycznej i osobniczej. Postawiono hipotezę, iż poprzez stwierdzenie różnic międzyosobniczych z jednej, a wewnątrzosobniczych z drugiej strony oraz eliminację efektu osobniczego można doprowadzić zapis przebiegu F0 (otrzymany na podstawie ekstrakcji przy zastosowaniu analogowego układu wyspecjalizowanego TONOMETR TM-1) do postaci quasi - inwariantnej umożliwiającej rozpoznanie.
Zastosowano metodę naturalnego “odtwarzania” wzorców intonacyjnych przez różne głosy i porównawczej oceny prawidłowości odtwarzania. Na podstawie ocen wybrano spośród dwudziestu dwa najlepsze głosy męskie i dwa żeńskie. Odtworzone przez te głosy i zapisano na taśmie intonacje zanalizowano przy pomocy TONOMETRu. Zapisy tonograficzne znormalizowano w czasie.
Uzyskano dla badanych głosów po trzy rozkłady statystyczne chwilowych wartości parametru F0 na podstawie tonogramów powtórzonych odczytań nieemocjonalnego tekstu. Charakterystyki tych rozkładów wykorzystano dla celów normalizacji częstotliwościowej “odtworzonych” w pierwszej części doświadczenia intonacji. Normalizacja czasowo-częstotliwościowa pozwoliła uzyskać zadawalające formy inwariantne dla każdego wzorca intonacyjnego przenoszącego określoną informację (para)lingwistyczną.
Ruch wału o nieliniowych własnościach sprężystych i tarcia wewnętrznego.
Warszawa 1973 s. 32.
Prace IPPT 26/1973.
W niniejszej pracy zbadano równania ruchu wirującego wału o nieliniowych własnościach sprężystych i tłumienia wewnętrznego. Przyjęto, że masa rozłożona jest w sposób ciągły wzdłuż osi wału. Znaleziono rozwiązania szczególne równań ruchu, opisujące synchroniczną i asynchroniczną precesję wału, która realizowana jest przy pewnej szczególnej postaci warunków brzegowych. Amplitudę, fazę i częstość precesji można wyznaczyć z odpowiednich równań algebraicznych.
Równania ruchu wału rozwiązano następnie metodą Galerkina. Znaleziono zależności opisujące amplitudę i fazę precesji synchronicznej oraz zależności wiążące amplitudę i częstość precesji asynchronicznej. Otrzymane zależności mają strukturę podobną do struktury poprzednio uzyskanych zależności dla przypadku szczególnego. Zbadano stateczność analizowanych rozwiązań. Rozważania teoretyczne zilustrowano przykładem, w którym przeprowadzono porównanie zależności otrzymanych z rozwiązania szczególnego i uzyskanych metodą Galerkina.
Relatywistyczne równanie Boltzmanna z uwzględnieniem realnych procesów fizycznych.
Warszawa 1973 s. 32.
Prace IPPT 27/1973.
Praca dotyczy uogólnienia relatywistycznego równania Boltzmanna dla gazu jednoskładnikowego na bardziej złożone przypadki, mianowicie: gazu z wewnętrznymi stopniami swobody i gazu wieloskładnikowego z procesami kreacji i anihilacji cząstek. Przed przystąpieniem do uogólnienia wyprowadzono relatywistyczne równanie Boltzmanna dla gazu jednoskładnikowego, podano i uzasadniono jego własności.
Różne możliwe wewnętrzne stopnie swobody, które mogą być traktowane zarówno klasycznie, jak i kwantowo, i które mogą przybierać ciągłe lub dyskretne widmo wartości, scharakteryzowano symbolicznie jednym parametrem - energią wewnętrzną cząstki. Dla gazu z wewnętrznymi stopniami swobody, podobnie jak dla gazu jednoskładnikowego bez wewnętrznych stopni swobody, wyprowadzono również równania transportu, w szczególności prawa zachowania tensora energii - pędu.
W rozważaniach procesów kreacji i anihilacji cząstek /w pracy rozumie się przez nie takie procesy, jak dyslokacja i jonizacja i rekombinacja, i wreszcie reakcje chemiczne/ ograniczono się do cząsteczek złożonych zbudowanych tylko z dwu cząstek prostych, ale rozważania przeprowadzono tak, by uogólnienie na cząsteczki bardziej złożone nie nastręczało trudności.
Metoda oceny własności mechanicznych silników elektrycznych.
Warszawa 1973 s. 15.
Prace IPPT 28/1973.
Obecnie stosowanym maszynom i urządzeniom stawia się coraz bardziej zwiększone wymagania odnośnie warunków pracy, trwałości i niezawodności.
Wymagania te pociągają za sobą konieczność stosowania precyzyjnych i szybkich metod diagnostycznych ustalających możliwie dokładnie własności nowego wyrobu oraz stanu wyrobu pracującego pewien czas. Badania diagnostyczne winny w możliwie prosty sposób wykazać zgodność własności urządzenia z założonymi lub odchyłki i umożliwić ustalenie co jest przyczyną tego stanu.
W przedstawionej pracy zaproponowano metodę badania własności mechanicznych silników elektrycznych. Zarówno w procesie wytwarzania jak i eksploatacji, istnieje zapotrzebowanie na proste i niezakłócające tych procesów metody badań, które pozwoliłyby oceniać jakość wykonania lub stopień zużycia elementów mechanicznej struktury silnika /głównie łożysk/. Jako podstawę przyjęto założenie, że pewne cechy i elementy struktury mechanicznej i elektrycznej silnika powodują, w czasie jego pracy, powstawanie drgań o częstotliwościach wynikających z własności struktury, a będących wielokrotnością jego prędkości obrotowej. Na tej podstawi po dokonaniu analizy konstrukcji silników można przyjąć, że drgania mogą być wywoływane niewyrównoważeniami występującymi w układzie wirującym, zmienną sztywności łożysk tocznych podpierających ten układ, pracą wentylatora, działaniem pola elektromagnetycznego zależnego od liczby biegunów stojana i klatek wirnika. Znając prędkość obrotową oraz konstrukcje badanego silnika można wyznaczyć konkretne wartości częstotliwości przy których należy się spodziewać rezonansowych drgań silnika.
W ramach pracy wykonano szereg doświadczeń, mających na celu potwierdzenie przyjętego założenia oraz zbadano wpływ warunków, w których prowadzono eksperyment na wyniki badań
Praca ta nie prezentuje badań kompleksowych, które należałoby przeprowadzić przed praktycznym wdrożeniem metody, zawiera jednak szereg wskazówek dotyczących zagadnień, na które należałoby zwrócić uwagę w czasie ich wykonywania.
Wypełnianie cieczą lepką pionowej symetrycznej wiązki prętów.
Warszawa 1973 s. 19.
Prace IPPT 29/1973.
Przy badaniu procesu wypełniania zaprawą cementową /lub innym czynnikiem antykorozyjnym/ układu wiązki pionowych drutów w konstrukcjach kablobetonowych, na pierwszy plan wysuwa się problem wydatku dostarczanej zaprawy. Wydatek ten winien być dostatecznie duży, nie powinien jednak przekraczać pewnej wartości, powyżej której zaprawa nie zdąży przeniknąć do całego obszaru między prętami i powstaną tam kawerny powietrzne sprzyjające korozji drutów stalowych.
Celem niniejszej pracy jest przede wszystkim określenie w sposób przybliżony korzystnej prędkości wypełniania wiązki drutów zaprawą cementową ale wyprowadzony uproszczony model zjawiska pozwala również na wyznaczenie pola przepływu wewnątrz wiązki, a uzyskane wyniki mogłyby ewentualnie znaleźć zastosowanie i w innych zagadnieniach przepływowych z filtracją.
Ograniczymy się do rozpatrywania jedynie dwóch wariantów symetrycznych wiązek złożonych z równoległych prętów, a mianowicie: wiązek płaskich ograniczonych dwoma płaszczyznami równoległymi oraz wiązek osiowosymetrycznych ograniczonych powierzchnią cylindryczną. Pomijając efekty oporu w przepływie na zewnątrz wiązki będziemy zakładać, że wiązka znajduje się w nieskończenie rozległym obszarze wypełnionym przemieszczającą się w górę cieczą. W tym zewnętrznym obszarze uwzględniać będziemy jedynie statyczny rozkład ciśnień przyjmując, że swobodna powierzchnia cieczy jest płaszczyzną przemieszczającą się w górę ze stałą prędkością, a na zewnętrznej powierzchni wiązki panuje statyczny rozkład ciśnień. W konsekwencji pominięcia efektów dynamicznych będziemy też zakładać, że wypełnianie wiązki odbywa się dostatecznie powoli, aby wewnętrzna powierzchnia swobodna niewiele była odchylona od poziomej płaszczyzny swobodnej powierzchni na zewnątrz wiązki.
Dla wygody przeprowadzenia obliczeń układ odniesienia będziemy związywać nie z nieruchomą wiązką, a z przemieszczającą się w górę swobodną powierzchnią cieczy, czyli postawiony problem wypełnienia wiązki prętów sprowadzimy do równoważnego mu mechanicznie /otrzymanemu z transformacji Galileusza/ problemu zanurzania ruchomej wiązki do nieruchomej cieczy.
W ten sposób rozpatrywane zadanie techniczne wypełniania kanałów kablowych ośrodkiem antykorozyjnym sprowadziliśmy do rozpatrywania uproszczonego problemu powolnego zanurzania jednorodnego anizotropowego ośrodka porowatego do cieczy lepkiej. Obecnie zajmiemy się wyznaczaniem przenikania cieczy do wnętrza tego ośrodka mającego postać symetrycznej pionowej wiązki cienkich prętów. Zwrócimy przy tym szczególną uwagę na określenie kształtu powierzchni swobodnej powstającej wewnątrz obszaru wiązki, gdyż głównym celem naszej pracy jest zapewnienie takich warunków wypełnienia, przy których nie powstawałyby kawerny powietrzne lub wodne.
Relaxation Effects in Gas Low.
Warszawa 1973 s. 30.
Prace IPPT 30/1973.
The Boltzmann Equation in Kinetic Theory.
A Survey of Mathematical Results.
Warszawa 1973 s. 50.
Prace IPPT 31/1973.
Some Aspects of Non - linear Stability Theory.
Warszawa 1973 s. 43.
Prace IPPT 32/1973.
Structure of Shock Waves Including Dissociation and Ionization.
Warszawa 1973 s. 33.
Prace IPPT 33/1973.
Xith SYMPOSIUM on Advanced Problems and Methods in Fluid Mechanics.
Abstracts of Survey Lectures.
Kamienny Potok, Poland
3 - 8 September 1973.
Warszawa 1973 s. 14.
Prace IPPT 34/1973.
Wpływ wielkości wstępnej siły sprężającej na nośność graniczną elementów kablobetonowych.
Warszawa 1973 s. 13.
Prace IPPT 35/1973.
Przedmiotem pracy jest analiza wpływu wielkości wstępnej siły sprężającej na nośność przekroju kablobetonowego, obciążonego momentem zginającym i siłą odwrotną.
Stacjonarne oddziaływanie układu dwu kul, poruszającego się w ośrodku swobodnie - molekularnym.
Warszawa 1973 s. 282.
Prace IPPT 36/1973.
Praca składa się z trzech części.
Część 1-sza zawiera streszczenie całości, przegląd literatury dotyczącej problemu i wnioski końcowe pracy.
2-ga część stanowi pracę właściwą, rozwijającą problem sformułowany w tytule. Wreszcie część 3-cia jest uzupełnieniem pracy właściwej, wyjaśniającym pośrednio wpływ przyjmowanego modelu oddziaływania gaz-powierzchnia na charakterystyki energo-dynamiczne rozważanego układu.
Praca zredagowana jest w ten sposób, że każdy paragraf pracy reprezentuje sobą samodzielny artykuł. Z tego powodu w nieznacznym zakresie, treści poszczególnych paragrafów zachodzą na siebie i zdarzają się powtórzenia /dotyczy to szczególnie wstępów i zakończeń.
Praca dotyczy stacjonarnej wymiany pędu i energii dla układu dwu ciał, poruszającego się w ośrodku swobodno-molekularnym ruchem jednostajnym prostoliniowym. Przedmiotem pracy jest więc klasyczny problem oporu i wymiany ciepła dla układu dwu ciał w przepływie swobodno-molekularnym. Wymiana pędu i energii zachodzi zarówno pomiędzy każdym z ciał i ośrodkiem, jak również pomiędzy ciałami poprzez cząstki ośrodka.
W obrębie problemu stacjonarnego oddziaływania układu ciał poruszających się w ośrodku swobodno-molekularnym zostały rozwiązane następujące zagadnienia:
1/ Stacjonarne oddziaływanie dwu kul spoczywających w ośrodku swobodno-molekularnym.
2/ Stacjonarne oddziaływanie układu dwu kul, poruszającego się w ośrodku swobodno-molekularnym wzdłuż osi łączącej środki kul, w przybliżeniu dużych odległości i małych prędkości układu.
3/ Stacjonarne oddziaływanie układu dwu kul, poruszającego się w ośrodku swobodno-molekularnym z prędkością hipersoniczną skierowaną prostopadle do osi łączącej środki kul.
4/ Wymiana ciepła dla układu dwu kul, o równych temperaturach, poruszającego się w ośrodku swobodno-molekularnym z prędkością hipersoniczną dowolnie skierowaną.
5/ Stacjonarne oddziaływanie układu dwu kul, poruszającego się w ośrodku swobodno-molekularnym z prędkością hipersoniczną wzdłuż osi łączącej środki kul, w przybliżeniu dużych odległości.
6/ Anizotropowy model zdeterminowano-probabilistycznego oddziaływania gazu ze ścianką.
7/ Stacjonarne oddziaływanie układu dwu nieskończonie małych dowolnie zorientowanych elementów, poruszającego się w ośrodku swobodno-molekularnym z dowolną prędkością.
Rozważania zagadnień oporu i wymiany ciepła dla ciał zanurzonych w ośrodku swobodno-molekularnym, prowadzą do ważkich konsekwencji poznawczych:
1. ciała swobodne mogą spontanicznie oddziaływać przez ośrodek - mogą przyciągać się lub odpychać, w zależności od swoich temperatur, prędkości i temperatury ośrodka,
2. wskutek interakcji mogą zmieniać stan swego ruchu wewnętrznego /zmiana temperatur ciał/, jak również swój ruch obrotowy.
Należy podkreślić, że mamy do czynienia z nowym zjawiskiem fizycznym, mianowicie interakcji ciał poprzez ośrodek - zjawisko oporu i wymiany ciepła związane jest z ruchem ciał w ośrodku, zjawisko interakcji natomiast z samą obecnością dwu lub więcej ciał w ośrodku. Nowe zjawisko, ze względu na to, że realizuje się w ośrodku swobodno-molekularnym, można by nazwać interakcją swobodno-molekularną.
Interakcja ciał zależy od rodzajów ciał i ośrodka - zależność ta zawiera się w przyjmowanym modelu odbicia gazu od powierzchni; ponieważ w pracy przyjmowany był model dyfuzyjny, indywidualność ciała scharakteryzowana jest umowną dyfuzyjną temperaturą ciała.
Na koniec podkreślimy jeszcze raz najistotniejsze wyniki pracy i możliwości ich wykorzystania.
1/ zwrócenie uwagi na nowe zjawisko: interakcji swobodno-molekularnej i określenie pewnych prawidłowości charakteryzujących zjawisko,
2/ konsekwencje zjawiska oddziaływania swobodno-molekularnego dla teorii ośrodków dwuskładnikowych, w których jeden składnik stwarza dla drugiego warunki ośrodka swobodno-molekularnego,
3a/ postawienie eksperymentów w warunkach laboratoryjnych ziemskich i w warunkach kosmicznej przestrzeni okołoziemskiej - dla weryfikacji teorii lub przyjętego modelu odbicia gaz - powierzchnia w przypadkach rozwiązywanych - w aspekcie poznawczym dla innych przypadków,
b/ szczególna przydatność rozwiązania zagadnienia wymiany ciepła dla weryfikacji dyfuzyjnego modelu odbicia,
c/ możliwość określania z eksperymentów “kosmicznych” parametrów atmosfery /ściślej - wyznaczanie parametrów ośrodka w kalibracji przedstawionej teorii/,
4/ informacja o oporach układów i wymianie ciepła - dla praktyki lotów kosmicznych.
Przenoszenie molekularne niektórych pierwiastków w procesach zacierania się części maszyn.
Warszawa 1973 s. 14.
Prace IPPT 37/1973.
W pracy przedstawiono oryginalne wyniki badań autora dotyczące zastosowania mikrosondy elektronowej do badania elementarnych zjawisk fizyko-chemicznych w obszarach tarcia zewnętrznego ciał stałych. W wyniku przeprowadzenia pracy stwierdzono, że zastosowana w niej metoda badań może oddać cenne usługi przy studiowaniu elementarnych zjawisk fizyko-chemicznych w procesach powstawania uszkodzeń wywołanych tarciem.
W badanym układzie stwierdzono przenoszenie silnie rozproszonej masy chromu i krzemu zgodnie z kierunkiem przepływu energii cieplnej między elementami styku, przy jednoczesnym wydalaniu z tych obszarów żelaza i aluminium w postaci produktów zużycia.
Należy stwierdzić, że:
1. Metoda mikroanalizy rentgenowskiej nadaje się do badania zmian własności fizyko-chemicznych na powierzchniach uszkodzeń wywołanych niektórymi rodzajami tarcia.
2. Metoda ta w połączeniu z innymi metodami badań pozwala na dokładniejsze poznanie genezy powstawania uszkodzeń wywołanych tarciem, a zatem może być pomocna w diagnostyce uszkodzeń.
3. w przypadku badań przyczyn zacierania się elementów maszyn cieplnych mikroanaliza rentgenowska może oddać cenne usługi.
4. W wyniku niniejszej pracy można stwierdzić:
a/ siedmiokrotne zwiększenie się stopnia stężenia chromu w obszarach uszkodzeń na skutek molekularnego przenoszenia,
b/ dziesięciokrotne zwiększenie stopnia stężenia krzemu i proporcjonalnie do tego tlenu na skutek oddziaływania środowiska na docierane powierzchnie tulei i pierścienia.
Wyznaczanie czynników orientacji na podstawie azymutalnego profilu linii dyfrakcyjnych.
Warszawa 1973 s. 21.
Prace IPPT 38/1973.
W wielu zagadnieniach fizyki występuje konieczność ilościowego charakteryzowania orientacji krystalitów w materiałach polikrystalicznych. Z wielu zdefiniowanych w literaturze miar orientacji na szczególną uwagę zasługują te, które bezpośrednio wynikają z funkcji rozkładu orientacji krystalitów i dzięki temu mogą w bezwzględny sposób opisywać zależności między orientacją krystalitów a makroskopowymi własnościami próbki.
Przeprowadzone rozważania dotyczące analizy uśrednienia azymutalnego linii dyfrakcyjnej na rentgenogramie, nasunęły możliwość wyznaczania czynników orientacji dla różnych płaszczyzn sieciowych krystalitu w oparciu o analizę azymutalnego profilu linii dyfrakcyjnej na rentgenogramach prostokątowych.
Przeprowadzone rozważania wykazują, że analiza azymutalnego profilu równikowej linii dyfrakcyjnej na rentgenogramie prostokątowym, prowadzona za pomocą aproksymacji funkcją z jednym parametrem, może stanowić wygodne narzędzie do wyznaczania czynników orientacji paratropowych płaszczyzn sieciowych. Wyniki te po sprawdzeniu poprawności aproksymacji mogą być zastosowane do wyznaczenia czynnika orientacji dla osi krystalitów. W tabeli I zamieszczono przykładowe wyniki zastosowania opisanej wyżej metody do wyznaczenia czynników orientacji dla kilku próbek wysoko zorientowanych włókien z politereftalanu etylenowego krystalizującego w układzie trójskośnym. Jak widać z tabeli obserwowane wysokie wartości współczynnika korelacji wydają się usprawiedliwiać stosowanie tej samej postaci analitycznej do aproksymacji funkcji rozkładu dla różnych płaszczyzn sieciowych. Równocześnie należy nadmienić, że dla próbek o bardzo małych orientacjach, nie udało się w ten sposób uzyskać zadawalających wyników.
Obliczenia poszczególnych wartości były wykonane przy użyciu maszyny cyfrowej ODRA 1204.
Wpływ orientacji molekularnej na krystalizację politereftalanu etylenowego.
Warszawa 1973 s. 108.
Prace IPPT 39/1973.
Powszechnie wiadomo, że własności materiałów polimerowych zależą od ich struktury. Oczywiście różne “poziomy” tej struktury, takie jak budowa pojedynczej makrocząsteczki, krystalitu, agregatów nadmolekularnych (np. sferolitów), zawartość fazy krystalicznej, orientacja każdej z faz, w różny sposób mogą wpływać na różne własności materiału. Dla możliwości kształtowania określonych własności materiału, konieczne jest nie tylko poznanie korelacji między poszczególnymi poziomami struktury a własnościami, lecz również poznanie mechanizmów, od których zależy kształtowanie się określonego charakteru struktury na danym poziomie.
Jednym z czynników w istotny sposób wpływających na mechaniczne własności polimerów jest występowanie i charakter fazy krystalicznej. Biorąc pod uwagę fakt, że w większości procesów przetwórstwa, zestalanie się, a więc i krystalizacja zachodzi w warunkach płynięcia, bądź deformacji, istotne wydaje się badanie różnych aspektów wpływu deformacji (bądź orientacji) molekularnej na przebieg procesu krystalizacji i tym samym badania mechanizmu kształtowania się struktury polimeru w takich procesach. Równocześnie badanie wpływu deformacji na przebieg przemiany fazowej w polimerze może rzutować na przewidywanie stabilności określonej struktury i własności materiału poddanego obciążeniom.
Dotychczas znane fakty świadczą o tym, że zależności te mogą być bardzo silne, a równocześnie w literaturze praktycznie nie ma wiarygodnych, ilościowych danych pozwalających na przewidywanie zachowania się polimerów w procesach krystalizacji orientowanej.
Deformacja i orientacja makrocząsteczek polimeru w obszarach amorficznych wpływa na proces kształtowania się nowej struktury podczas przemiany fazowej.
Korzystając z metod dyfrakcji rentgenowskiej, pomiarów gęstości, dwójłomności optycznej, średniego współczynnika załamania światła i obrazów rozproszenia światła, przeprowadzono badania procesu izotermicznej krystalizacji jednoosiowo zorientowanych próbek amorficznego politereftalanu etylenowego.
Uzyskane wyniki wykazały, że wstępna deformacja molekularna silnie wpływa na charakter powstającej struktury krystalicznej i szybkość krystalizacji.
W oparciu o dane eksperymentalne wyliczono współczynniki charakteryzujące zależność szybkości krystalizacji od czynnika orientacji molekularnej, połówkowe czasy krystalizacji t 1/2, wykładniki Avramiego n i pozorne czasy dezorientacji t*. Zbadano przebieg zmian orientacji molekularnej w czasie krystalizacji. Stwierdzono, że czynnik orientacji fazy amorficznej ¦am przechodzi przez minimum. Przypomina to obserwacje naprężeń i jest sprzeczne z teorią Flory`ego.
Morfologia jest inna niż w przypadku izotropowej krystalizacji ze stopu i nie wykazuje obecności sferolitów.
Zagadnienia orientowanej krystalizacji stanowią od dłuższego czasu obiekt zainteresowań Pracowni Fizyki Polimerów IPPT, będąc przedmiotem szeregu prowadzonych prac teoretycznych i doświadczalnych.
Klasyfikacja spółgłosek trących metodą analizy przejść przez zero.
Warszawa 1973 s. 30.
Prace IPPT 40/1973.
Problem automatycznego rozpoznawania mowy, o którego znaczeniu decydują szerokie możliwości zastosowań na przykład do celów bezpośredniej komunikacji człowieka z elektroniczną maszyną cyfrową w języku naturalnym za pomocą akustycznego sygnału mowy , jest problemem złożonym i wymaga rozwiązania szeregu zagadnień cząstkowych, składających się na całość procesu rozpoznawania określonych jednostek fonetycznych i lingwistycznych rozpatrywanego języka. Najmniejszymi jednostkami lingwistycznymi o określonym znaczeniu semantycznym, których ograniczony zbiór stanowić może podstawowy słownik specjalistyczny stosowany zarówno do celów bezpośredniego wprowadzania informacji wejściowych do elektronicznej maszyny cyfrowej, jak i do sterowania układów automatyki lub procesów technicznych głosem, są wyrazy.
Algorytm rozpoznawania zadanego zbioru wyrazów kodowych oparty jest z reguły na rozpoznawaniu tworzących je sekwencji jednostek fonetycznych niższego rzędu, fonemów i grup fonematycznych, co z kolei wymaga stosowania obiektywnych kryteriów ich klasyfikacji na podstawie analizy fonetyczno-akustycznych segmentalnych cech dystynktywnych.
Przedmiotem pracy jest zbadanie możliwości klasyfikacji i rozpoznawania polskich spółgłosek trących metodą analizy przejść przez zero sygnału mowy. W pierwszym etapie zbadano przydatność i stosowalność parametru określającego średnią gęstość przejść przez zero amplitudowo ograniczonego sygnału mowy, jako ogólnego kryterium klasyfikacji indywidualnej i grupowej spółgłosek trących występujących w symetrycznych sylabach VCV i CVC. Na podstawie uzyskanych wyników zbadano w etapie drugim wpływ kontekstu fonematycznego i pozycji spółgłoski w sylabie na dokładność rozpoznawania. Stwierdzono istnienie pewnych prawidłowości tego wpływu, co pozwoliło na wyciągnięcie wniosków uogólniających.
Referowana praca, mająca na celu klasyfikację segmentów szumowych sygnału mowy metodą analizy przejść przez zero, jest według posiadanych informacji pierwszą pracą, której przedmiotem badań są spółgłoski trące języka polskiego analizowane tą metodą. Ze względu na swoje wąskie ramy praca ta jest jedynie wprowadzeniem metodologicznym do szerokich badań statystycznych. Tym nie mniej stwierdzono w niej podstawowe prawidłowości, które pozwalają wytyczyć dalsze kierunki badań segmentów szumowych sygnału mowy metodą analizy przejść przez zero. Główną trudność, jaką sprawia stosowanie tej metody, stanowią wysokie wymagania dotyczące warunków mikrofonowych w studio oraz dynamiki toru elektroakustycznego przy nagrywaniu materiału fonetycznego. Warunki te rzutują bezpośrednio na dokładność metody pomiaru. Równocześnie jednak łatwość cyfrowego pomiaru gęstości przejść przez zero oraz możliwość bezpośredniego stosowania w systemie >> on-line << elektronicznej maszyny cyfrowej do przetwarzania i analizy wyników przemawiają za szerokim stosowaniem opracowanej metody.
Kryteria plastycznego płynięcia i hipotezy wzmocnienia metali w świetle badań doświadczalnych.
Warszawa 1973 s. 251.
Prace IPPT 41/1973.
Wytrzymałość materiału, a więc opór jaki stawia materiał przy odkształcaniu i zniszczeniu, charakteryzuje się bardzo złożonymi procesami, przebieg których zależy od własności fizycznych odkształcanego ciała, rodzaju mechanicznych obciążeń, temperatury, środowiska i wielu innych czynników.
Celem badań wytrzymałości materiałów z uwzględnieniem fizycznej struktury procesów zachodzących w materiale pod wpływem obciążeń jest między innymi opracowanie fizycznej teorii wytrzymałości. Powinna ona powiązać wytrzymałość materiału z jego strukturą, stanem, fizyczno-mechanicznymi własnościami przy odkształceniu, z siłami międzyatomowymi itd.
Mimo poważnego rozwoju teorii dyslokacji i teorii szczelin, współczesne metody, oparte na tych teoriach, nie pozwalają jeszcze na ich szersze stosowanie do obliczeń inżynierskich. Dlatego też, podstawą oceny nośności granicznej rzeczywistych konstrukcji są obliczenia według teorii opartych na metodach mechaniki ośrodka ciągłego. Mechaniczne teorie wytrzymałości, z założenia, wymagają znacznie mniej informacji o materiale, niż teorie fizyczne, i operują kryteriami wygodniejszymi do praktycznych zastosowań.
W pracy przedstawione zostaną kryteria plastycznego płynięcia i hipotezy wzmocnienia metali w świetle badań doświadczalnych.
W rozdziale I omówiono pokrótce problemy związane z procesem odkształceń plastycznych, budową metali i fizyczne mechanizmy odkształceń. Na wykresach z prób jednoosiowego rozciągania i ściskania pokazano poglądowo zachowanie się odkształconego materiału, opór jaki stawia materiał przy odkształceniu i efekt Bauschingera. W uproszczonej formie wspomniano o dyslokacjach, jako defektach siatki krystalicznej, określających własności fizyczne kryształów i o próbach zastosowania teorii dyslokacji do opisu własności mechanicznych metali.
W rozdziale II podano metodykę quasi-statystycznych badań doświadczalnych płynięcia plastycznego metali ze szczególnym uwzględnieniem tych badań w warunkach złożonego stanu naprężenia. Zwrócono uwagę na najważniejsze zagadnienia, które powinny być uwzględnione w badaniach dla prawidłowego określania własności mechanicznych materiału i poszukiwanych parametrów.
W rozdziale III przedstawiono główne kierunki badań doświadczalnych praw plastycznej deformacji, podstawy eksperymentalne najważniejszych hipotez teorii plastyczności oraz wpływ czynników dodatkowych /napromieniowanie neutronowe, temperatura, starzenie itd./ na stan plastyczny metali. Szereg cytowanych w tym rozdziale wyników eksperymentalnych pochodzi z wcześniejszych własnych prac doświadczalnych, opublikowanych w poprzednich latach. W opracowaniu tym, dalekim od kompletnego, pokazano złożoność zjawisk zachodzących przy plastycznej deformacji oraz rozmiar uproszczeń przyjmowanych przy opisie własności rzeczywistych materiałów.
W rozdziale IV podano ogólną charakterystykę teorii plastyczności, warunki przejścia w stan plastyczny oraz próby podejmowane do opisu zachowania się materiałów ze wzmocnieniem w procesie odkształceń plastycznych. Krótki przegląd nie pozwala na przedstawienie całego bogactwa koncepcji opisu zachowania się materiałów w warunkach złożonego stanu naprężenia. Celem tego rozdziału jest pokazanie dróg, jakimi idą te poszukiwania możliwości opisu zachowania się materiałów w warunkach rzeczywistych obciążeń.
W rozdziale V przedstawiono wyniki własnych badań doświadczalnych wpływu wstępnych odkształceń plastycznych, wywołanych różnymi sposobami obciążenia, na kształt powierzchni plastyczności i własności mechaniczne metali. Doświadczenia przeprowadzono na próbkach rurkowych z mosiądzu i próbkach płaskich ze stopu aluminium do obróbki plastycznej. W oparciu o wyniki badań przeprowadzono doświadczalną analizę efektu pamięci materiału odkształconego plastycznie. Następnie, przeprowadzono próbę opisu efektu pamięci materiału przez hipotezy izotropowego i kinematycznego wzmocnienia. Otrzymany materiał doświadczalny /208 próbek/ pozwolił na uzyskanie wyników zarówno jakościowych jak i ilościowych.
W rozdziale VI omówiono wyniki badań linii wpływu wstępnego odkształcenia plastycznego na zachowanie się metali przy powtórnym obciążeniu. Badania te przeprowadzone zostały przez W. Szczepińskiego i K. Turskiego według odmiennej koncepcji badań własności plastycznych metali. Dostarczyły one nowych informacji o wpływie odkształceń plastycznych wzdłuż różnych dróg wstępnego obciążenia na późniejsze zachowanie materiału poddanego określonemu sposobowi obciążenia. Badania te przedstawiają nowy kierunek badań, jakimi są badania wpływu wstępnych odkształceń plastycznych na własności eksploatacyjne metali.
Praca wielu współczesnych konstrukcji charakteryzuje się powtarzającymi obciążeniami powyżej granicy sprężystości przy małej liczbie cykli. Dlatego, obok klasycznych metod badania zmęczenia metali, dużo uwagi poświęca się zagadnieniom żywotności przy małocyklicznym zmęczeniu. W analizie pracy konstrukcji zasadnicze znaczenie ma zmiana własności mechanicznych metalu po każdym cyklu obciążenia. Badania tych zmian wiąże się z określeniem obciążeń przystosowania dla statycznie niewyznaczalnych sprężysto - plastycznych układów, kiedy nośność graniczną konstrukcji określa się wielkością zmiennego obciążenia, przy którym, po niewielkiej liczbie cykli zmian, odkształcenia plastyczne znikają.
W rozdziale VII pokrótce omówiono badania powierzchni płynięcia materiału odkształconego plastycznie obciążeniami cyklicznymi. Badania te przeprowadzone zostały w Pracowni Badań Doświadczalnych Plastyczności, ZMOC, IPPT PAN. Analizę teoretyczną zmian powierzchni płynięcia po każdym cyklu obciążenia przeprowadzono w oparciu o hipotezę wzmocnienia kinematycznego.
Przedstawiona praca ma charakter doświadczalny. Jej głównym celem jest przedstawienie złożoności zjawisk zachodzących przy odkształceniu plastycznym metali i podkreślenie, niekiedy niedocenianej, roli badań eksperymentalnych w rozwijaniu teorii plastyczności. Przy omawianiu wyników badań doświadczalnych w znacznej części wykorzystałem wyniki własnych prac eksperymentalnych, które prowadziłem, obok innych prac, w okresie ostatnich kilku lat.
Wyniki badań doświadczalnych i próby opisu teoretycznego wskazują na wielką złożoność problemu prawidłowego opisu zjawisk zachodzących podczas plastycznej deformacji materiału, zwłaszcza pod wpływem złożonych programów obciążenia.
Opracowanie teorii plastyczności, zdolne do opisu wszystkich możliwych przypadków złożonego obciążenia, wymaga przeprowadzenia wszechstronnych badań doświadczalnych własności mechanicznych materiałów w warunkach złożonego obciążenia.
Nagromadzone obecnie wyniki doświadczalne /w tym wyniki prac własnych, w których zbadano około 300 próbek/ są, mimo dużej ich liczby, jeszcze zbyt skromne aby mogły być podstawą do takiego opracowania. Jednakże, wyniki te wyznaczają zarówno kierunki dalszych badań eksperymentalnych jak i drogi dalszych poszukiwań w teorii plastyczności.
Optymalizacja płaskich prętowych ustrojów siatkowych (I).
Warszawa 1973 s. 31.
Prace IPPT 42/1973.
W pracy omówiono zagadnienie optymalizacji płaskich ustrojów siatkowych wykonanych z danych objętości materiałów konstrukcyjnych. Celem optymalizacji jest takie ukształtowanie struktury konstrukcji aby jej odkształcalność, charakteryzowana przez energię odkształceń sprężystych, była najmniejsza.
Rozważania dotyczą konstrukcji utworzonych z dwóch rodzin prętów. Konstrukcje te są podparte i obciążone w zadanych z góry sposób. Jako parametry optymalizacji /zmienne decyzyjne/ przyjęto funkcje określające gęstości rozmieszczenia materiałów konstrukcyjnych oraz kierunki siatek prętowych. Zagadnienie sformułowano jako klasyczny problem rachunku wariacyjnego dochodząc do warunków koniecznych i dostatecznych optymalności ustroju.
Zagadnienia dynamiczne i falowe belek plastycznych.
Warszawa 1973 s. 76.
Prace IPPT 43/1973.
W niniejszej pracy przeprowadzono analizę zjawisk falowych zachodzących zarówno w belkach nieskończonych jak i skończonych. Rozważane są obciążenia dynamiczne takie, które zostały przyłożone w sposób nagły, a czas ich trwania mierzony jest małymi ułamkami sekund. Rozwiązanie problemu przedstawiono różnymi metodami. Z powodu nieliniowych równań rządzących ruchem belki ograniczeni jesteśmy do numerycznych metod ich rozwiązywania. Wśród zaproponowanych metod należy wybrać najwłaściwszą w zależności od zadanych warunków w początkowo - brzegowych. Do wyznaczenia naprężeń niszczących spowodowanych współdziałaniem fal uderzeniowych, padających i odbitych, giętnych i ścinanie stosujemy metodę charakterystyk. W przypadku stopniowego i łagodnego wzrostu obciążenia dobre wyniki może dać metoda różnic skończonych o złożonej geometrii wybrać należy metodę elementów skończonych. Metoda kolejnych przybliżeń pozwala wykazać istnienie i jednoznaczność rozwiązania, a także jest pomocna przy wyborze takiego kroku całkowania w metodzie numerycznej, by zapewniona była zbieżność i stabilność rozwiązania przybliżonego. Ponadto, jak wykazał Kabułow [52], jest również efektywna.
Przy obciążeniu nagłym np. siłą skupioną, rozwiązanie uzyskane wyżej wspomnianymi metodami może być zawodne i potrzebna jest analiza dwu-wymiarowa lub trójwymiarowa.
Zastosowanie właściwości rezonansowych płyt kołowych do wyznaczania stałych sprężystości.
Warszawa 1973 s. 202.
Prace IPPT 44/1973.
Praca wprowadza w tematykę wyznaczania stałych sprężystości ciał stałych oraz podaje metody i układy pomiarowe ze szczególnym uwzględnieniem metod rezonansowych. Zasadnicza część pracy dotyczy drgań giętnych grubych płyt kołowych. Analiza drgań tego typu brył pozwoliła autorowi na opracowanie nowych metod i urządzeń do pomiaru stałych sprężystości. Wyniki prac eksperymentalnych oraz wnioski wynikające z pomiarów dotyczą w głównej mierze wpływu szeregu czynników na wynik pomiaru takich jak: kształt próbki, rodzaj pobudzenia, wpływ otaczającego ośrodka, wpływ anizotropii i nieregularności kształtu próbek, wpływ zamocowań próbki.
Wnioski dotyczące dalszego rozwoju badań zamykają pracę.
Wstępna część pracy /rozdział 1/ wprowadza w zagadnienia elastometrii tj. w problematykę pomiaru sprężystości za pomocą różnych metod pomiaru oraz daje krytyczne porównanie metod rezonansowych z innymi metodami.
Rozdział 2 poświęcony jest omówieniu drgań brył. Opisano drgania prętów, płyt kołowych i kwadratowych oraz prostopadłościanów. Omawia się także w skrócie parametry charakteryzujące badany ośrodek.
Rozpatrując szczegółowo zależności wiążące częstotliwości drgań własnych ze stałymi sprężystości autor wykazuje zalety stosowania próbek w postaci płyt kołowych, jako kształtu, który posiada szereg zalet w porównaniu z innymi.
Szczególną uwagę zwrócono na zależności wiążące wartość stałej Poissona z parametrami charakteryzującymi propagację fal sprężystych jak np. prędkości rozchodzenia się fal różnych typów.
Na podstawie przytoczonych wykresów i zestawień wykazano, że większość metod wyznaczania stałej Poissona jak np. na podstawie pomiaru prędkości fal podłużnych i skrętnych daje wyniki mało dokładne szczególnie dla małych wartości stałej Poissona. Natomiast metoda wyznaczania stałej Poissona oparta na pomiarze stosunku częstotliwości drgań giętnych drugiego f2 i pierwszego f1 rezonansu płyty kołowej daje wyniki o podobnej dokładności dla wszystkich wartości stałej. Metoda ta charakteryzuje się również tym, że zapewnia czułość pomiaru tzn. małym zmianom wartości stałej Poissona odpowiadają duże zmiany wartości wielkości mierzonych. Inne metody wyznaczania stałej Poissona są mniej czułe bądź nie zapewniają tak liniowej zależności stałe Poissona od wielkości pomiarowych.
W rozdziale 3 omówiono szczegółowo metody i układy pomiarowe stosowane w pracach doświadczalnych. Omówiono przetworniki różnych typów, pomocnicze stanowiska badawcze jak też przedstawiono kilka wariantów nowej oryginalnej metody pomiaru stałych sprężystości opracowanej przez autora i układów pomiarowych do ich stosowania. W pierwszej z metod, opracowanych przez autora, wyznaczania stałych sprężystości w próbce wzbudza się drgania wymuszone.
Zasadniczymi elementami układu pomiarowego są generator, odbiornik, przetworniki oraz odpowiednie układy mocowania próbek. Zasada pomiaru polega na tym, że w próbce wzbudza się kolejno drgania pierwszego i drugiego rezonansu fal giętnych. Odpowiednia konstrukcja generatora umożliwia bezpośredni odczyt wyniku pomiaru na skali przyrządu wycechowanego w wartościach stałej dla różnych wartości stosunku średnicy do grubości płyty kołowej. W drugiej metodzie pomiarowej, opracowanej przez autora wyznaczenie stałej Poissona odbywa się w sposób automatyczny i wyniki pomiaru uzyskuje się w sposób ciągły przez cały czas pomiaru. W tej metodzie próbka z badanego materiału znajduje się w obwodzie sprężenia zwrotnego, zawierającego również przetworniki nadawczy i odbiorczy oraz wzmacniacz pomiarowy. W tak utworzonym obwodzie częstotliwość drgań jest narzucona przez parametry fizyczne próbki, przez sposób podparcia próbki i rozmieszczenie przetworników. W układzie pomiarowym znajdują się dwa analogiczne obwody elektryczne sprężone z tą samą próbką. Warunki generacji są tak dobrane, że w jedynym obwodzie wzbudzają się drgania o częstotliwości f1 pierwszego rezonansu, zaś w drugim o częstotliwości f2 drugiego rezonansu. W czasie pomiaru następuje superpozycja drgań i w dwu obwodach uzyskuje się dwa napięcia elektryczne o częstotliwościach odpowiednio f1 i f2. Układ elektronowy wykonuje operację dzielenia i wyznacza wartość. Wynik dzielenia uzyskuje się w postaci cyfrowej, która może być przetworzona na napięcie elektryczne za pomocą przetwornika cyfrowo-analogowego, a następnie odpowiedni układ nieliniowy może przetworzyć sygnał w ten sposób, żeby napięcie wyjściowe było wprost proporcjonalne do wartości stałej Poissona ośrodka w chwili pomiaru, a więc do postaci wygodnej do automatycznej rejestracji wyników w czasie. Te nowe metody pomiarowe oraz urządzenia do ich stosowania zostały zgłoszone w Urzędzie Patentowym PRL 69.
W rozdziale czwartym omówiono szczegółowo wyniki pomiarów stałych sprężystości i tarcia wewnętrznego na próbkach różnych kształtów, z różnych materiałów, w głównej mierze z metali. Opisano także wpływ szeregu czynników na wynik pomiaru związanych z metodą pomiaru, ze stanowiskiem pomiarowym oraz próbką.
Przeanalizowano ograniczenia wynikające z przybliżeń stosowanych przy wyprowadzaniu równań wyjściowych i ich rozwiązywaniu numerycznym.
Omówiono następnie wpływ na wynik pomiaru układów mocowania próbek pobudzania próbek do drgań, ciśnienia otaczającego ośrodka, temperatury/, jak również aparatury elektronowej oraz zewnętrznych pól zakłócających.
Przedstawiono także wpływ na dokładność wyników niedoskonałości kształtu próbki, anizotropii materiału, jak też dokładności wyznaczania wymiarów próbki i gęstości ośrodka.
Na podstawie podanych przykładowo wyników pomiarowych omówiono ilościowy wpływ w/w czynników na wynik pomiaru i jego dokładność. Przykłady te dotyczyły zarówno sprężystości jak też tarcia wewnętrznego.
Autor na podstawie analizy rozkładów linii węzłowych na powierzchni płyty wykazał oraz stwierdził eksperymentalnie, że istnieje silna zależność wielkości średnicy węzłowej drugiego rezonansu od kształtu próbki tj. stosunku średnicy D do grubości h oraz parametrów fizycznych badanego materiału.
W wyniku badań prowadzonych dla różnych wartości stosunku h/D stwierdzono, że w przypadku płyt b. grubych /średnica jest rzędu grubości próbki/ zmiana średnicy linii węzłowej w porównaniu ze średnicą linii węzłowej dla płyty cienkiej jest na tyle duża /rzędu 15%/, że zjawisko to, nigdzie nie opisywane, nie może być pominięte.
Pomiary tłumienia w próbkach dla różnych warunków eksperymentu pozwoliły na optymalizację układów mocowania i pobudzania próbek do drgań własnych.
W rozdziale 5 zestawiono zasadnicze wnioski wynikające z pracy, dotyczące metod i układów dotychczas stosowanych oraz uwagi i propozycje związane z kontynuowaniem prac w dziedzinie elastometrii akustycznej.
Zastosowanie metody operatora rzutowego do przybliżonego rozwiązania równania Boltzmanna.
Warszawa 1973 s. 24.
Prace IPPT 45/1973.
M. H. Ernst w swojej pracy dotyczącej zlinearyzowanego równania Boltzmanna [1] zastosował metodę operatorów rzutowych dla wyznaczenia współczynników transportu modelu ośrodka ciągłego, a więc dla dużych czasów.
W niniejszej pracy wykorzystana będzie ta sama metoda dla stanu gazu znajdującego się w pobliżu stanu równowagi, opisywanego rozkładem Maxwella f0. Poszukiwane będą szczególnie rozwiązania dla małych czasów oraz wpływ drugiego przybliżenia na strumień ciepła i naprężenia powierzchniowe.
Metoda elementów skończonych w mechanice ciał odkształcalnych.
Warszawa 1973 s. 87.
Prace IPPT 46/1973.
Metoda elementów skończonych jest potężnym narzędziem numerycznego rozwiązywania problemów mechaniki.
Za podsumowanie osiągnięć w tej dziedzinie, do roku zasadniczego 1970, można uważać monografie [475, 678] oraz artykuły przeglądowe [212, 676, 704]. Agryris [33] sądzi, iż metoda elementów skończonych jest najbardziej efektywną metodą numerycznego rozwiązywania problemów mechaniki ciał odkształcalnych.
Nasza praca obejmuje zasadniczo lata 1970-1972. Ze względu na dużą liczbę przedstawionych prac musimy ograniczyć się do zwięzłych omówień. Sądzimy, iż przegląd jest dość wyczerpujący jeśli chodzi o mechanikę ciał stałych. Nie jest nam wiadomo, czy prace dotyczące mechaniki płynów i hydro-aero-sprężystości przedstawiają aktualny stan osiągnięć w tych dziedzinach. Należy podkreślić, że przegląd prac dotyczących zastosowania metody elementów skończonych w mechanice gruntów i mechanice górotworu został przez nas zaprezentowany w pracy [604].
Ponieważ niektóre prace należałoby omawiać w różnych punktach, więc celem uniknięcia rozwlekłości będziemy daną pracę omawiać tylko raz.
Prace oznaczone w wykazie literatury gwiazdką nie były przez nas przeglądane.
Informacje o nich zaczerpnięto z czasopism przeglądowych.
Drgania kombinowane symetrycznego wirnika.
Warszawa 1973 s. 27.
Prace IPPT 47/1973.
Cyfrowy miernik i rejestrator częstotliwości podstawowej sygnałów harmonicznych mowy.
Warszawa 1973 s. 39.
Prace IPPT 48/1973.
Jednym z podstawowych parametrów charakteryzujących sygnały mowy o harmonicznej strukturze widma jest częstotliwość prążka podstawowego. Jest ona nazywana inaczej częstotliwością tonu krtaniowego i oznaczana symbolem F0.
Wartość bezwzględna F0 jest nośnikiem informacji o cechach osobniczych mówiącego. W ocenie subiektywnej określana jest jako tzw. wysokość głosu, natomiast zmiany chwilowych wartości częstotliwości podstawowej decydują o takich parametrach lingwistycznych jak intonacja, lokalizacja akcentu, zabarwienie emocjonalne itp. Ze względu na ogromny wpływ na zrozumiałość i naturalność mowy, znajomość przebiegu tonu krtaniowego jest potrzebna przy programowaniu syntezatorów mowy, oraz w medycynie np. podczas nauki mówienia osób z uszkodzonym narządem słuchu lub w niektórych badaniach diagnostycznych. W wielu dziedzinach akustyki mowy, istnieje więc konieczność po pierwsze bieżącej kontroli przebiegu tonu krtaniowego, a po drugie przeprowadzania badań statystycznych parametru F0.
W ostatnich latach, dzięki zastosowaniu maszyn cyfrowych do badań sygnału mowy, powstały nowe możliwości analizy parametrów mowy metodami cyfrowymi. Nadmiar informacji, wprowadzonych do maszyny powoduje jednak często, że sama ekstrakcja badanego parametru z sygnału zajmuje więcej czasu maszynowego, niż właściwy proces obróbki danych. Jest to system mało ekonomiczny, celowym więc wydaje się ograniczenie w zastosowaniach praktycznych ilości danych wprowadzanych do pamięci na drodze hardware`owej.
W przypadku badań częstotliwości tonu krtaniowego, ekstraktor F0 pozwalać powinien na automatyczny pomiar wartości chwilowych w czasie rzeczywistym, z możliwością wyprowadzenia wyników w postaci cyfrowej lub ich zapisu, np. na taśmie perforowanej.
Praca niniejsza, przedstawia układ spełniający wszystkie powyższe wymagania, opracowany i wykonany w Pracowni Elektroakustyki ZAC IPPT PAN.
Zarodkowanie mikroszczelin na granicach ziarn w odkształconych metalach.
Warszawa 1973 s. 48.
Prace IPPT 49/1973.
Gdy materiał pęka na dwie lub więcej części mówi się, że uległ zniszczeniu. Charakter tego procesu nie jest jasny i poszukiwania odpowiedniego, najbardziej zbliżonego do rzeczywistego mechanizmu zniszczenia nabierają dziś rangi zagadnienia o podstawowym znaczeniu.
Zasadniczy wpływ procesu zniszczenia polega na rozwiązaniu zagadnienia powstawania mikroszczelin o wymiarach rzędu atomowego i ich dalszego wzrostu do wymiarów makroskopowych. Dalszy przebieg zjawiska może być już opisany istniejącymi teoriami kontynualnymi /np. teorią Griffitha/. Zagadnienie jest bardzo złożone , ponieważ zależy od dużej liczby parametrów oraz od rodzaju struktury materiału. Stąd też wynika konieczność ograniczenia rozważań do najprostszego modelu ciała i stanu odkształcenia oraz wprowadzenia szereg założeń upraszczających dotyczących samego procesu powstawania mikroszczeliny.
W pracy niniejszej postawiono problem zbadania wpływu wakansji na wytrzymałość polikryształu metalu znajdującego się w jednoosiowym stanie odkształcenia. W tym celu rozważono wewnętrzny obszar polikryształu zawierający granicę ziarna i przeanalizowano warunki zarodkowania mikroszczelin na tej granicy.
Do ilościowego opisu sformułowanego zagadnienia przyjęto roztwór wakansji w krysztale jako pewnego rodzaju gaz wakansji i oparto się na analogii z teorią niejednorodnej nukleacji kondensatów par na ciałach stałych. Bazując na termodynamice i kinetyce tego procesu przemiany fazowej oraz uwzględniając entropię konfiguracyjną wszystkich możliwych zgrupowań wakansji wyprowadzono równanie na prędkość tworzenia się zarodków mikroszczelin na granicach ziarn. W szczególności znane już rozwiązanie problemu dla przypadku dużych przesyceń [1], [2], otrzymane na drodze wprowadzenia zmiennych atomistycznych i w oparciu o mechanikę statystyczną, rozszerzono na przypadki małych przesyceń przy użyciu zmiennych termodynamicznych.
Wykonano próbę zastosowania teorii do takich metali jak miedź, aluminium i żelazo
Tensometryczne pomiary laboratoryjne długotrwałych pól odkształceń w betonie.
Warszawa 1973 s. 35.
Prace IPPT 50/1973.
Pomiary długotrwałych pól odkształceń w konstrukcjach betonowych prowadzone są przede wszystkim przy obserwacjach efektów pełzania i skurczu betonu. Równie w przypadku pomiarów okresowych, pod obciążeniem doraźnym, prowadzonych celem oceny właściwości eksploatacyjnych budowli, a także przy badaniach zmęczeniowych, występuje konieczność montowania na stałe czujników, które będą później użytkowane w okresie następnych miesięcy czy nawet lat. Potrzeba prowadzenia takich pomiarów występuje zarówno przy obserwacji budowli “in situ”, jak również przy eksperymentach laboratoryjnych.
We wszystkich wymienionych przypadkach można napotkać podobne problemy z zakresu techniki pomiarowej. Będą to zagadnienia dotyczące poprawności pracy urządzenia pomiarowego /czujnika/, oraz układu odczytującego /mostka pomiarowego/, a także pewnych aspektów samej “filozofii pomiaru”.
Ogólnie biorąc, najprostsza klasyfikacja metod pomiaru wielkości tensorowych jakimi są pola odkształceń i naprężeń, pola na odróżnieniu pomiarów pojedynczej składowej tensora, kilku wybranych składowych i wszystkich składowych tensora. Tylko w tym ostatnim przypadku uzyskuje się zbliżoną do pełnej informacji o badanym stanie w danym punkcie /”Zbliżoną do pełnej” a nie “pełną” ponieważ czujnik ma skończone wymiary i jego wskazania nie dotyczą w rzeczywistości punktu lecz obszaru/.
Pomiar kilku składowych tensora realizowany jest często jedynie w odniesieniu do powierzchni badanego elementu. Przy odpowiednim usytuowaniu przynajmniej trzech jednokierunkowych czujników odkształcenia w otoczeniu wybranego punktu na powierzchni elementu, można uzyskać pełną informację o płaskim stanie odkształcenia. Taki przypadek może dotyczyć tylko pomiaru odkształceń a nie naprężeń. Nieznana jest zresztą oczywiście wartość składowej odkształcenia w kierunku normalnym do powierzchni ograniczającej element.
Obserwacje odkształceń powierzchniowych są często niewystarczające do celów analizy stanu deformacji całej konstrukcji. Przykładami mogą tu być deformacje masywu zapory wodnej pod wpływem parcia wody, ciężaru własnego i zmian termicznych, odkształcenia obudowy szybu w kopalni itp. W niektórych sytuacjach nie można ze względów użytkowych posługiwać się tensometrami powierzchniowymi, np. gdy brak dostępu do powierzchni zewnętrznej. Przykładem z zakresu badań laboratoryjnych, w którym konieczne jest posługiwanie się czujnikami wgłębnymi, są obserwacje pełzania betonu przy trójosiowym stanie obciążenia. O pewnych rozwiązaniach konstrukcji czujników wewnętrznych, które trzeba stosować w takich przypadkach, wspomniano w publikacjach [4, 18, 24, 27].
Niezależnie od mierzonych wielkości a także od czasu trwania obserwacji, istotny wpływ na wartość uzyskanych informacji mają relacje pomiędzy typem niejednorodności betonu /uziarnienie, gatunek kruszywa itp./, wymiarami i sztywnością elementów pomiarowych /czujników/ oraz rodzaju i stopniem niejednorodności obserwowanego pola tensorowego. Te zagadnienia są w niniejszym artykule w zasadzie pominięte.
Praca niniejsza dotyczy możliwości technicznych i sposobów praktycznego pokonywania trudności pomiarów wewnątrz specyficznego trudnego Środowiska jakim jest beton. Opracowanie wykonano na podstawie bibliografii zagadnienia, materiałów firmowych i prac własnych.
Automatyczna ekstrakcja częstotliwości tonu podstawowego oraz pierwszych trzech formantów sygnału mowy.
Warszawa 1973 s. 152.
Prace IPPT 51/1973.
W niniejszej pracy przedstawiono dwa opracowane przez autora modele automatycznych ekstraktorów parametrów częstotliwościowych sygnału mowy: ekstraktor częstotliwości podstawowej oraz ekstraktor częstotliwości pierwszych trzech formantów. Mimo, że oba modele są ekstraktorami tej samej w sensie fizycznym wielkości i służyć mają w wielu przypadkach podobnym celom, problemy związane z ich opracowaniem są zasadniczo różne. Dlatego praca składa się z dwóch odrębnych części, z których jedna poświęcona jest ekstrakcji częstotliwości podstawowej, a druga ekstrakcji częstotliwości pierwszych trzech formantów sygnału mowy.
O istnieniu i jednoznaczności struktury magnetogazodynamicznych fal uderzeniowych.
Warszawa 1973 s. 27.
Prace IPPT 52/1973.
W pracy tej 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 fal szybkich zakładając, że współczynniki dysypacji są dodatnimi funkcjami klasy C1 parametrów fizycznych.
Zbadamy też pewne przypadki graniczne związane z zerowaniem się jednego współczynnika dysypacji. Wykażemy również, że w odróżnieniu od fal szybkich, których jednoznaczność struktury jest zapewniona, fale wolne nie przy wszystkich układach współczynników dysypacji mają jednoznacznie wyznaczoną strukturę.
Zastosujemy geometryczną metodę użytą w pracach [11], [12], [13], opartą na ideach metody Kulikowskiego [7], wykorzystującej własności wprowadzonej przez Germaina [4] funkcji uogólnionej dysypacji.
Wyniki niniejszej pracy stanowią przeniesienie rezultatów uzyskanych w pracach [11], [12], [13], na ogólniejszą klasę - gazów normalnych.
Doskonalenie metod badania parametrów płynięcia materiałów ziarnistych.
Warszawa 1973 s. 130.
Prace IPPT 54/1973.
Niniejsze opracowanie ma na celu systematyczne omówienie kilku podstawowych metod badania własności mechanicznych materiałów rozdrobnionych. Znajomość tych własności jest istotna przy projektowaniu zbiorników na materiały sypkie lub przy opracowywaniu procesów technologicznych, gdzie określenie ruchu ośrodka ziarnistego ma podstawowe znaczenie.
Przy przepływie materiału rozdrobnionego przez zbiornik pionowy interesuje nas zazwyczaj kinematyka ruchu oraz parcie na ściany zbiornika. Niezwykle ważną sprawą jest właściwe ukształtowanie zbiornika i zapewnienie dostatecznie dużego otworu wylotowego, tak aby zapewnić ciągłość procesu grawitacyjnego wpływu bez tworzenia się nawisów czy sklepień wewnątrz zbiornika. Przy napełnianiu zbiornika materiałem sypkim, ważna jest znajomość zagęszczenia materiału oraz parcia statycznego na ściany i dno zbiornika. Wreszcie, w szeregu procesów ważne jest zapewnienie równomiernego swobodnego wpływu, niezależnie od ilości materiału w zbiorniku. Istnieje spora ilość danych doświadczalnych dotyczących tych zagadnień. Bardziej jednak istotna jest możliwość określenia ilościowego żądanych parametrów na drodze teoretycznej, wychodząc z dokładnie zbadanych własności mechanicznych, stosując równania mechaniki ośrodków ciągłych.
Materiały rozdrobnione zazwyczaj charakteryzują się znaczną ściśliwością i zmienną wytrzymałością na ścinanie, zależną od wstępnego zagęszczenia. Stopień nawilgocenia, czy temperatura mają też istotny wpływ na ich własności, które zmieniają się również z czasem.
W niniejszej pracy rozpatrzymy jedynie efekt zmiennego zagęszczenia, zaś efekty czasowe pomijamy. Zakładamy przy tym, że zmienna wilgotność czy temperatura wprowadzi poprawki ilościowe, nie wpłynie natomiast na interpretację i sposób przeprowadzenia badań.
Parametry geometryczne czy strukturalne, takie jak rozkład wymiarów ziaren, ich kształt, charakter sił między ziarnami, czy rodzaj wiązań między cząsteczkowych, nie wejdą bezpośrednio do opisu własności mechanicznych, które określimy kilkoma funkcjami materiałowymi w ramach modeli ciał plastycznych ze wzmocnieniem. Funkcje te można wyznaczyć z prostych badań doświadczalnych, takich jak próba trójosiowego ściskania czy próba ścinania przy zmiennej sile nacisku normalnego. Z doświadczeń otrzymujemy żądaną informację o zmiennej spójności materiału, zależnej od jego zagęszczenia oraz dane o cechach sprężystych i plastycznych przy zagęszczaniu. Własności te mają podstawowe znaczenie przy określaniu kinematyki przepływu, jak również dla właściwego projektowania wymiarów zbiornika ze względu na zapewnienie ciągłości przepływu oraz bezpieczne zrównoważenie parć na ścianki i dno zbiornika.
W Rozdziale 2 omówimy podstawowe parametry mechaniczne materiałów rozdrobnionych, ważne z punktu widzenia statyki i kinematyki przepływu tych materiałów. Omówimy także podstawowe modele mechaniczne, które obecnie stosuje się w analizie teoretycznej płynięcia materiałów sypkich.
W Rozdziale 3 omówione zostały dwie podstawowe próby: Trójosiowego ściskania i ścinania. W szczególności pokazano, że interpretacja badań ścinania zależy od przyjętej hipotezy odnośnie płaszczyzny ścięcia i uzyskane wyniki z pomiaru mogą być w różnoraki sposób interpretowane, co w efekcie prowadzi do różnych funkcji materiałowych.
W Rozdziale 4 została szczegółowo omówiona metoda wielokrotnego ścinania jednej próbki, pozwalająca na wyznaczenie żądanych funkcji materiałowych na podstawie jednego doświadczenia. Metoda ta została opracowana przez autorów niniejszej pracy. Przedstawione wyniki badań dla trzech różnych materiałów wyraźnie wskazują na zalety tej metody i na zgodność wyników z innymi, bardziej pracochłonnymi metodami. Wreszcie w Rozdziale 5 omówiono krótko zaobserwowany efekt anizotropii wywołany poślizgiem na płaszczyźnie ścięcia. Stwierdzono, że zarówno powierzchnia plastyczności, jak i linia krytyczna, przy obciążeniu w przeciwnym kierunku do kierunku pierwotnego ścięcia, zmieniają swoje położenie. Innymi słowy, wstępne odkształcenie ścinające wywiera wpływ na cechy wytrzymałościowe przy ścinaniu w przeciwnym kierunku. Podobne efekty znane są przy plastycznej deformacji metali, tu jednak charakter anizotropii wywołanej wstępnym odkształceniem jest bardziej złożony. Mechanizm procesu deformacji zachodzącej w cienkiej warstwie ścinania jest ciągle jednym z ważnych i mało zbadanych problemów w mechanice materiałów rozdrobnionych.
Detekcja drgań przetworników elektroakustycznych.
Warszawa 1973 s. 13.
Prace IPPT 55/1973.
Ważnym podzespołem w wielu urządzeniach ultradźwiękowych dużej mocy jest detektor drgań mechanicznych przetwornika.
Istnieją zasadniczo dwa sposoby detekcji drgań przetwornika. Pierwszy - za pomocą przymocowanego do przetwornika czujnika, który na swych zaciskach elektrycznych wytwarza napięcie proporcjonalne do siły, prędkości drgań, lub przemieszczeń. Może tu być użyty czujnik piezoelektryczny, pojemnościowy i magnetyczny.
Drugi sposób wykorzystuje elektryczny układ mostka lub układ różnicowy włączony pomiędzy generator i przetwornik, na wyjściu którego uzyskuje się napięcie proporcjonalne do charakterystycznych wielkości mechanicznych układu drgającego. Zasada działania tego układu polega na pomiarze napięcia występującego na gałęzi dynamicznej zastępczego elektrycznego obwodu układu drgającego, którego wielkość jest proporcjonalna do prędkości akustycznej powierzchni przetwornika.
Pierwszy sposób detekcji drgań przetwornika, oraz jego zalety i wady są powszechnie znane i nie wymagają omówienia.
Tematem wykonanej pracy jest drugi sposób detekcji drgań z wykorzystaniem transformatora różnicowego, przy czym omówione zostały badania mające na celu zastosowanie tego sposobu stabilizacji drgań narzędzia dołączonego do przetwornika magnetostrykcyjnego stosowanego w różnych technologiach ultradźwiękowych.
A Truncated-series Solution of the Two-dimensional Laminar Jet in Outer Flow.
Warszawa 1973 s. 47.
Prace IPPT 53/1973.
There exists a number of methods of solving the equations of a laminar flow in a two-dimensional jest of an incompressible fluid. The most widely known are either based on linearization or direct numerical integration by difference methods. These methods, in particular, the methods of finite differences are well established and there is no need to review them in detail.
The objective pursued in this paper is to explore another method, that of truncated series in matrix formulation. Relative advantages of such an approach both as regards ease of programming, accuracy, speed of calculation and the possibility to summarize results in simple “rule of thumb” formulae were investigated and it was found that although the algebra may seen involved the result appears in a simple form which is easy to handle and discuss. Similar results were obtained in the boundary layer problem.
A particular feature of the truncated series method outlined below is the asymptotic behaviour at large lateral distances which differentiates it from other truncated expansions, say of Pohlhausen type.