Нелинейные методы акустической диагностики

Курс представляет собой изучение основ теории нелинейных колебаний в системах с сосредоточенными и распределенными параметрами, нелинейных свойств газообразных, жидких и твердых кристаллических сред, основ теории кристаллического строения, физических причин появления нелинейности, а также основных экспериментальных методов исследования нелинейных характеристик твердых тел. Рассмотрены также элементы теории акустических течений в пористых средах и ползучести твердых сред.

Нелинейный акустический контроль поведения материалов является, кроме того, весьма тонким инструментом, позволяющим изучать внтуреннюю структуру материала и свойства, которые невозможно изучать традиционными методами. Методы нелинейного акустического контроля позволяют прогнозировать поведение материалов в условиях значительных внешних воздействий.

Курс включает:

• тематические видеолекции;
• 4 контрольных тестирования;
• итоговый тест.

Курс рассчитан на 10 недель изучения. Недельная учебная нагрузка обучающихся по курсу составляет 6-8 часов (в зависимости от сложности раздела). Общая трудоемкость курса – 3 зачетных единицы.

1. В.М. Цаплев. Нелинейная акустоупругость пьезокерамических материалов. Ч1. Физическая акустика пьезокерамики// СПб.: ЛЭТИ, 2013.
2. В.М. Цаплев. Нелинейная акустоупругость пьезокерамических материалов. Ч2. Физическая акустика пьезокерамики// СПб.: ЛЭТИ, 2014.
3. Е.К. Гусева, Л.К. Зарембо.Вопросы нелинейной акустики: учебное пособие//СПб.: ЛЭТИ, 1992.
4. Л.К. Зарембо, В.И. Тимошенко. Нелинейная акустика. М. Изд-во МГУ, 1984.

Курс рассчитан на студентов магистратуры 2-го года обучения, освоивших базовые курсы физики, математики, информационных технологий, «Физические методы неразрушающего контроля»; «Акустические методы неразрушающего контроля»; «Математические модели в приборостроительных системах», и обеспечивает подготовку выпускной квалификационной работы.

Может быть использован для подготовки магистров и специалистов других направлений.

Вступление

Тема 1. Системы с сосредоточенными параметрами
Модуль 1.1 Линейные системы
Модуль 1.2 Нелинейные системы

Тема 2. Системы с распределенными параметрами
Модуль 2.1 Волны в средах без затухания
Модуль 2.2. Ударные волны
Модуль 2.3 Упругие волны в средах с затуханием

Тема 3. Нелинейные параметры твердых сред
Модуль 3.1 Кристаллические среды
Модуль 3.2 Симметрия кристаллов
Модуль 3.3 Дефекты и нелинейные свойства кристаллов

Тема 4. Нелинейная акустическая диагностика
Модуль 4.1 Коэффициенты нелинейности среды
Модуль 4.2 Экспериментальные методы нелинейной акустики
Модуль 4.3 Методы акустоупругости
Модуль 4.4 Исследование нестационарных явлений

Заключение

В результате освоения курса, обучающийся способен:

• Знать физические механизмы, приводящие к появлению нелинейных эффектов в различных материалах и устройствах, в которых эти материалы используются; применять нелинейные эффекты в неразрушающем контроле, гидроакустике, материаловедении, медицине, материаловедении, ультразвуковой микроскопии и т.д.; знать методы исследования нелинейных эффектов с использованием современной измерительной техники; принципов действия приборов и устройств, работающих с использованием нелинейных эффектов, методов расчета и конструирования таких приборов и устройств.
• Владеть навыками работы с научно-технической литературой, патентного поиска, экспериментальных исследований, обработки и интерпретации полученных результатов.
• Уметь пользоваться методами численного моделирования с использованием современных математических методов и компьютерных технологий применительно к исследованию новых материалов, используемых в промышленности, технике и научных исследованиях, а также уметь использовать методы обработки и представления результатов экспериментальных исследований.