Физика. Астрономия

Построено автомодельное решение задачи о течении между параллельными плоскостями пластически анизотропного слоя в области, имеющей сток. Оно сведено к неизученному уравнению Риккати с малым параметром. Методом возмущений найдены два различных решения задачи, которые записаны в квадратурах.

Методические указания содержат краткие теоретические сведения об оценки возможности протекания процессов на поверхности наноструктурированных материалов путем расчета энтропии и свободной энергии Гиббса, а также типовые задачи с решениями и практические расчетные задания, предназначены для студентов направления подготовки «Наноинженерия».

Учебное издание содержит необходимые пояснения, формы выполнения работ, порядок и технику выполнения, задания для самостоятельной работы.

Разработана теория упругой устойчивости тонких многослойных пластин, построенная на общих уравнениях трехмерной теории устойчивости упругих сред путем введения асимптотических разложений по малому геометрическому параметру — отношению толщины пластины к ее длине — без введения каких-либо гипотез относительно характера распределения перемещений и напряжений по толщине пластины. Сформулированы локальные задачи теории устойчивости, получены осредненные уравнения равновесия для пластины в основном и варьируемом состояниях. Найдено решение локальных задач в явном аналитическом виде, с помощью которого определены соотношения для всех шести компонент тензора напряжений, включая поперечные нормальные напряжения и напряжения межслойного сдвига в основном и варьируемом состояниях пластины. Показано, что осредненные уравнения устойчивости теории пластин отличаются от классических уравнений теории пластин Кирхгофа — Лява и Тимошенко как выражением поперечной силы, вызванной поворотом пластины при действии напряжений основного состояния, так и определяющими соотношениями пластины, содержащими члены, обусловленные ее основным напряженным состоянием. Показано, что для ортотропных пластин определяющие соотношения упрощаются и формально становятся подобными классическим соотношениям теории тонких пластин, но мембранные и изгибные жесткости пластины зависят от напряжений основного состояния. Приведен пример расчета тонкой ортотропной пластины при одноосном сжатии. Получено выражение для критической силы потери устойчивости, отличающееся от классической формулы Эйлера выражением для изгибной жесткости, которая зависит от параметров основного состояния пластины. Различие значений критической силы наиболее существенно для пластины с анизотропными слоями.

Представлены базовые соотношения новой теории тонких многослойных анизотропных оболочек, построенной на основании общих уравнений трехмерной теории упругости путем введения асимптотических разложений по малому параметру без каких-либо гипотез относительно характера распределения перемещений и напряжений по толщине. Показано, что глобальная (осредненная по определенным правилам) задача асимптотической теории оболочек близка к теории оболочек Кирхгофа —Лява, но отличается от нее определяющими соотношениями, содержащими производные второго порядка от мембранных перемещений. Решены так называемые локальные задачи теории оболочек, с помощью которых получены явные выражения для шести компонент тензора напряжений, включая поперечные нормальные напряжения и напряжения межслойного сдвига в оболочке.

Рассмотрены традиционные и перспективные способы восстановления, особенности механической обработки деталей при восстановлении, приведена методика выбора рационального способа восстановления. Приведены обобщенные данные из технической литературы последних лет и материалов международных конференций по проблеме «Надежность и ремонт машин», отдельные результаты научных исследований отечественных и зарубежных ученых при разработке технологий восстановления и упрочнения.

В настоящем пособии дана классификация топлив. Описаны физико-химические процессы формирования факела. Изложены основные положения кинетики горения. Даны расчетные зависимости для определения материального и теплового баланса при горении всех видов топлив. Особое внимание уделено теплогенерирующим процессам.

Курс лекций разработан в соответствии с рабочей программой курса «Техническая термодинамика» для студентов-бакалавров по направлению «Металлургия» профиль «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей». Рассмотрены вопросы термодинамического анализа преобразования энергии в технических системах. Предназначено для студентов металлургического института 2 курса, изучающих дисциплину «Техническая термодинамика».

В методических указаниях приведены рекомендации для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Триботехника»; методика трибологических испытаний на шариковой и роликовой машинах трения; методика экспресс-анализа качества масла, а также рекомендации по очистке и повторному использованию отработанных масел.

В учебном издании приведены основные понятия и определения по структурному анализу механизмов, представлена последовательность решения графическим методом кинематического и кинетостатического анализа рычажных механизмов, геометрического и кинематического расчета зубчатого зацепления. Представлены задания на расчетно-графическую работу, включающие схемы и исходные данные для проектирования рычажного механизма.

Изложены основы структурного и кинематического анализа, синтеза и динамики механизмов и машин. Рассмотрены силовой расчет плоских рычажных механизмов и решение задачи регулирования хода машинного агрегата. Предложено несколько вариантов заданий для курсового проекта с методическими указаниями по его выполнению. Приведены требования к оформлению курсового проекта в соответствии с действующими стандартами. В приложении дан пример выполнения курсового проекта.

В статье представлены экспериментальные данные по исследованию влияния слабых периодических импульсов давления с частотой следования от 100 до 2000 кГц на процесс электрохимического восстановления цинка на катоде из конструкционной стали из цинкатных растворов в условиях действующего гальванического производства. Приводятся результаты исследований полученных цинковых покрытий с помощью растровой электронной микроскопии и рентгенофлуоресцентного микроанализа. Обнаружено увеличение скорости процес- са и возрастание выхода цинка по току, уменьшение гео- метрической толщины покрытия при возрастании его атомарной плотности, значительное снижение пористости цинкового слоя. Обсуждаются наблюдаемые эффекты пространственно-временного упорядочивания электрохимического процесса. Предлагается механизм электропереноса в гальванической ванне цинкования.

Учебное пособие «Теория электрических цепей» содержит теоретический материал и варианты решения задач по курсу ТЭЦ, изучаемые в первой части курса ТЭЦ. Разработано в соответствии с ФГОС ВПО по направлениям подготовки 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», «Радиотехника», «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» и предназначено для студентов 1 курса студентов ФБТО для практических занятий и самостоятельной подготовки.

В работе приведены тезисы лекций по разделу «Механика» университетского курса общей физики, представлен справочный материал по изучаемым темам.

Пособие содержит лекционный материал, направленный на изучение дисциплины "Теоретическая механика": изучение основных методов теоретического описания, расчета, качественного и количественного анализа динамических систем, общих для любых физических систем, формирование фундаментальных знаний об основных способах описания динамических систем, определение основных механических характеристик материалов и факторов, влияющих на прочность, жесткость, устойчивость и долговечность конструкций и систем, изучение законов механического движения, анализ напряженного и деформированного состояния тел. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 21.03.02 - Землеустройство и кадастры.

Практикум направлен на овладение формами и методами познания, которые используются в теоретической механике, содержит практические задания по расчетам механической системы на основе пакета математического моделирования Mathcad. Предназначен для студентов, обучающихся по направлению 21.03.02 - Землеустройство и кадастры.

Рассмотрена возможность обучения технологии и развития культуры физического эксперимента на примере фотоэлектрических исследований ZnO c адсорбированным красителем. Обсуждаются все основные этапы исследования от постановки эксперимента до интерпретации полученных результатов.

В монографии рассмотрены вопросы философии, проектирования устройств различного назначения. Показаны пути получения и преобразования энергии. Приведены технические решения многочисленных проблем в строительстве, санации трубопроводов, энергетике, сельском хозяйстве, машиностроении и т.д. Рассмотрены решения разнообразных задач на базе торовых технологий. Адресована аспирантам, соискателям, преподавателям вузов, специалистам, работающим в области технических наук, а также может быть полезной студентам технических специальностей.

В пособии рассматриваются законы и методы преобразования теплоты в другие виды энергии, свойства рабочих тел, участвующих в процессе преобразования, законы переноса теплоты и методики расчета процессов тепломассообмена. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 270800.62 – Строительство

Целью данного курса является изучение основных методов теоретического описания, расчета, качественного и количественного анализа динамических систем, общих для любых физических систем, формирование фундаментальных знаний об основных способах описания динамических систем на основе канонических методов и вариационных принципов, используемых во всех разделах теоретической физики. Данная учебная дисциплина входит в базовую часть цикла профессиональных дисциплин по направлению подготовки 011200.62 – Физика.

В пособии рассматриваются физические основы пластичности и прочности, а также разрушения кристаллических материалов при их нагружении. Для оценки деформационного поведения кристаллических материалов привлекаются современные представления об их атомно–молекулярном строении, а также положения теории дислокаций. Изложены принципиальные отличия двух подходов для описания пластической деформации и разрушения: механики сплошной среды и кинетической природы прочности твердых тел. Кратко изложены сведения об особенностях дефектной структуры и деформационного поведения кристаллов энергонасыщенных материалов (ЭНМ).

Изложены теоретические вопросы по статике, кинематике и динамике, приведены контрольные задания и примеры решения задач. Предназначено для студентов всех форм обучения, изучающих дисциплину «Теоретическая механика».

Методические указания содержат практические задания по дисциплине «Техническая термодинамика».

Методические указания содержат практические задания по дисциплине «Тепломассобмен».

В настоящем трактате А. Бассет рассказывает о важнейших исследованиях своего времени в области математической теории гидродинамики. В XIX веке наблюдалось бурное развитие всех отраслей научного знания, но сведения о результатах оставались разбросанными по огромному количеству периодических изданий и погребенными в протоколах научных обществ. А. Бассет поставил цель собрать воедино результаты гидродинамических исследований, наиболее интересных с математической точки зрения. Трактат состоит из двух томов, в первом из которых рассматривается теория движения идеальных жидкостей, а также теория движения твердых тел в жидкости. Во втором томе рассматривается теория прямолинейных и круговых вихрей, движение эллипсоида жидкости в условиях самопритяжения (включая важнейший материал научной публикации Дарвина, касающейся гантелеобразных фигур равновесия), теория приливов и отливов, а также теория движения вязкой жидкости и твердых тел внутри нее.

В настоящем трактате А. Бассет рассказывает о важнейших исследованиях своего времени в области математической теории гидродинамики. В XIX веке наблюдалось бурное развитие всех отраслей научного знания, но сведения о результатах оставались разбросанными по огромному количеству периодических изданий и погребенными в протоколах научных обществ. А. Бассет поставил цель собрать воедино результаты гидродинамических исследований, наиболее интересных с математической точки зрения. Трактат состоит из двух томов, в первом из которых рассматривается теория движения идеальных жидкостей, а также теория движения твердых тел в жидкости. Во втором томе рассматривается теория прямолинейных и круговых вихрей, движение эллипсоида жидкости в условиях самопритяжения (включая важнейший материал научной публикации Дарвина, касающейся гантелеобразных фигур равновесия), теория приливов и отливов, а также теория движения вязкой жидкости и твердых тел внутри нее.

В данной книге в компактной форме представлена структура теоретических основ физики с указанием пределов применимости, изъянов и других особенностей исходных положений и уравнений. Книга может служить справочником для исследователей и кратким учебником для студентов. Математическая строгость сочетается с подробным комментарием, изложенным в доступной форме, поэтому книга может быть полезной и для более широкого круга читателей, желающих увидеть физическую картину мира с высоты «птичьего полета» и разобраться с возможностями тех или иных теоретических направлений.

Предлагаемая книга посвящена плазме высокой плотности, где энергия взаимодействия частиц сопоставима с кинетической энергией их теплового движения. Основное внимание уделено методам вычисления термодинамических функций равновесных систем. Затронуты вопросы кинетических свойств неидеальной плазмы, а также проблемы, связанные с поглощением лазерного излучения и торможением пучков тяжелых ионов в плазме с сильным межчастичным взаимодействием. Обсуждаются теоретические методы и модели для описания плотной плазмы, приводится сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.

Приведены результаты численных исследований течения и теплообмена растворов и расплавов полимеров в отверстиях фильер для формования химических волокон. Изучено влияние геометрических размеров отверстий, реологических и теплофизических свойств полимеров на рабочие характеристики фильер. Приведено описание конструкций фильер и геометрии каналов для выпуска различных видов волокон, а также влияние точности изготовления отверстий на качество получаемых волокон.

На основе единого подхода в книге дается изложение базовых моделей в теории сильно коррелированных систем: моделей Гейзенберга, Хаббарда, tJ-модели, sd-модели, модели двойного обмена и периодической модели Андерсона, использующихся для описания физических явлений в переходных и редкоземельных металлах, их сплавах и соединениях.

Книга представляет собой развёрнутое, и вместе с тем очень интересное, изложение основных принципов и методов теоретической механики, сформировавшихся в эпоху Джеллетт и давших мощнейших толчок ее дальнейшему развитию. это издание давно стало библиографической редкостью. В монографии Джеллетт рассмотрены все виды сил, четко сформулированы законы, которым подчиняется сила трения. Впервые внимание читателей обращается на различие между трением покоя и трением движения. Обсуждается проблема равновесия, приводятся примеры решения задач на равновесие системы материальных точек и системы твердых тел. Рассматриваются экстремальные положения равновесия, при которых малейшее изменение силы трения, приложенной к одной или более точкам системы, нарушает ее равновесие. Описывается движение материальной точки и системы материальных точек; исследуется движение твердого тела, и особое внимание уделяется случаю, в котором движение представляет собой чистое вращение вокруг неподвижной или изменчивой оси. Также автор проводит различие между обязательным и возможным равновесием, характерное для рассматриваемого вопроса; анализирует принципы, с помощью которых можно избежать неопределенности, так часто встречающейся в задачах, одной из действующих сил в которых является сила трения. Демонстрирует несколько разных задач, три из которых анализирует довольно подробно, это: задача о волчке, задача о фрикционных колесах и задача о локомотивах. Дополнительно прилагается подборка упражнений.

В книге излагаются основные физические концепции и математические методы, используемые для исследования динамики открытых квантовых систем. Стремясь сделать книгу «самодостаточной», авторы начинают изложение с обзора классической теории вероятности и введения в основы квантовой механики, где особое внимание уделяют ее статистической интерпретации. Разрабатываются основы теории матриц плотности, квантовых марковских процессов и динамических полугрупп. Во многих примерах используются основные уравнения из квантовой оптики и теории квантового броуновского движения. Особое внимание уделяется теории декогерентизации, обусловленной окружающей средой, ее роли в динамическом описании процесса измерений, а также экспериментальным наблюдениям декогерентизации состояний, аналогичных состояниям кота Шредингера.

Предлагаемая книга одного из создателей термодинамического формализма Д. Рюэля основана на курсе лекций, прочитанных автором в университетах США и Франции. В ней с математической точки зрения обсуждаются как традиционные вопросы классической равновесной статистической механики — распределение Гиббса, фазовые переходы и др., так и родственные вопросы теории динамических систем (символическая и топологическая динамика, энтропия, вариационный принцип). В виде двух последних глав в издание также вошла более поздняя книга Д. Рюэля, посвященная динамическим дзета-функциям.

Книга представляет первый опыт создания теории рациональной разработки газовых месторождений, базирующейся на подземной газовой динамике. Кроме рассмотрения вопросов эксплуатации газовых залежей, излагаются гидромеханические основы разработки газовых месторождений в условиях режима растворенного газа и гравитационного режима. Полученные автором теоретические результаты хорошо согласуются с результатами экспериментальных исследований и с промысловыми данными, а также с теоретическими исследованиями академиков Л. С. Лейбензона и М. Маскета (США).

В книге развиваются идеи Гиббса и Пуанкаре о тепловом равновесии механических систем. Хотя идеи Гиббса широко известны, многие из поставленных им проблем не решены до сих пор. Наоборот, глубокие результаты Пуанкаре по кинетике оказались невостребованными и вообще неизвестными специалистам по статистической механике. Рассматриваемый в настоящей книге круг вопросов группируется вокруг трех связанных друг с другом тем: слабая сходимость вероятностных мер (плотности которых - решения уравнения Лиувилля), иерархия хаотичности динамических систем Гамильтона, теория возмущений ансамбля слабо взаимодействующих подсистем. Полученные результаты позволяют лучше понять природу необратимого поведения термодинамических систем, дать новую интерпретацию второго начала термодинамики о росте энтропии, а также дать строгий вывод канонического распределения Гиббса, не опирающийся на эргодическую гипотезу. Текст книги структурирован в виде очерков: четыре главы в значительной степени независимы друг от друга. К каждой из глав имеется комментарий и библиография. Добавления посвящены свойствам инвариантных мер с гладкой плотностью, условиям существования дополнительных законов сохранения - первых интегралов уравнений Гамильтона, а также явлению диффузии в нелинейных динамических системах.

Предлагаемая вниманию читателя книга А. Зоммерфельда посвящена изложению основ термодинамики и статистической физики. Она является пятым, хронологически последним, томом серии «Лекции по теоретической физике» и вышла уже после смерти автора. Зоммерфельд не успел закончить подготовку книги к печати, и это было выполнено Бонном и Мейкснером. По сравнению с другими томами, которые, как правило, содержали изложение избранных вопросов данной дисциплины, в настоящей книге круг рассматриваемых проблем отличается значительно большей полнотой. Как обычно для классических курсов термодинамики, автор ведет изложение аксиоматическим путем, начиная с формулировки «начал»; статистическое обоснование дается лишь значительно позднее. Для данной книги, как и для других томов этого курса, характерно стремление к максимальной конкретизации получаемых результатов.

Книга выдающегося советского физика Я.Б.Зельдовича посвящена теории ударных волн и газовой динамике. Особенностью книги является не расчетные методы численного интегрирования сложных двух- и трехмерных газодинамических течений, а изложение и физическое обоснование принципиальных основ газовой динамики, предельных законов и методов решения простых, но фундаментальных задач.

Книга представляет собой первую попытку изложения основных положений термодинамики необратимых процессов в форме тематически подобранных задач с решениями и указаниями. В нее включено более ста задач по общим и специальным вопросам линейной и нелинейной термодинамики необратимых процессов, по вопросам, охватывающим широкий круг явлений переноса энергии, массы и импульса в термодинамических системах, осложненных фазовыми превращениями, вязким и пластическим движением среды, диссипацией энергии в газах и плазме, релаксационными явлениями и химическими реакциями в магнитном поле.

Настоящее пособие составлено на основе курса лекций "Дополнительные главы математики", которые в течение многих лет читались автором для студентов, специализирующихся по теоретической физике, курса по выбору "Теория симметрии" для студентов третьекурсников и курса "Дополнительные главы математики с приложениями" для магистрантов физического факультета. Содержание лекций в основном представлено в форме краткого конспекта; более подробно изложены темы, по которым выполняются лабораторные задания. Задачи по каждому разделу решаются студентами на практических занятиях и самостоятельно. В целом данное пособие предназначено помочь студентам во внеаудиторной работе с рекомендованной литературой.

В книге рассматривается теория фильтрации и ее приложения к технологии гидротехники, гидрогеологии, мелиорации и ирригации почв, а также добычи нефти, газа и эксплуатации источников водоснабжения.

Учебное пособие содержит курс лекций по теоретической механике. В каждом разделе приведены задачи, решения которых сопровождается соответствующими методическими указаниями, контрольные вопросы. Пособие ориентировано на студентов очной формы обучения, изучающих теоретическую механику, прикладную механику и техническую механику по полной и сокращенной программам. Учебное пособие будет полезным для ряда инженерно-технологических специальностей и направлений, для которых теоретическая механика является курсом по выбору.

Изложены основные разделы теории электрических цепей (ТЭЦ). Наряду с подробным изложением теоретического материала, соответствующего действующей программе учебной дисциплины ТЭЦ, приведены примеры решения конкретных задач и задания для самостоятельных компьютерных исследований с методическими указаниями по их выполнению при помощи программных систем MathСad и Micro-Cap.

В учебном пособии представлены типовые задачи и решения некоторых из них по дисциплине «Теория механизмов и машин», охватывающие основные разделы по структуре, кинематическому синтезу и анализу механизмов, определению закона движения механизма, кинетостатике, а также по синтезу и анализу зубчатых, планетарных и кулачковых механизмов.

Цель методических указаний — помочь студентам организовать самостоятельную работу при выполнении домашнего задания. Указания содержат необходимые теоретические сведения, рекомендации к порядку выполнения задания с примером, вопросы для самоконтроля при подготовке к защите, список рекомендуемой литературы.

Изложены технологические задачи, часто встречающиеся в практике изготовления микромеханических приборов – гироскопов и акселерометров. Даны необходимые для решения задач теоретические сведения.

Методические указания содержат классификацию, описание принципа действия и особенностей термоанемометров, предназначенных для измерения скорости потока газа, и рекомендации по использованию термоанемометров ТТМ-2 для измерения скоростей газовых потоков в лабораторных работах по курсам «Механика жидкости и газа», «Газовая динамика лопаточных машин» и «Основы научных исследований».

В методических указаниях содержатся описания четырех лабораторных работ, посвященных выбору и созданию моделей тепловых процессов лазерной обработки с применением аналитических методов расчета, установлению показателя технологической прочности сплавов при фазовых и структурных превращениях.

Пособие содержит теоретический материал по дисциплине "Теоретическая механика" (разделы "Статика" и "Кинематика"), вопросы для контроля, глоссарий. Предназначено для студентов, обучающихся по техническим направлениям подготовки бакалавра.

В пособии с позиции системного подхода представлены современные инновационные технологии наукоемких машиностроительных производств. Рассмотрены вопросы создания наукоемкого механосборочного машиностроительного производства, его структура и инфраструктура, логистика, способы управления производством, персоналом, знаниями, применения инновационных материалов и технологий, тенденции развития.

В пособии приведены решения типовых для теоретических основ электротехники задач, включающие временные и частотные методы анализа переходных процессов в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами; цепи с распределенными параметрами – длинные линии, а также задачи анализа цепей с нелинейными элементами. На ряде примеров показана эффективность использования численных методов анализа с использованием системы MathCAD.