процесса снятия внутренних напряжений в сварных изделиях,  об-
работку ведут при местном нагреве зоны сварного шва с одновре-
менной вибрацией всего изделия,  осуществляемой в  резонансном
режиме с частотой, соответствующей частоте при его нагреве.
   
     А.с. 515 006:  Способ сушки дисперсных материалов, напри-
мер, солода,   в кипящем слое путем  продувки  его  восходящим
пульсирующим потоком  теплоносителя,  отличающийся тем,  что с
целью интенсификации тепломассообмена, продувку ведут в режиме
резонанса с   увеличением в зависимости от влажности материала
частоты пульсаций потока теплоносителя,  например,  для солода
от 6 до 14 Гц.,  и поддержанием ее средней частоте собственных
колебаний плотности кипящего слоя,  и для измерения каких-либо
характеристик системы.

     А.с. 175  265:   Резонасный датчик уровня сжижения газов,
содержащий колебательный контур,  выполненный ввиде стержней с
укрепленными токопроводящими элементами, отличающийся тем, что
с целью повышения точности измерения,   стержни  настроены  на
различные резонансные  частоты и расположены относительно друг
друга на расстоянии,  позволяющем образовать электрическую ем-
кость, достаточную для возбуждения одного из стержней.

     А.с. 271 051: Способ измерения массы вещества в резервуа-
ре, например, жидкого, отличающийся тем, что с целью повышения
точности и  надежности измерения возбуждают механические резо-
нансные колебания системы резервуар - вещество,   измеряют  их
частоту, по величине которой судят о массе вещества.
   
     А.с. 275 514: Способ определения химической стойкости по-
ристого материала к воздействию агреесивных сред, отличающийся
тем, что  с целью повышения точности определения, образец под-
вергают воздействию механических колебаний, замеряют резонанс-
ную частоту его собственных колебаний, затем помещают в агрес-
сивную средуи выдерживают  необходимое  время,   зависящее  от
материала образца,   после чего извлекают,  промывают,  сушат,
снова подвергают воздействию механических колебаний с  замером
резонансной частоты собственных колебаний, и, по изменению уп-
ругих свойств, например, модуля упругости, вычисленного на ос-
новании замеренных величин резонансной частоты собственных ко-
лебаний образца, определяют его химическую стойкость.

     А.с. 509 798: Способ испытания конструкций без разрушения
материалов, заключающийся   в том,  что в элементе конструкции
возбуждают колебания на его собственной частоте и  увеличивают
эту частоту  при определении усилий,  отличающийся тем,  что с
целью повышения точности,  длину колеблющейся  части  элемента
ограничивают положением   дополнительных  механических связей,
после чего измеряют собственную частоту элемента под этой наг-
рузкой, и,   сравнивая эти частоты, судят о величине начальных
усилий.

     А.с. 519 239: Способ обнаружения налипания металлов в ка-
либрах валков чистовой клети при прокатке,  например, арматур-
ной стали,  включающей измерения амплитудно частотных характе-
ристик процесса и сравнения их с эталонными, отличающийся тем,
что с целью упрощения и повышения надености способа, контроли-
руют колебания   раската в вертикальной плоскости на выходе из
чистовой клети, из сп выделяют составляющую колебаний полосы с
частотой вращения   валка  и  судят  о  налипании  металла  по
трех-четырех кратному увеличению амплитуды выделенной  состав-
ляющей колебаний.
    
    
     5.1.4. А в т о к о л е б а н и я -  незатухающие  колеба-
ния, которые осуществляются в неконсервативной системе при от-
сутствии переменного внешнего воздействия /за счет внутреннего
источника энергии/,   причем амплитуда и период этих колебаний
определяются свойствамисамой системы.  Классический пример ав-
токолебательной системы - маятниковые часы. Как правило, авто-
колебательные системы склонны к самовозбуждению.

     А.с. 267 993: Способ определения сроков схватываниябетонн
по изменению колебаний натянутой струны, помещенной в исследу-
емую смесь,  отличающийся тем,  что с целью автоматизации про-
цесса определения возбуждают в струне электромагнитные колеба-
ния и измеряют интервал времени от момента  затвердения  смеси
до момента самовозбуждения струны.

     А.с. 279 214:  Способ измерения ускорения путем определе-
ния изменения анодного тока в газоразрядной трубке с  плазмен-
ным шнуром, отличающийся тем, что с целью получения частотного
выходного сигнала,  в газоразрядной трубке создают неоднороное
электрическое поле, вызывающее изменение частоты автоколебаний
плазменного шнура при его смещении под действием ускорения от-
носительно электродов,  и по частоте колебаний судят о контро-
лируемой величине.


    5.2. Акустика.

     Одним из широко известных колебательных движений является
звук - продольные колебания частичек среды,  в  которых  расп-
ространяется звуковая волна.
   
     Акустические /звуковые/ колебания, как и механические ко-
лебания, часто  используют для интенсификации различных техно-
логических процессов.

     А.с. 442  287:   Способ разработки газогидратной залежием
превращения газа из твердого /газогидратного/ состояния в  га-
зообразное в пласте,  отличающийся тем,  что с целью повышения
эффективности разработки залежи,  пласт подвергают воздействию
упрцгих колебаний звукового диапозона.

     А.с. 500 817:  Способ очистки изделий в жидкости,  напри-
мер, материалов типа лент, при котором на изделие воздействуют
движущимися относительно  его механичекими очистными средства-
ми, преимущественно щетками и акустическим полем, отличающийся
тем, что    с целью интенсификации процесса очистки и снижения
его энергоемкости акустическое и механическое  воздействие  на
изделие совмещают, для чего механические средства очистки рас-
полагают в акустическом поле.

     А.с. 553 419:  Способ чистки термочувствительных материа-
лов, например  микробных препаратов, путем их предварительного
нагрева во взвешенном состоянии, отлежки и последующего охлаж-
дения, отличающийся  тем, что с целью интенсификации и повыше-
ния качества сушки, охлаждение материала ведут в среде псевдо-
ожиженного сорбента под воздействиемзвукового поля.

     А.с. 553  791:   Способ сепарации взвешенных частиц путем
воздействия на них  акустическими  колебаниями,   отличающийся
тем, что   с целью сепарации частиц размерами меньше 0,5 мкм и
разделения частиц  одинаковых  размеров  различной  плотности,
акустические колебания генерируют в виде импульсов с периодом,
меньшим времени релаксации  сепарируемой  частицы  и  длитель-
ностью возрастающей от 0,1 до 1 времени периода следования им-
пульсов.

     Акустические колебания различной частоты по разному  воз-
действуют на животных.
     На основе этого в США /патент N 557 889 / разработаны ус-
тройство и   способ,  предназначенные для разгона животных.  С
этой целью мозг животных  подвергается  действию  раздражающих
колебаний со   спектром,  лежащим в звуковом диапозоне частот,
представляющий собой  совокупность  многочисленных  колебаний,
успокаивающих мозг животных.  Раздражающие колебания действуют
на мозг животного одновременно с  успокаивающими  колебан  при
этом осуществляется  модуляция раздражающих колебаний успокаи-
вающими.

     Характер звуковых колебаний зависит от свойства источника
звука, поэтому,  измеряя различные характеристики звуковых ко-
лебаний, можно установить характеристики источника звука.

     А.с. 257 084:  Способ определения рассовой принадлежности
пчел, отличающийся тем, что с целью определения рассы на живых
пчелах, сокращение  затрат времени и труда и  получение  более
точных данных,    рассовую принадлежность определяют по спект-
ральной характеристике  издаваемых  пчелами  звуков,   которую
сравнивают со  стандартными спекторами,  полученными на пчелах
заведомо чистых расс.

     А зная характеристики звуковой волны, можно по ее измене-
нию при прохождении различных сред установить параметры среды.

     В США  разработан автоматический прибор,  сортирующий при
помощи звука яблоки, так как установлено, что зрелые, незрелые
и перезрелые яблоки оказывают различное сопротивление проходя-
щим сквозь них звуковым волнам разных частот.

     Звук распространяется в воздухе с определнной  скоростью.
Если в какой-то определнной системе координат возникает звуко-
вой импульс,  то по времени прохождения его к осям  координат,
которое может быть зафиксировано приемниками звука,  можно оп-
ределить координаты источника звука.  Такой путь и  избрали  в
институте Кибернетики АН БССР.

     При использовании ЭВМ в качестве автоматического проекти-
ровщика необходимо вводить в нее  графическую  информацию.   С
этой целью графическая информация предоставляется ввиде набора
различных кривых, координаты которых вводятся с помощью миниа-
торной искры,    возникающей  при соприкосновении специального
звукового карандаша (Электроакустического преобразователя)   с
любой из точек чертежа, звук который достигает системы коорди-
натных микрофонов, расположенных по краям чертежа. Одна систе-
ма выдает координату по Х, другая по У.

     5.2.1. При  подходе к приграде акустические волны отража-
ются (эхо).  Поэтому,  если в закрытом  помещении  включить  и
сразу выключить источник звука, то возникает явление р е в е р
б е р а ц и и  т.е. послезвучание,обусловленное приходом в оп-
ределенную точку  запоздавших отраженных или рассеянных звуко-
вых волн.
     Измеряя время  реверберации (время в течении которого ин-
тенсивность звука уменьшается в 1000000 раз)  можно определить
обьем свободного помещения.

     А.с. 346 588:  Акустический способ определения количества
вещества в замкнутом сосуде, отличающийся тем, что с целью уп-
рощения, в  свободном пространстве сосуда создают акустический
импульс и измеряют время реверберации, по которому судят о ко-
личестве вещества.
    5.3. У л ь т р а з в у к.

     Ультразвук - продольные колебания в газах,   жидкостях  и
твердых телах  в диапозоне частота 20.10 в третьей степени Гц.
Применение ультразвука связано в основном с двумя  его  харак-
терными особенностями:    лучевым  распространением  и большой
плотностью энергии.
   
     Из-за малой длины  волны  распространение  ультразвуковых
волн с сопровождающими эффектами:

отражением

     Патент США  3554 030:  Расписан расходомер,  используемый
для измерения и регистрации величины обьемного расхода  крови.
Измерения производятся при помощи ультразвукового преобразова-
теля, который применяется как для излучения, так и приема уль-
тразвуковых волн. Отраженные сигналы, принимаемые преобразова-
телем позволяют    определить   размер   поперечного   сечения
кровеносного сосуда, а также скорость движения крови в сосуде.
Измеренные параметры дают возможность получить расчетным путем
величину обьемного расхода крови.

фокусировкой

     А.с. 183 574: Способ газовой сварки и резки, заключающий-
ся в использовании тепла пламени горючей смеси,   отличающийся
тем,что с целью повышения производительности процесса, в газо-
вую горючую смесь вводят ультразвуковые колебания,  фокусируе-
мые в зоне сварного шва или реза.

образование теней (ультразвуковая дефектоскопия);
   
     Большая частота  ультразвука позволяет сравнительно легко
создавать ультразвуковые пучки с большой  плотностью  энергии,
рапространение которых в жидких и твердых телах сопровождается
рядом эффектов,  часто приводящих к необратимым явлениям.  Эти
эффекты -  радиационное давление (избыточное давление испытуе-
мое препятствием вследствии воздействия на него ультразвуковой
волны и определяемое импульсом,  передаваемом волной в единицу
времени единице поверхности препятствия), акустическая кавита-
ция (см.  раздел 4.8)  и акустические потоки, носящие вихревой
характер и возникающие в свободном неоднородном поле и  вблизи
препятствий, находящихся в ультразвуковом поле.

   5.3. Пластическая деформация и упрочнение.

     Воздействие ультразвука  на процесс пластической деформа-
ции обусловлено влиянием его на контактные условия, свойства и
структуру деформируемого  металла.  В этом случае возможны два
нелинейных эффекта: "акустическое разупрочнение" и "акустичес-
кое упрочнение". Первый наблюдается в процессе воздействия ин-
тенсивным ультразвуком и заключается в уменьшении статического
напряжения, необходимого для осуществления пластической дефор-
мации. Акустическое  упрочение металлов достигается после воз-
действия ультразвуковых волн достаточно высокой интенсивности.
Акустическое разупрочнение является результатом активации дис-
локаций, происходящей    в  результате поглощения акустической
энергии в местах дефектов  кристаллической  решетки  и  других
структурных несовершенств. Благодаря этому за малое время про-
исходит локальный нагрев вокруг  этих  источников  поглощения,
снятие напряжений,    разблокировка дислокаций,  увеличение их
подвижности, что  обеспечивает более интенсивный ход платичес-
кой деформации.

     А.с. 436 750: Способ разбортовки полых изделий из пласти-
ческих масс путем двустороннего обжатия роликами стенки  изде-
лия при его вращении,  отличающийся тем, что с целью повышения
производительности процесса, область контакта стенки изделия с
роликами подвергают воздействию ультразвуковых колебаний.

     А.с. 536 874:  Способ профилирования материала типа прут-
кового путем наложения на заготовку ультразвуковых колебаний в
ее пластической деформации,  отличающийся тем, что с целью по-
лучения на заготовках периодического  профиля  синусоидального
характера, заготовку  предварительно подвергают воз ультразву-
ковых колебаний так, чтобы расположение пучностей и узлов уль-
тразвуковой волны соответствовало выступам и впадинам заданно-
го периодического профиля,  после  чего  осуществляют  процесс
пластического деформирования   заготовки в осевом направлении,
перпендикулярном к направлению  действия  изгибных  колебаний,
растягивающими усилиями,   достаточными для получения заданной
глубины профиля.

     Если валики прокатного стана колебать в  направлении  па-
раллельном осям   их вращения,  с ультразвуковой частотой,  то
усилие деформации снижается в 1,5-2 раза, а степень деформации
увеличивается на 20-50 %,  причем контактное трение резко сни-
жается.
   
     При достижении определенного уровня акустической энергии,
зависящего от   свойства облучаемого металла,  последний может
пластически деформироваться при комнатной температуре без при-
ложения внешней нагрузки.

     5.3.2. Под действием ультразвукав и з м е н я ю т с я о с
н о в н ы е ф и з и к о-х и м и ч е с к и е с в о й с т в а  р
а с п л а в о в:  вязкость, поверхностное натяжение на границе
"расплав - форма" или "расплав - твердая фаза",  температура и
диффузия.

     5.3.2.1. В я з к о с т ь,  после ультразвуковой обработки
расплава вязкость уменьшается на 10-50 %,  причем характер из-
менения вязкости не позволяет считать, что уменьшение вязкости
вызывается только тепловым воздействием ультразвука, посколько
на ряду  с тепловым воздействием наблюдаются и другие эффекты,
например, изменение  трения между твердыми нерастворимыми при-
месями, находящихся в расплаве.

     5.3.2.2. П  о  в  е  р х н о с т н о е н а т я ж е н и е.
Воздействие ультразвука на расплав  в  процессе  кристализации
уменьшает поверхностное натяжение между расплавом и кристаллом
при двухфазном состоянии,  за счет чего уменьшается переохлаж-
дение расплавов и увеличивается количество кристаллических за-
родышей, а структура расплава получается более мелкозернистой.

     5.3.2.3. Т е м п е р а т у р а.  Ультразвуковая обработка
металлов в жидком состоянии и во время кристаллизации приводит
к изменению характера температурного поля. Возникновение акус-
тических потоков  в расплаве под действием ультразвука связано
с потерей энергии в расплаве.  Эти потери зависят от интенсив-
ности ультразвука  и акустических свойств среды.  Акустические
потоки вызывают интенсивное перемешивание расплава, выравнива-
ние температуры   и интенсификацию конвективной диффузии.  При
выравнивании температуры расплава увеличивается теплообмен  со
стенками и окружающей средой,  в результате чего увеличивается
скорость охлаждения,  физическая сущность влияния  ультразвука
на теплообмен  при естественной или вынужденной конвекции зак-
лючается в проникновении акустических потоков в пограничный  и
ламинарный подслой,  что приводит к деформации этих слоев,  их
турбулизации и перемешиванию.  В результате этого в  несколько
раз увеличивается  коэффициент теплопередачи и скорость тепло-
обмена.

    5.3.2.4. Д и ф ф у з и я.
     Ультразвук ускоряет диффузионные процессы в металлических
расплавах и на границе с твердой фазой.   В  этом  случае  под
действием ультразвука происходит более легкое перемещение ато-
мов из одного устойчивого состояния в другое благодаря образо-
ванию кавитационных  пузырьков.  При этом необходимо учитывать
влияние вторичных эффектов  акустических  потоков,   повышение
температуры, акустического  давления,  вызывающих турбулентное
перемещение и разрушение  пограничного  слоя  между  жидкой  и
твердой фазой   при  ускорении  диффузии на границе жидкость -
твердое тело.

    5.3.2.7. Д е г а з а ц и о н н ы й  э ф ф е к т.
     Под действием  ультразвука растворенный газ сначала выде-
ляется в виде  пузырьков  в  зонах  разряжения  ультразвуковых
волн, после этого пузырьки соединяются и при достижении доста-
точно большого размера всплывают на поверхность.  Эффект можно
обьяснить следующим   образом,   при воздействии ультразвука в
расплаве возникает кавитация:   в  образованные  кавитационные
пустоты проникает ратворенный газ.  При захлопывании кавитаци-
онных пузырей этот газ не успевает снова раствориться в метал-
ле и образует газовые пузырьки. Зародыши газовых пузырьков об-
разуются и в полупериод разряжения при распространении упругих
ультразвуковых колебаний в расплаве,  т.к. при уменьшении дав-
ления растворимость газов уменьшается. После этого газовые пу-
зырьки под влияниемельных движений коанулируют и, достигая оп-
ределенных размеров,    всплывают.   Ускорение  диффузии   под
действием ультразвука тоже может способствовать нарастанию га-
зовых пузырьков.

    5.3.3. Ультразвуковой капиллярный эффект (открытие N109).

     Явление капиллярности заключается в том,  что при помеще-
нии в  жидкость капилляра,  смачиваемого жидкостью,  в нем под
действием сил поверхностного натяжения происходит подьем  жид-
кости на некоторую высоту. Если жидкость в капилляре совершает
колебания под влиянием источника ультразвука,  то  капиллярный
эффект резко возрастает,  высота столба жидкости увеличивается
в несколько десятков раз, значительно во и скорость подьема.
   
     Экспериментально доказано,  что в  этом  случае  жидкость
толкает вверх   не радиационное давление и капилярные силы,  а
стоячие ультразвуковые волны.  Ультразвук снова и снова как бы
сжимает столб жидкости и поднимает его вверх.  Открытый эффект
уже очень хорошо используется в промышленности,  например, при
пропитке изоляционными   составами  обмоток электродвигателей,
окраске тканей, в теплвых трубах и т.п.

     А.с. 437 568:  Способ попитки  капиллярных  пористых  тел
жидкостями и  расплавами,  например,  полимерным связующим,  с
применением ультразвуковых колебаний,  отличающийся тем, что с
целью интенсификации процессов пропитки ультразвуковые колеба-
ния сообщают пропитываемому телу.

     5.3.4. Трудно перечислить все эффекты,  возникающие в ре-
зультате воздействия  ультразвука на вещество,  поэтому кратко
перечислим основные области прменения ультразвука и приведем в
заключение несколько интересных изобретений,  показывающих ши-
рокие возможности использования ультразвука в  изобретательст-
ве.

   Твердые вещества
   ----------------

     - размерная обработка сверхтвердых и  хрупки