Досліджено анізотропію пружних властивостей та характер хімічного зв'язку у монокристалах PbS, PbSe, PbTe, ZnAs₂, Pb_1-xSn_xSe, Pb_1-xSn_xTe, (PbSe)_1-x(SnTe)_x та монокристалах з гратками типу NaCl, CsCl, CaF₂, а також у монокристалах моноклинної сингонії ZnAs₂. Для вказаних монокристалів проаналізовано співвідношення Коші, структурну стабільнысть та основні параметри динаміки кристалічних граток, які відображають анізотропію вказаних фундаментальних характеристик твердих тіл. Побудовано характеристичні поверхні модулів Юнга та швидкостей поширення УЗ хвиль.

Проаналізовано питання глобальної міцності: механічних теорій міцності, статистичних теорій руйнування матеріалів і конструкцій та руйнування внаслідок накопичення пошкоджень. Розглянуто основні аспекти механіки руйнування тіл (конструкцій) з тріщинами. Висвітлено метод функцій стрибка та його застосування для розв'язування двовимірних задач теорії тріщин і тонких дефектів у плоскій та антиплоскій постановках. Викладено засади лінійної та нелінійної механіки руйнування, кінетики тріщин та динаміки середовища з непорушними і рухомими тріщинами, методи спинення руху тріщин.

У посібнику висвітлено питання металознавства, мікромеханіки та феноменології пружного і пластичного деформування й руйнування матеріалів. Викладено математичну теорію дислокацій, яка пояснює більшість механізмів необоротного деформування кристалічних матеріалів. Розглянуто основні положення теорій пластичного деформування матеріалів та методи розв'язування відповідних задач МДТТ. Висвітлено теорії пластичної текучості, ковзання, деформацій; теореми про пластичне руйнування, пристосування пружно-пластичних тіл за умов циклічного навантажування, задачі пружно-пластичного кручення призматичних стрижнів та плоскої деформації. Міститься аналіз питань глобальної міцності: механічних теорій міцності, статистичних аспектів руйнування матеріалів і конструкцій та руйнування внаслідок накопичення пошкоджень. Досліджено питання механіки руйнування тіл (конструкцій) з тріщинами. Розглянуто метод функцій стрибка та його застосування до розв'язування двовимірних задач теорії тріщин і тонких дефектів у плоскій та антиплоскій постановках. Викладено засади лінійної та нелінійної механіки руйнування, кінетики тріщин та динаміки середовища з непорушними і рухомими тріщинами, методи припинення руху тріщин.

На підставі розв'язання рівнянь теплопровідності (параболічного та гіперболічного типу) та термопружності (із урахуванням динамічних ефектів) за заданими крайовими умовами (лінійний підйом температури середовища в умовах конвективного теплообміну з поверхнею за законом Ньютона, термоудар, випромінювання) одержано розподіл температури та напружень у заготівках (та двошарових системах) циліндричної та прямокутної форми. Виявлено: на відміну від сталої теплопровідності, степенева залежність температуропровідності від температури якісно змінює розподіл температури та напружень. Визначено, що за повної інформації про механічні та теплофізичні властивості матеріалів, термостійкість дисків достатньо точно можна оцінювати розрахунковим шляхом. Метод осереднення функціональних поправок дає правильну величину напружень у кристалах, під час радіаційного нагріву. Термоудар викликає в твердих тілах динамічні напруження короткочасової дії. За кінцевої швидкості розповсюдження тепла ефекти суттєво зменшуються. Доведено, що у двошарових системах, під час різкої теплової дії, концентратором максимальних напружень є межа розділу шарів.

Дисертацію присвячено дослідженням порогових акусто-оптичних явищ у кристалах та низькорозмірних напівпровідникових структурах при дії ультразвукового навантаження. Вперше спостерігалися порогові ефекти акустофотопровідності твердих тіл, індукованої ультразвуком емісії електронів з поверхні кристалів ZnS, сильного звуження забороненої зони напівпровідників під дією ультразвуку, сонолюмінесценції гранульованої речовини. Запропоновано нові оптико-акустичні методики ідентифікації точкових дефектів та дислокацій у кристалах, включаючи дефекти, локалізовані на границі поділу напівпровідникова підкладка/тонкий шар, розроблено новий метод вивчення ефектів пакування мікрочастинок шляхом реєстрації просторового розподілу інтенсивності сонолюмінесценції. Показано можливість керування кінетикою випромінювальної рекомбінації екситонів, зв'язаних у квантових ямах та екситонних комплексах. Спостережені ефекти та запроваджені нові методики дослідження є основою для їх практичного використання при дослідженнях якості границь поділу твердих тіл, керуванні динамікою фотозбуджених носіїв струму в напівпровідниках, динамічних процесів у гранульованих сумішах із застосуванням ультразвукового навантаження.

Досліджено просторовий розподіл індукованих оптичних ефектів на прикладі одновісних <$Ebeta - roman {BaB sub 2 O sub 4 }> та двовісних <$Eroman {Cs sub 2 HgCl sub 4 }> кристалів. Розроблено методику побудови вказівних поверхонь ефектів, що описують зміну оптичних характеристик для кристалів різних класів симетрії. Одержано рівняння та побудовано такі поверхні для кристалів <$Eroman {Cs sub 2 HgCl sub 4 }>, одновісних кристалів <$Ebeta - roman {BaB sub 2 O sub 4 }> - поверхні пружнооптичного ефекту, для яких з'ясовано екстремальні значення та ступінь анізотропії. Запропоновано методику дослідження просторового розподілу акустооптичних параметрів. На прикладі кристалів <$Ebeta - roman {BaB sub 2 O sub 4 }> та <$Eroman {Cs sub 2 HgCl sub 4 }> побудовано вказівні поверхні ефективних пружнооптичних постійних і коефіцієнтів акустооптичної якості <$Eroman M sub 2> та їх стереографічні проекції для випадків ізотропії та анізотропії акустооптичних дифракцій, а також поверхні швидкостей для всіх трьох типів акустичних хвиль. Проаналізовано екстремальні значення всіх побудованих поверхонь акустооптичних параметрів. Виявлено, що кристали <$Ebeta - roman {BaB sub 2 O sub 4 }> найбільш ефективно використовувати в акустооптичних пристроях за анізотропної дифракції на поперечній акустичній хвилі (<$Eroman {M sub 2 ~=~40,1~ times ~10 sup -15 ~с sup 3 "/"кг}>) та кристали <$Eroman {Cs sub 2 HgCl sub 4 (M sub 2 ~=~116~ times ~10 sup -15 ~с sup 3 "/"кг}>) за анізотропної дифракції на поздовжній акустичній хвилі.

У межах двопідграткової моделі Міцуї з урахуванням п'єзоелектричної взаємодії з зсувною деформацією <$E epsilon sub 4> розглянуто динамічний діелектричний відгук сегнетової солі. Враховано динаміку п'єзоелектричної деформації. Явно описано явища затискання кристала високочастотним електричним полем, п'єзоелектричного резонансу та НВЧ дисперсії, що спостерігаються під час експерименту. Розраховано коефіцієнт поглинання звуку. Описано особливості коефіцієнта поглинання в околі точок переходу. Передбачено наявність обрізаючої частоти у частотній залежності коефіцієнта поглинання звуку.

Дисертацію присвячено вивченню фізико-механічних процесів у твердих тілах з урахуванням енергетичних характеристик поверхневих шарів, розмірного фактора, радіаційних точкових дефектів. Розроблено варіант теорії, що описує зміну ефективної поверхневої енергії і її складових для електропровідних та діелектричних тіл, стан яких близький до границь текучості і міцності. Розв'язано проблему визначення зв'язків між термодинамічними параметрами і енергетичними характеристиками поверхневих шарів багатокомпонентних тіл, на які діють потоки частинок, нагрів, механічні навантаження. Встановлено, що об'єднання термодинамічної моделі з критеріальними співвідношеннями для границь міцності і текучості тіл в екстремальних умовах спрощує процедуру обгрунтування експериментальних даних. Здійснено промислове впровадження сформульованих рекомендацій для розробки технології відпалу термопар і лазерних трубок.

Побудовано математичні моделі на основі псевдодиференціальних рівнянь та розроблено комп'ютерний інструментарій для розв'язання задачі дифракції акустичних хвиль на плоскопаралельних структурах, побудованих з твердих екранів і середовищ зі сталими фізичними властивостями. Розроблено математичні моделі на основі псевдодиференціального (гіперсингулярного) рівняння для процесу дифракції акустичних хвиль у тривимірному просторі на плоскому жорсткому обмеженому екрані, розташованому у площині розділу середовищ з різними фізичними властивостями; на плоскому жорсткому обмеженому екрані, розташованому за жорсткою стінкою в однорідному просторі; плоскому жорсткому обмеженому екрані, розташованому на поверхні шару над жорсткою стінкою. За методом параметричних представлень псевдодиференціальних і гіперсингулярних інтегральних операторів введено нові псевдодиференціальні оператори, які визначають побудовані моделі, досліджено їх ядра. На базі відомої схеми методів дискретних особливостей уперше побудовано дискретну модель для наближеного опису розглянутих процесів дифракції. Створено комп'ютерний інструментарій для моделювання дифракції акустичних хвиль у просторі на плоскопаралельних структурах, що дозволяє досліджувати властивості побудованих моделей і зменшити кількість необхідних фізичних експериментів за умов акустичних досліджень. Запропоновано нові фізичні критерії для методу аналізу результатів обчислювальних експериментів, які дозволяють обгрунтувати коректність застосування дискретних моделей, зокрема, у разі варіанта зниження розмірності СЛАР цієї моделі за рахунок наближеного представлення

Запропоновано експериментальну методику, яка дозволяє досліджувати в'язкопружні властивості льоду в інтервалі температур, що включає точку плавлення. Експериментально встановлено різке зниження динамічного модуля зсуву полікристалічного льоду за температури, нижчій за температуру плавлення, що є підтвердженням існування в льоді процесу передплавлення. Запропоновано модель, що пояснює утворення квазірідкого шару на поверхні кристалітів, як наслідок виникнення вакансій нетеплової природи. Розроблено метод, що дозволяє на основі експериментальних даних розрахувати значення динамічного модуля зсуву квазірідкого шару, що утворюється у процесі передплавлення. Охарактеризовано вплив домішок одно- і двовалентних іонів на динаміку утворення квазірідкого шару.

Исследован цилиндрический образец, находящийся под действием нагружения растяжения. Это нагружение аппроксимировано ступенчатой функцией. Сделаны попытки объяснить осцилляции деформации образца, полученные Н. Г. Чаусовым, В. Б. Березиным, М. Н. Бондарем [Техническая диагностика и неразрушающий контроль, N 3: 24 (2009)]. Показано, что весь материал образца находится под действием периодических delta-подобных сил, которые распространяются в виде двух противоположно направленных волн. Сделано предположение, что оригинальные изменения структуры и свойств образца возникают из-за нелинейных по деформации сил, которые действуют на атомы образца за счет их очень сильного сближения друг с другом.

Приділено увагу математичному моделюванню в природознавстві. Наведено загальні властивості хвильового руху. Розглянуто рівняння пружних хвиль у рідинах, газах і твердих тілах. Подано інформацію про гармонічні плоскі хвилі в одновимірному та дискретно-шаровому середовищах. Охарактеризовано регулярні, нерегулярні та тверді хвилеводи. Надано відомості про поширення звукового імпульсу у хвилеводі.

У роботі вирішена задача створення нового ультразвукового методу когерентно-імпульсної Фур'є-інтроскопії, який полягає у проведенні багаточастотних вимірів смугових спектральних характеристик коефіцієнта відбиття контрольованої структури в режимі стоячих хвиль, переході з спектральної області вимірів в часову область інтерпретації результатів на підставі зворотного перетворення Фур'є з наступним виділенням фазо-часової інформаційної характеристики і (або) часової залежності миттєвої зміни несучої частоти. Основні результати роботи знайшли застосування при контролі фізичних властивостей товстостінних труб із захисним діелектричним покриттям.

Наведено результати дослідження, присвяченого вирішенню проблеми електромагнітного збудження звуку на частостах 200 - 600 Мгц в металі, напівпровідниковій гетероструктурі та магнітному діелектрику. Показано, що у вольфрамі за гелієвої температури за умов просторової та часової дисперсії виявлено ряд нових ефектів деформаційного механізму генерації звуку: збудження поперечних звукових мод різного типу, анізотропія деформаційного потенціалу, нелінійна генерація звуку подовжньої поляризації. У напівпровідникових SiGe/Si гетероструктурах виявлено ефект генерації звуку ВЧ - електричним полем і вивчено його особливості. Запропоновано модель генерації звуку, пов'язану з кулонівським механізмом взаємодії прострового неоднорідного розподілу ВЧ - поля і зарядів в гетероструктурі. У антиферомагнетику бараті заліза вперше виявлено та вивчено ефект акустичного двопроменезаломлювання та його тонку структуру. Запропоновано модель ефекту, пов'язану з наведеною одноосьовою базисною анізотропією. Встановлено вклад п'єзомагнетизму в магнітопружну енергію кристала, який пояснює ряд уперше виявлених ефектів: пом'якшення немагнітної пружної моди, ВЧ - магнітної генерації подовжнього звуку, магнітопольових резонансів подовжнього звуку і їх особливостей.

Вперше показано, що амплітуда акустичного сигналу від ансамблю мікровипромінювачів, що виникають у разі взаємодії частинок випромінювання з речовиною є сумою двох компонентів, зв'язаних, відповідно, з тривалою та короткочасною зміною об'єму мікровипромінювача. Показано наявність нетеплового додатку в акустичному імпульсі, що збуджується під час імпульсного радіолізу з рекомбінацією його продуктів, що погоджується з даними експерименту. На прикладі гадолінієвої мішені описано й експериментально підтверджено трансформацію форми імпульсу, що збуджується пучком випромінювання, у разі зміни температури мішені поблизу нуля параметра Грюнайзена. Визначено закони просторового спадання амплітуди акустичного імпульсу від точкового та ниткоподібного теплових джерел для широкого класу функцій частотного згасання <$Ebeta (omega)>, що реалізуються в реальних середовищах. Описано ефект резонансного посилення імпульсу, що збуджується в одномірному звуководі скануючим з постійною швидкістю пучком випромінювання з урахуванням поглинання звуку. Показано, що акустичний імпульс, що збуджується в мішені пучком нерелятивістських іонів, є сумою внесків термопружного, динамічного та деформаційного механізмів генерації, відносні величини яких істотно залежать від сорту й енергії іона.

Розглянуто питання релаксації у полі механічних сил, міри внутрішнього тертя, співвідношення між різними мірами, а також внутрішнє тертя, зумовлене наявністю точкових, планарних дефектів, дислокацій та фазовими перетвореннями. Проаналізовано амплітудні залежності та макроскопічні теорії й моделі внутрішнього тертя.

Рассмотрены основные определения и параметры акустической эмиссии (АЭ). Приводятся некоторые модели формирования сигналов АЭ, критериальные оценки источников излучения, используемые для анализа процессов деформирования и разрушения материалов. Анализируются средства регистрации и методологические особенности выделения сигналов АЭ. Описано программное математическое обеспечение и структура компьютерной системы для исследования АЭ и локации источников излучения. Рассмотрена критериальная оценка выделения сигналов АЭ от трещин с определением влияния параметров акустического тракта. Приводятся результаты исследований АЭ при динамическом и статическом нагружении материалов с разработкой методов их контроля и прогнозирования несущей способности. Анализируются данные при нагружении работающих под давлением элементов бетонных и мостовых конструкций, трубопроводов. Рассмотрены критерии оценки опасности развития дефектов структуры по сигналам АЭ.

Розглянуто деякі методи керування характеристиками випромінювальної системи, утвореної співвісними циліндричними п'єзокерамічними оболонками з торцевими екранами у вигляді зрізаних конусів. Показано, що за допомогою спеціального вибору електричних напруг для кожної з оболонок можна здійснити ефективне керування акустичною потужністю, забезпечивши для цього відсутність електричних і механічних перевантажень.

Розв'язано задачу про випромінювання звуку граткою, яка складається зі співвісних п'єзокерамічних оболонок і торцевих екранів у вигляді акустично м'яких зрізаних конусів, у разі збудження її оболонок електричним сигналом у формі періодичної послідовності радіоімпульсів. На основі одержаного розв'язку проведено числовий аналіз коливальних швидкостей оболонок і дальнього поля гратки в залежності від часу та параметрів радіоімпульсів. Показано, що за збудження всіх оболонок однаковими радіоімпульсами закономірності зміни коливальних швидкостей оболонок у часі (у межах інтервалу дії радіоімпульсу) істотно відрізняються як від імпульсу збудження, так і один від одного. Особливо великі ці відмінності в тому випадку, коли частота - носій радіоімпульсу знаходиться в області резонансних частот оболонок. Установлено, що закономірності зміни тиску в дальньому полі від часу істотно залежать від напрямку й особливо сильно проявляються в секторах кутів 45<$E symbol Р>, прилеглих до осі симетрії гратки. Виявлено, що в міжімпульсному інтервалі спостерігається яскраво виражена акустична реверберація, обумовлена обміном енергії між оболонками, що здійснюють у цей час вільні коливання. Запропоновано й продемонстровано деякі способи практичного оцінювання акустичних характеристик гратки за збудження її радіоімпульсами. Показано, що такі оцінки задовільно узгоджуються з оцінками, виконаними за умов збудження гратки монохроматичним сигналом.

Розвинуто новий обчислювальний підхід до аналізу асиметричних магнітоелектричних структур. Виявлено можливість значного підсилення основних ефективних параметрів композита. Надано повний опис акустичних та електромагнітних коливань у таких структурах.