Предложена и исследована математическая модель процесса спекания порошковых катодов. Учитывается, что химические превращения происходят с изменением объема и сопровождаются появлением механических напряжений и деформаций дополнительно к напряжениям и деформациям вследствие высоких градиентов температур. В модели полагается, что химические реакции тормозятся слоем продукта. В работе проведена оценка параметров модели. Определены распределения температуры, концентраций элементов и соединений, относительного объема образца и объемных деформаций.

Приведены результаты исследования триботехнических характеристик композиционного материала WC-сталь 110Г13 в контакте со стальным диском в диапазоне скоростей скольжения от 10 до 40 м/с при давлении 2 МПа, а также структуры поверхностей трения после испытаний. Установлена область скоростей скольжения (23-30 м/с), в которой наблюдается катастрофическое изнашивание материала. При более высоких скоростях протекает установившееся изнашивание. Показано, что резкое увеличение интенсивности изнашивания (в четыре раза) в диапазоне скоростей скольжения 23-30 м/с связано со сменой механизмов изнашивания. Установлено, что приповерхностная область материала WC-сталь 110Г13 имеет многослойное строение, причем слои сильно отличаются по структуре и свойствам.

Методами оже-спектроскопии электронов, электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, измерения микротвердости исследованы особенности взаимосвязи состава, тонкой структуры с изменением прочностных свойств наноструктурных и нанокомпозитных покрытий Ti-Al-Si-N с высоким содержанием кислорода и углерода. Показано, что в данных покрытиях может быть сформирована фаза на основе TiN с нанокристаллической или двухуровневой зеренной структурой, распределенная в рентгеноаморфной фазе, объемна доля которой составляет 20-5-%. Характер зеренной структуры можно целенаправленно изменять легированием покрытий алюминием и кремнием. Установлено, что независимо от структурного состояния и состава покрытий в них наблюдается высокая термическая стабильность сверхтвердости и микроструктуры. Снижение твердости наблюдается в результате дислокационного возврата, релаксации напряжений и развития начальных стадий рекристаллизации. Высказано предположение, что высокие прочностные свойства покрытий обусловлены наличием дислокационной субструктуры и высоким сопротивлением сдвигу рентгеноаморфных фаз по границам нанокристаллитов.

Рассмотрены основные стратегии, принципы и концепции нового направления «Генетические алгоритмы». Описаны фундаментальные основы генетических алгоритмов и эволюционного моделирования. Проанализированы архитектуры генетического поиска и модели генетических операторов. Приведены конкретные примеры решения основных задач оптимизации на основе генетических алгоритмов и дано большое число контрольных вопросов и упражнений. Для студентов вузов, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника», специальности «Информационные технологии в образовании», для специалистов, занятых разработкой интеллектуальных САПР, разработкой новых информационных технологий в науке, технике, образовании, бизнесе и экономике.

Рассматриваются теоретические и практические проблемы повышения синфазной помехоустойчивости аналоговых микросхем с дифференциальным входом. Исследуются причины неполного ослабления синфазных сигналов в различных дифференциальных усилителях. Обсуждаются методы, направленные на повышения коэффициента ослабления синфазных сигналов (Кос.сф.) в базовых архитектурных решениях аналоговых микросхем, в т.ч. с учетом требований SiGe технологий. Приводятся результаты компьютерного моделирования различных модификаций ДУ с повышенным Кос.сф. Монография предназначена для студентов радиотехнических специальностей и инженеров, занимающихся проектированием аналоговых микросхем и IP-модулей нового поколения.

На основе дискретно-континуального подхода рассмотрена модель механического взаимодействия в пятне контакта при трении скольжения. Проанализирован частотный спектр возникающих упругих волн, показано наличие частот, зависящих от шероховатости профиля взаимодействующих поверхностей. Анализ, выполненный с помощью Фурье- и вейвлет-преобразований, позволит выявить сложную структуру возникающих при трении упругих волн. Сделан вывод о том. что закономерности процесса изнашивания могут быть изучены на основе анализа соответствующих акустических спектров.

В монографии изложены универсальные методологические подходы, позволяющие безотносительно к конкретным областям приложений строить адекватные математические модели изучаемых объектов. Представлены методы и примеры построения и анализа математических моделей для различных задач механики, физики, биологии, экономики, социологии на основе использования фундаментальных законов природы, вариационных принципов, иерархических цепочек, метода аналогий. Для специалистов по математическому моделированию, аспирантов, студентов, изучающих методы математического моделирования, вычислительного эксперимента. Первое издание — 1997 г.

Предложена физико-математическая модель, разработан программный комплекс и проведено детальное численное исследование процессов при импульсной электронно-пучковой обработке покрытий различной толщины из металлокерамического сплава TiC-(Ni-Cr) в широком диапазоне плотностей мощности, времени воздействия и частоты следования импульсов. Результаты работы могут представлять интерес для понимания процессов, происходящих при поверхностной обработке покрытий и материалов высококонцентрированными потоками энергии.

Предложена и исследована математическая модель спекания порошков Ti-TiAl3 в условиях однородного регулируемого нагрева. Учитывается, что химические превращения происходят с изменением объема и сопровождаются появлением механических напряжений и деформаций дополнительно к напряжениями и деформациям вследствие высоких градиентов температуры. Учтено, что объемные изменения оказывают влияние на тепловые и химические процессы. Исследована эволюция температуры, концентраций элементов и соединений, относительного изменения объема образца и объемных деформаций во времени.

В статье представлены результаты расчетов полей напряжений, индуцируемых различными комбинациями плоских дислокационных ансамблей. Показано, что в случае образования такими ансамблями субзерен с параллельными границами поле напряжений компенсируется в большей части структурных элементов, за исключением их приграничных областей. Это позволяет дислокациям относительно легко проходить такие элементы структуры. В случае образования в процессе деформирования элементов структуры в виде пересекающихся плоских ансамблей поле напряжений вокруг них не скомпенсировано, содержит вихревые и изгибные компоненты напряжений. Такое поле задерживает решеточные дислокации в объеме субзерен, что стимулирует дополнительную фрагментацию элементов субструктуры в ходе деформирования. Ключевые слова: дислокационный ансамбль, субструктура, поля напряжений.

Исследованы микроструктура и фазовый состав поверхностных слоев ферритно-мартенситной 12%-й хромистой стали ЭК-181, формирующиеся при различных сочетаниях ультразвуковой и термической обработок. Показано, что нанокристаллическая структура alfa-фазы, по границам зерен которой выделяются частицы карбидов ванадия, образуется только в случае ультразвуковой обработки, выполняемой между закалкой и старением. Промежуточная ультразвуковая обработка обусловливает максимальное увеличение предела текучести исследуемых образцов при одноосном растяжении. Установлена корреляция между микроструктурой, механическими характеристиками и типом излома. Ключевые слова: микроструктура, фазовый состав, наноструктурирование поверхностных слоев, механические свойства, фрактография излома.

Измерена фрактальная размерность поверхности пористой керамики. Полученная зависимость от объема порового пространства имеет два излома, отражающие изменение характера пористости от изолированных пор до сообщающихся поровых кластеров. что позволяет получить корреляцию с известными особенностями в поведении пористых тел.

Рассмотрена методика моделирования электронных устройств с использованием программы Micro-Cap v. 8.x фирмы Spectrum Software (www.spectrum-soft.com). Даны практические рекомендации, существенно упрощающие процесс получения работоспособных моделей сложных электронных схем. Приведены примеры анализа и синтеза цифровых устройств. Описаны параметры моделей компонентов и способы создания моделей на основе справочных параметров. Подробно изложены особенности моделей магнитных компонентов. Рассмотрен порядок синтеза пассивных и активных фильтров. Описание возможностей программы сопровождается большим количеством примеров, иллюстрирующих построение схем моделирования, способы задания электронных компонентов, проведение различных видов анализа и обработку полученных результатов. Для специалистов, занимающимся разработкой, исследованием и эксплуатацией электронных устройств, будет полезна студентам и подготовленным радиолюбителям.

На основе базовых положений электродинамики разработана самосогласованная теория возбуждения и связи волноводных мод, применимая к любым (закрытым и открытым) волноведущим структурам. Рассмотрены волноведущие структуры, содержащие в своем составе среды с изотропными, анизотропными и бианизотропными свойствами. Рассмотрение проводилось с учётом диссипации энергии в этих средах. В качестве приложения общей теории рассмотрены пленарные оптические волноводы, используемые в интегральной оптике, электрооптике, акустооптике и магнитооптике. Коэффициенты модальной связи получаются как частный случай общих выражений, учитывающих статистические и динамические параметрические возмущения в применении к направляемым и излучательным модам открытых диэлектрических волноводов. Результаты двух последних глав могут служить основой для разработки прикладных программ численного расчета разнообразных устройств волноводной оптики. Книга предназначена студентам, аспирантам и преподавателям вузов, а также специалистам в области теоретической и прикладной электродинамики, интегральной оптики, акустооптики, электрооптики и магнитооптики.

В монографии исследуется резонансное взаимодействие коллективных степеней свободы (самосогласованные колебания) с индивидуальными (движение отдельных частиц). В незамагниченной плазме — это черенковское резонансное взаимодействие (резонанс Вавилова-Черенкова), в плазме в магнитном поле — циклотронное. В неоднородных плазменных течениях совпадение скорости течения с фазовой скоростью колебаний вызывает явление гидродинамического резонанса. Если плазма неоднородна, то резонансное взаимодействие, обязанное постоянству фазы колебаний на траектории частицы (фазовый резонанс), может приводить к резкому локальному росту волнового вектора колебаний (пространственный резонанс). В то же время пространственные резонансы могут возникать и в отсутствие фазовых. Таким резонансом является альвеновский, также рассматриваемый в монографии. Для научных работников — физиков, а также для студентов старших курсов физических вузов.

Настоящая монография представляет собой попытку обобщения современного состояния одного из разделов прикладной физики низкотемпературной плазмы - плазменной эмиссионной электроники. В книге в равной степени уделено внимание как современному пониманию основных физических процессов эмиссии электронов из плазмы, так и представлению последних разработок в области создания источников электронов с плазменным катодом. Она может представлять интерес для разработчиков источников электронов, а также для специалистов, использующих электронные пучки для решения фундаментальных и прикладных задач. Книга может быть полезна для студентов старших курсов, магистрантов и аспирантов высших технических учебных заведений, специализирующихся в областях вакуумной и плазменной электроники, генерации пучков заряженных частиц и их применения.

Книга занимает особое положение в современной научной литературе. Она не является систематическим руководством по математическому моделированию, но призвана дать представление о том, как в наши дни делается математическая обработка реальных прикладных задач. Отдельные главы посвящены конкретным математическим моделям, относящимся к таким областям, как управление движением, истечение жидкости, сверление отверстий лазером, анализ напряжений, развитие популяций, планирование и т. д. Каждая глава заканчивается списком задач для самостоятельной работы.Широта охвата материала и разнообразие примеров делают книгу полезной для начинающих исследователей по прикладной математике и для научных работников различных специальностей.