Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Математика. Механика. Информатика

ISSN 1816-9791 (Print)
ISSN 2541-9005 (Online)

Для цитирования:

Шевченко С. А., Мельников Б. Е. Несовершенства кварцевого стекла и их влияние на динамику резонатора ВТГ // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2024. Т. 24, вып. 4. С. 611-618. DOI: 10.18500/1816-9791-2024-24-4-611-618, EDN: UCIQBF

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
25.11.2024
Полный текст:
скачать
(downloads: 56)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Механика
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
531.383
DOI: 
10.18500/1816-9791-2024-24-4-611-618
EDN: 
UCIQBF

Несовершенства кварцевого стекла и их влияние на динамику резонатора ВТГ

Авторы: 
Шевченко Сергей Александрович, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Мельников Борис Евгеньевич, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Аннотация: 

В работе представлена инженерная оценка уровня разброса значений таких физико-механических свойств кварцевого стекла, как плотность и модуль упругости. Наличие разброса значений рассматриваемых параметров по объему материала приводит к появлению негативного эффекта — расщеплению рабочей собственной частоты резонатора гироскопа. Оценка проводится на основе рассмотрения микроструктуры кварцевого стекла и переменности ее параметров. Как результат, представлены значения расщепления частоты резонатора от расчетных уровней разброса свойств конструкционного материала.

Ключевые слова: 
кварцевое стекло
волновой твердотельный гироскоп
аморфное состояние
кристаллическая структура
расщепление частоты
Благодарности: 
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 21-71-10009).
Список источников: 
  1. Woodman O. J. An introduction to inertial navigation. Cambridge : University of Cambridge, Computer Laboratory, 2007. 37 p. (Technical Report, № 696).
  2. Ишлинский А. Ю. Ориентация, гироскопы и инерциальная навигация. Москва : Наука, 1976. 670 с.
  3. Инерциальная навигация. Анализ и проектирование / под ред. К. Ф. О’Доннела. Москва : Наука, 1969. 592 с.
  4. Delhaye F. HRG by SAFRAN: The game-changing technology // 2018 IEEE International Symposium on Inertial Sensors and Systems (INEKTIAL). Lake Como, Italy, 2018. P. 1–4. https://doi.org/10.1109/ISISS.2018.8358163
  5. Пешехонов В. Г. Перспективы гироскопии // XIII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2019 : сб. тр. Москва : Ин-т проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН, 2019. С. 36–38. https://doi.org/10.25728/vspu.2019.0036, EDN: PXERVB
  6. Климов Д. М., Журавлев В. Ф., Жбанов Ю. К. Кварцевый полусферический резонатор (волновой твердотельный гироскоп). Москва : Ким Л. А., 2017. 193 с. EDN: YNIIZR
  7. Меркурьев И. В., Подалков В. В. Динамика микромеханического и волнового твердотельного гироскопов. Москва : Физматлит, 2009. 226 c.
  8. Распопов В. Я., Алалуев Р. В., Ладонкин А. В., Лихошерст В. В., Шепилов С. И. Настройка и калибровка волнового твердотельного гироскопа с металлическим резонатором, работающего в режиме датчика угловой скорости // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28, № 1. С. 31–41. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0019
  9. Басараб М. А., Лунин Б. С., Матвеев В. А., Фомичев А. В., Чуманкин E. A., Юрин А. В. Миниатюрные волновые твердотельные гироскопы для малых космических аппаратов // Вестник МГТУ имени Н. Э. Баумана. Серия: Приборостроение. 2014. № 4. С. 80–95. EDN: SNFDUF
  10. Лунин Б. С., Матвеев В. А., Басараб М. А. Волновой твердотельный гироскоп. Теория и технология. Москва : Радиотехника, 2014. 176 с.
  11. Bourhis Е. Glass: Mechanics and technology. 2nd ed. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2014. 416 p. https://doi.org/10.1002/9783527679461
  12. Hulsenberg D., Harnisch A., Bismarck A. Microstructuring of glasses. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008. 348 p. (Springer Series in Materials Science, vol. 87). https://doi.org/10.1007/978-3-540-49888-9
  13. Ботвинкин О. К., Запорожский А. И. Кварцевое стекло. Москва : Стройиздат, 1965. 260 с.
  14. Бартенев Г. М. Строение и механические свойства неорганических стекол. Москва : Стройиздат, 1966. 216 с.
  15. Rao K. J. Structural chemistry of glasses. Amsterdam : Elsevier, 2002. 568 p.
  16. Химическая технология стекла и ситаллов / под ред. Н. М. Павлушкина. Москва : Стройиздат, 1983. 432 с.
  17. Helms R., Poindexter E. The silicon-silicon dioxide system: Its microstructure and imperfection // Reports on Progress in Physics. 1994. Vol. 57, iss. 8. P. 791–852. https://doi.org/10.1088/0034-4885/57/8/002, EDN: AZJNTD
  18. Шелби Дж. Структура, свойства и технология стекла. Москва : Мир, 2006. 288 с.
  19. Шаскольская М. П. Кристаллография : 2-е изд., перераб. и доп. Москва : Высшая школа, 1984. 376 с.
  20. Краткий справочник физико-химических величин / под ред. К. П. Мищенко, А. А. Равделя. 2-е изд., доп. Ленинград : Госхимиздат, 1957. 112 с.
  21. Зуев В. В. Остовно-электронная кристаллохимия и свойства минералов. С.-Петербург : Наука, 2009. 270 с.
  22. Зуев Л. Б., Данилов В. И. Физические основы прочности материалов. С.-Петербург : Интеллект, 2013. 376 с.
  23. Бадамшин И. Х. От четырех к одному. Силы внутриатомного взаимодействия и прочность материалов. Москва : ИД Академия Естествознания, 2014. 89 с.
  24. Новожилов В. В., Черных К. Ф., Михайловский Е. И. Линейная теория тонких оболочек. Ленинград : Политехника, 1991. 656 с.
  25. Голдстейн Г. Классическая механика : пер. с англ. Москва : Наука, 1975. 415 с.
  26. Михлин С. Г. Вариационные методы в математической физике. 2-е изд., перераб. и доп. Москва : Наука, 1970. 512 с.
  27. Леко В. К., Мазурин О. В. Свойства кварцевого стекла. Ленинград : Наука, Ленингр. отд-ние, 1985. 165 с.
  28. Shevchenko S. A., Konotopov O. I. The dynamic characteristics of a resonator of the gyroscope based on elastic waves in solids: finite-element modeling // St. Petersburg Polytechnical State University Journal. Physics and Mathematics. 2021. Vol. 14, iss. 2. P. 65–80. https://doi.org/10.18721/JPM.14206
Поступила в редакцию: 
13.05.2023
Принята к публикации: 
15.01.2024
Опубликована: 
29.11.2024
  • 143 просмотра