Научная статья на тему 'Гомологические соотношения и топологические преобразования возможных модулярных гиперячеек'

Гомологические соотношения и топологические преобразования возможных модулярных гиперячеек Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
41
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГОМОЛОГИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ / ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ / МОДУЛЯРНЫЕ ГИПЕРЯЧЕЙКИ / HOMOLOGICAL CORRELATIONS / TOPOLOGIC TRANSFORMATIONS / MODULAR HYPER-CELLS

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Иванов В. В.

Обсуждаются некоторые особенности гомологических соотношений и топологических преобразований возможных модулярных гиперячеек, кристаллохимические характеристики гиперполиэдров и варианты их символьных представлений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SOME HOMOLOGICAL CORRELATIONS AND TOPOLOGIC TRANSFORMATIONS OF THE POSSIBLE MODULAR HYPER-CELLS

Some homological correlations and topologic transformations of the possible modular hyper-cells, crystal chemical characteristics of hyper-polyhedrons and variants of its symbolic presentations were discussed.

Текст научной работы на тему «Гомологические соотношения и топологические преобразования возможных модулярных гиперячеек»

Таблица 1.Вероятные структурные состояния детерминистических фрактальных структур на основе фрактала Вичека FV,

канторова множества F(CM(1/3)) и итерационной последовательности точек F(IC(1/2)).

Структурный элемент Размерность Симметрия орбиты Собственная симметрия^2!) Группа симметрии^22

Модулярная структура фрактала 2F(IC2(4))

1, 3 0 4 4 p4

2, 4 2 P2

1-2, 2-3, 1-4, 3-4 1 4 1 p1

1-2-3-4 2 4 1 P1

Модулярная структура фрактала 2F(IC2(4))+2F(IC2(mm2))

1 0 4mm 4mm p4gm

2, 3 mm2 pmg2, pmm2

4 m Pm

1-2, 2-4, 2-3 1 4mm m Pg, Pm

1-4, 3-4 1 p1

1-2-4, 2-3-4 2 4mm 1 P1

Изосимметрийные структуры фракталов FV, F(IC2(1/2)) и F(CM2(1/3))

1 0 4mm 4mm p4mm

2, 3 mm2 pmg2, pmm2

1-2, 2-3, 1-3 1 4mm m Pg, Pm

1-2-3 2 4mm 1 P1

Установлено, что симметрийные наборы возможных деформационных модификаций структур фракталов FV, F(IC2(1/2)), F(CM2(1/3)) (G22 = p4mm) и модулярной структуры 2F(IC2(4))+2F(IC2(mm2)) (G22 = p4gm) одинаковы: pmg2, pmm2, pg, pm, p1. Симметрия возможных деформационных модификаций модулярной структуры 2F(IC2(4)) (G22 = p4): p2 и p1 (см. табл.1).

Литература

1. Иванов В.В., Таланов В.М. Принципы модулярного строения регулярных фрактальных структур // Успехи соврем. естествознания, 2012. - №3. - С.56-57.

2. Иванов В.В. Принципы формирования регулярных простых фрактальных структур // МНИЖ, 2013. - №7. - С. - .

3. Иванов В.В., Таланов В.М. Разбиение структурированного 3D пространства на модулярные ячейки и моделирование невырожденных модулярных структур // Успехи соврем. естествознания, 2012. - №10. - С.78-80.

4. Иванов В.В. Анализ возможности получения новых точечных и квазиточечных фрактальных структур на основе итерационной последовательности и канторова множества точек // Успехи соврем. естествознания, 2013. - №8. - С. 129-130.

5. Иванов В.В., Демьян В.В., Таланов В.М. Информация и структура в наномире: модулярный дизайн фрактальных структур в двумерном пространстве // Междунар. журн. эксп. образования, 2010. - №11. - С. 153-155.

6. Иванов В.В., Демьян В.В., Таланов В.М. Эволюционная модель формирования и анализ детерминистических фрактальных структур // Успехи соврем. естествознания, 2012. - №4. - С.230-232.

7. Иванов В.В. Общая характеристика возможных гибридных мономодулярных фрактальных структур // Соврем. наукоемкие технологии. 2013.- №.5. - С.29-31.

8. Иванов В.В. Описание и классификация точечных мономодулярных фрактальных структур // Успехи соврем. естествознания, 2013. - №8. - С. 134-135.

9. Иванов В.В. Формирование фрактальных структур на основе итерационной последовательности и канторова множества точек с заданными характеристиками в 1D пространстве // Успехи соврем. естествознания, 2013. - №8. - С. 136-137.

10. Иванов В.В. Формирование и символьное описание детерминистических гибридных фрактальных структур в 2D пространстве // Соврем. наукоемкие технологии. 2013. - №.9 - С.89-93.

11. Иванов В.В. Детерминистические фракталы на основе итерационной последовательности и канторова множества точек в 2D пространстве // МНИЖ, 2013. - №7. - С. - .

12. Иванов В.В. Комбинаторное моделирование вероятных структур неорганических веществ. - Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ, 2003. 204с.

13. Иванов В.В., Щербаков И.Н. Моделирование композиционных никель-фосфорных покрытий с антифрикционными свойствами. - Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион», 2008. 112с.

14. Щербаков И.Н., Иванов В.В., Логинов В.Т., и др.. Химическое наноконструирование композиционных материалов и

покрытий с антифрикционными свойствами. - Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки», 2011. 132с.

15. Иванов В.В. Вероятные изосимметрийные и деформационные модификации фуллерена С30 // Успехи соврем.

естествознания, 2013. - №7. - С.82-84.

16. Иванов В.В. Вероятные изосимметрийные и деформационные модификации фуллерена С36 // Успехи соврем.

естествознания, 2013. - №.7 - С.85-87.

17. Иванов В.В. Вероятные изосимметрийные и деформационные модификации фуллерена С18 // Успехи соврем.

естествознания, 2013. - №.8 - С.131-133.

Иванов В.В.

Кандидат химических наук, доцент, Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский

политехнический институт)

ГОМОЛОГИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ И ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗМОЖНЫХ

МОДУЛЯРНЫХ ГИПЕРЯЧЕЕК

Аннотация

Обсуждаются некоторые особенности гомологических соотношений и топологических преобразований возможных модулярных гиперячеек, кристаллохимические характеристики гиперполиэдров и варианты их символьных представлений. Ключевые слова: гомологические соотношения, топологические преобразования, модулярные гиперячейки.

27

Ivanov V.V.

PhD in Chemistry, associate professor, South-Russian state Engineering University (Novocherkassk Polytechnic Institute) SOME HOMOLOGICAL CORRELATIONS AND TOPOLOGIC TRANSFORMATIONS OF THE POSSIBLE MODULAR

HYPER-CELLS

Abstract

Some homological correlations and topologic transformations of the possible modular hyper-cells, crystal chemical characteristics of hyper-polyhedrons and variants of its symbolic presentations were discussed.

Keywords: homological correlations, topologic transformations, modular hyper-cells.

The principle of modular building of nanostructures has been formulated [1]. The problems of the choice of the module for modular design and the algorithm of combinatorial modeling both have been described [2]. The symbolic description of nano-structures by using of information structural codes has been moved [3]. The possible 1D one-periodic and 2D two-periodic nanostructures from polygons with identical topologies and the corresponding plane and volume cyclic and spiral nanostructures by combinatorial modeling method have been designed. The multitudes of the 1D and the 2D base totalities of atoms have been fixed. The brief revue of research papers about crystal chemical peculiarities of the inorganic substances building, the structures of which are includes the designed nanostructures as the structural fragments has been presented [3]. The results of combinatorial modular design of the polygonal nanostructures may be used for modeling of new structural types of 3D crystals, the structures of which are includes polygon-like structural fragments from atoms, 1D and 2D polyhedral modules and modular blocks [3, 4].

A {n}-polygons are the minimal structural elements (2D-cells) of 2D structures (nets), and the various polygons chains are the different nanostructures of 2D E-space. By analogy, the all polyhedrons are the structural elements (3D-cells) of the possible 3D structures, and the various polyhedrons chains and layers are the different nanostructures of 3D E-space. Then the various hyper-polyhedron’s chains, layers and some layer’s packing are the different nanostructures of 4D E-space. The possibility of the presentation of the various variants of nanostructural fragments of the 4D hyperspace was analyzed in this short communication.

It is known the some pairs of the polygonal nanostructures are connected with each other by homological transformations:

4444({4}) —• 488;

333333({6}) —• 666;

666({3}) —• 312.12;

3636({4}) —• 612.

Polygons which used for receiving of corresponding homolog are distinguished. The topologic expansion of this polygons {n} is determines the concrete chain of polygonal nets.

4444({4}) —• 488 —• 4444 —• 488 —• 4444,

333333({6}) —• 666 —• 3636 —• 3.12.12 —• 666,

666({3}) —• 312.12 —• 3636 —• 666 —• 333333,

3636({4}) —• 4612 —• 3464 —• 666.

By analogy to polygons the homological correlations for some polyhedrons (1) and polyhedral nanostructures (2) are the following:

1) 4{444}({444}) —• ({444}+2{844}),

6{344}({644}) —• 3{644},

3{644}({344})—({344}+2{12.44}),

(2{344}+2{644})({444})—({444}+{644}+{12.44}), and

2) 4{444}({444}) —• ({444}+2{844}) —• 4{444}d —• ({444}+2{844}) —• {444},

6{344}({644}) —• 3{644} —• (2{344}+2{644}) —• ({344}+2{12.44}) —• 644},

3{644}({344}) —• ({344} + 2{12.44}) —(2{344}+2{644}) —3{644} —{344},

(2{344}+2{644})({444}) — ({444}+{644}+{12.44}) — {344}+{644}+2{444}) — 3{644}.

For receiving of this topological transformations were used the next known correlations [5]:

cub {444}— truncated cub {388}— cubooctahedron {3434}— truncated octahedron {466}— octahedron {3333}, and tetrahedron {333}—> truncated tetrahedron {366}— octahedron {3333}—> truncated dual tetrahedron {366}— dual tetrahedron {333}.

Symbolic presentation of the each nano-structural fragment-polyhedron is includes the verbal notation (name) - quantity of vertexes <1, quantity of edges, and faces>, which are intersection in this vertex. The last symbol must be more accurate defined {the all types of faces}. For example, the symbols of some polyhedrons are following:

- tetrahedron {333}, T-4<1,3,3>;

- cub {444}, C-8<1,3,3>;

- octahedron {3333}, O-6<1,4,4>;

- trigonal prism {344}, Tp-6<1,3,3>;

- hexagonal prism {644}, Hp-12<1,3,3>;

- octagonal prism {844}, Op-16<1,3,3>;

- dodecagonal prism {12.44}, Dp-24<1,3,3>;

- hexagonal anti-prism {644}, Hap-12<1,4,4>;

- octagonal anti-prism {844}, Oap-16<1,4,4>;

- dodecagonal anti-prism {12.44}, Dap-24<1,4,4>;

- Laves’s tetrahedron {366} LT-12<1,3,3>.

Then, the chain of topologic transformations from the tetrahedron to dual tetrahedron is the follows:

{333} T-4<1,3,3> — {366} LT-12<1,3,3> — {3333} O-6<1,4,4> — LTd-12<1,3,3> {366}— {333} Td-4<1,3,3>.

Symbolic presentation of the each nano-structural fragment-hyper-polyhedron is includes the verbal notation (name) - quantity of vertexes <1, quantity of edges, faces, and polyhedrons>, which are intersection in this vertex. The last symbol must be more accurate defined {the all types of polyhedrons}. For example, the symbols of some hyper-polyhedrons are following:

- hyper-tetrahedron {T Tp Tp Tp}, HT-8<1,4,6,4>;

- hyper-cub {C C C C}, HC-16<1,4,6,4>;

- hyper-octahedron {O Tp Tp Tp Tp}, HO-12<1,5,8,5>;

- trigonal hyper-prism {Tp Tp C C}, HTp-12<1,4,6,4>;

- hexagonal hyper-prism {Hp Hp C C}, HHp-24<1,4,6,4>;

- octagonal hyper-prism {Op Tp C C}, HOp-32<1,4,6,4>;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- dodecagonal hyper-prism {Dp Tp C C}, HDp-48<1,4,6,4>;

- hexagonal hyper-anti-prism {Hap Tp Tp Tp Tp}, HHap-24<1,5,8,5>;

28

- octagonal hyper-anti-prism {Oap Tp Tp Tp Tp}, HOap-32<1,5,8,5>;

- dodecagonal hyper-anti-prism {Dap Tp Tp Tp Tp}, HDap-48<1,5,8,5>;

- Laves’s hyper-tetrahedron {LT Tp Hp Hp}, HlT-24<1,4,6,4>.

And the analogous chain of topologic transformations from the hyper-tetrahedron to dual hyper-tetrahedron is the next:

{T Tp Tp Tp}, HT-8<1,4,6,4> ^ {LT Tp Hp Hp}, HLT-24<1,4,6,4> ^

{O Tp Tp Tp Tp}, HO-12<1,5,8,5> ^ {LT Tp Hp Hp}, HLTd-24<1,4,6,4> ^ {T Tp Tp Tp}, HTd-8<1,4,6,4>.

Symbolic presentation of the each nano-structural hyper-layer - hyper-polyhedron’s complex is includes the verbal notation (name) -quantity and topology of all equally vertexes <1, quantity and topology of edges, faces, and polyhedrons>, which are intersection in this vertex. The last symbol must be more accurate defined {the all types of polyhedrons}. For example, the symbols of some layers from hyperpolyhedrons are following:

- hyper-tetrahedron’s layer with tetragon-pyramidal pores

4{T4 Tp4 Tp4 Tp4}-4{T Tp Tp Tp}, HT’L-4<1,12,24,16>-4<1,4,6,4>;

- hyper-cube’s layer

4{C4 C4 C4 C4}-4{C C C C}, HC’L-4< 1,9,20,16>-4< 1,4,6,4>;

- the layer from trigonal hyper-prisms

6{Tp6 Tp6 C6 C6}-6{Tp Tp C C}, HTp’L-6<1,13,30,24>-6<1,4,6,4>;

- the layer from hexagonal hyper-prisms

3{Hp3 Hp3 C3 C3}-3{Hp Hp C C}, HHp’L-3<1,7,15,12>-3<1,4,6,4>;

- the corrugated layer from Laves’s hyper-tetrahedron with trigon-pyramidal pores 3{LT3 Tp3 Hp3 Hp3}-3{LT Tp Hp Hp}, HLT’L-3<1,7,15,12>-3<1,4,6,4>.

Symbolic presentation of the each nano-structural hyper-layer into 3D space may be used for symbolic presentation of some nanostructural layer’s packing of hyper-polyhedrons. The symbols of 3D hyper-polyhedron’s complex is includes the verbal notation (name) -quantity and topology of all equally vertexes <1, quantity and topology of edges, faces, and polyhedrons>, which are intersection in this vertex. The last symbol must be more accurate defined, too {the all types of hyper-polyhedrons}. For example, the symbols of some layers packing are following:

- a packing of the hyper-tetrahedron’s layers with hyper-octahedron’s pores - 8 HT’LP:

8{T8 Tp8 Tp8 Tp8}-8{T Tp Tp Tp}, HT’LP-8<1,24,48,32>-8<1,4,6,4>;

- a packing of the hyper-cube’s layers - 8 HC’LP:

8{C8 C8 C8 C8}-8{C C C C}, HC’LP-8<1,18,40,32>-8<1,4,6,4>;

- a packing of the layers of trigonal hyper-prisms - 12 HTp’LP:

12{Tp12 Tp12 C12 C12}-12{Tp Tp C C}, HTp’LP-12<1,26,60,48>-12<1,4,6,4>;

- a packing of the layers of hexagonal hyper-prisms - 6 HHp’LP:

6{Hp6 Hp6 C6 C6}-6{Hp Hp C C}, HHp’LP-24<1,14,30,24>-24<1,4,6,4>;

- a packing of the corrugated layers of Laves’s hyper-tetrahedrons with bitrigonal-pyramidal pores - 6 HLT’LP:

6{LT6 Tp6 Hp6 Hp6}-6{LT Tp Hp Hp}, HLT’LP-6<1,14,30,24>-6<1,4,6,4>.

Several examples of homological correlations and topologic transformations of the 2D nanostructures from polyhedrons and hyperpolyhedrons are the next:

1) topologic transformation from layers of hyper-cubes to its dual analog by splitting edge of cubes or hyper-cubes:

4{444}( {444} )^( {444}+2{844})^ 4{444}d ^ ({444}+2{844}) ^ 4{444},

4 HC’L^(HC’L+2 HHp’L)^4 HC’Ld^(HC’L+2 HHp’L)^4 HC’L;

2) topologic transformation between layers of trigonal and hexagonal hyper-prisms by splitting edge of trigonal prisms or hyper-prisms: 6{344}({644})^3{644}^(2{344}+2{644})^({344}+2{12.44})^3{644}d

6 HTp’L^3HHp’L^(2 HTp’L+2 HHp’L)^(HTp’L+2 HDp’L)^6 HTp’Ld;

3) topologic transformation between layers of trigonal and hexagonal hyper-prisms by splitting edge of hexagonal prisms or hyperprisms:

3{644}( {344} )^({344}+2{12.44} )^(2{ 344}+2{644})^3{644}<W6{344},

3HHp’L^(HTp’L+2 HDp’L)^(2 HTp’L+2 HHp’L)^3 HHp’L<W6 HTp’L;

4) topologic transformation between layers of complex from trigonal and hexagonal hyper-prisms to layers of hexagonal hyper-prisms by splitting edge of prisms or hyper-prisms:

(2{344}+2{644})({444})^({444}+{644}+{12.44})^({344}+{644}+2{444}) ^3{644},

(2 HTp’L+2 HHp’L)^(HTp’L+HHp’L+HDp’L)^(HTp’L+HHp’L+2 HC’L) ^ 3 HHp’L;

Several examples of homological correlations and topologic transformations of the 3D structures from polyhedrons and 3D nanostructures from hyper-polyhedrons are the next:

1) topologic transformation from layer’s packing of hyper-cubs to its dual analog by splitting edge of cubs or hyper-cubs:

8{444}( {444} )^(2{444} +4{ 844} )^8{444} <W(2{444} +4{844})^8{444},

8 HC’LP (HC)^(2 HC’LP+4 HHp’LP)^8 HC’LP<W(2 HC’LP+4 HHp’LP) ^4 HC’LP;

2) topologic transformation between layer’s packing of trigonal and hexagonal hyper-prisms by splitting edge of trigonal prisms or hyper-prisms:

12{344}({644})^6{644}^(4{344}+4{644})^(2{344}+4{12.44}) ^6{644}d

12HTp’LP (HHp)^6HHp’LP^(4HTp’LP+4HHp’LP)^- (2HTp’LP+4HDp’LP) ^12 HTp’LPd;

3) topologic transformation between layer’s packing of trigonal and hexagonal hyper-prisms by splitting edge of hexagonal prisms or hyper-prisms:

6{644}({344})^(2{344}+4{12.44})^(4{344}+4{644})^6{644}<W12{344},

6 HHp’LP (HTp)^(2 HTp’LP+4 HDp’LP)^(4 HTp’LP+4 HHp’LP) ^ 6HHp’LP<W12 HTp’LP;

4) topologic transformation between layer’s packing of complex from trigonal and hexagonal hyper-prisms to layer’s packing of hexagonal hyper-prisms by splitting edge of prisms or hyper-prisms:

(4{344}+4{644})({444})^(2{444}+2{644}+2{12.44})^- (2{344}+2{644}+4{444})^6{644},

(4 HTp’LP+4 HHp’LP) (HC)^(2 HTp’LP+2 HHp’LP+2 HDp’LP) ^ (2HTp’LP+2 HHp’LP+4 HC’LP)^6 HHp’LP.

Note, it’s possible, that the various structural anomalous and uniquely peculiarities of crystal chemical building of some organic and inorganic crystals are the result of manifestations in our 3D space of the some structural peculiarities of 4D structures or other hyperstructures with more high dimensions of the topologic space [7-12]. The receiving data about hyper-polyhedrons and its packing into 3D space are necessary for combinatorial modular design of the new chained and layered crystal structures. In particular, the theoretic

29

investigation of crystals with nonstandard stereochemistry, crystal chemistry and uniquely hyper-coordination of atoms is important for receiving of new substances with unusual chemic and physic properties [6, 7, 13-17].

References

1. Ivanov V.V., Talanov V.M. Principle of Modular Crystal Structure // Crystallography Reports, 2010. T.55. N.3. C.362-376.

2. Ivanov V.V., Talanov V.M. Algorithm of Choice of the Structural Module and Modular Design of Crystals // Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2010. T.55. N.6. C.915-924.

3. Ivanov V.V., Talanov V.M. Modular Building of Nanostructures: Information Codes and Combinatorial Design // In Russian journal Nanosistemu: Phizika, Khimia, Matematika, 2010. T.1. N.1. C.72-107.

4. Ivanov V.V., Talanov V.M., Gusarov V.V. Information and Structure in Nano-world: Modular Design of 2D Nanostructures and Fractal Lattices // In Russian journal Nanosistemu: Phizika, Khimia, Matematika, 2011. T.2. N.3. C.121-134.

5. Wells A. Structural inorganic chemistry, Oxford (UK): Clarendon, 1984. Translated under the title Strukturnaya neorganicheskaya khimiya, Moscow: Mir, 1988.

6. Ivanov V.V. Combinatorial Modeling of the Probable Structures of Inorganic Substances. Rostov-on-Don: Northern-Caucasian Science Center of Higher Institute of Learning, 2003.

7. Lord E.E., Mackey A.L., Ranganatan S. Novel geometry for modern materials. Moscow: FIZMATLIT. 2010.

8. Ivanov V.V., Talanov V.M. Symbolic Presentations of Hyper-polyhedra and Transformations of its Geometric Images into 3D Space // Advances in Current Natural Sciences, 2013. № 7. С.74-77.

9. Ivanov V.V., Talanov V.M. Receipt Algorithm of Probable Modular Cells of Crystal Structures from Simplex of 4D Space // Advances in Current Natural Sciences, 2013. № 6. С.61-63.

10. Ivanov V.V., Talanov V.M. Receipt of Probable Modular Cells from Semi-Regular Polytopes of 4D Space with One Intered Vertex of Its Symmetric Projective 3D Images // Advances in Current Natural Sciences, 2013. № 7. С.78-81.

11. Ivanov V.V., Talanov V.M. Receipt Algorithm of Probable Modular Cells of Crystal Structures from Hypercube of 4D Space // Advances in Current Natural Sciences, 2013. № 6. С.64-67.

12. Ivanov V.V., Talanov V.M. Receipt of Probable Fragments of Modular Cells from Hyper-Tetrahedron, Hyper-Octahedron and Trigonal Hyper-Prism of 4D Space // Advances in Current Natural Sciences, 2013. № 6. С.68-72.

13. Ivanov V.V., Balakai V.I., Ivanov A.V., Arzumanova A.V. Synergism in composite electrolytic nickel-boron-fluoroplastic coatings // Rus. J. Appl. Chem., 2006. Т.79. №4. С.610-613.

14. Ivanov V.V., Balakai V.I., Kurnakova N.Yu. et al. Synergetic effect in nickel-teflon composite electrolytic coatings // Rus. J. Appl. Chem., 2008. Т.81. № 12. С.2169-2171.

15. Balakai V.I., Ivanov V.V., Balakai I.V., Arzumanova A.V. Analysis of the phase disorder in electroplated nickel-boron coatings // Rus. J. Appl. Chem., 2009. Т.82. №.5. С.851-856.

16. Bespalova Zh.I., Ivanov V.V., Smirnitskaya I.V., et al. Fabrication of a titanium anode with an active coating based on mixed oxides of base metals // Rus. J. Appl. Chem., 2010. Т.83. N.2. С.242-246.

17. Ivanov V.V., Bespalova Zh.I., Smirnitskaya I.V., et al. Study of the composition of titanium anode with electrocatalytic coat based on cobalt, manganese, and nickel oxides // Rus. J. Appl. Chem., 2010. Т.83. N.5. С.831-834.

Банников Р.Ю.1, Максимов П.В.2

'Старший преподаватель; 2кандидат технических наук, доцент; Пермский национальный исследовательский политехнический

университет

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ ФОРМ КОЛЕБАНИЙ МАЯТНИКОВОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА

Аннотация

В статье рассмотрен маятниковый акселерометр, для которого решена задача об определении полей перемещений чувствительного элемента с учетом действия электростатический сил. Определены собственные частоты и формы колебаний. Показано, что основными являются первые три формы колебаний.

Ключевые слова: численные методы, динамика, собственные частоты и формы.

Bannikov R.Y.1, Maksimov P.V.2

'Assistant professor; 2PhD in engineering science, associate professor; Perm National Research Polytechnic University DEFINITION OF MODE SHAPES OF ACCELEROMETER

Abstract

The article describes the pendulum accelerometer. The article describes the pendulum accelerometer for which solved the problem of determining the displacement fields of sensing element with the action of electrostatic forces. Eigenfrequencies and mode shapes are identified. It is shown that the first three of them are basis modes shapes.

Keywords: numerical methods, dynamics, eigenvalues, mode shapes.

Объектом исследования является емкостной микромеханический акселерометр маятникового типа. Датчик предназначен для определения ускорения, направленного перпендикулярно плоскости его основания. Основными элементами прибора являются две пластины, соединенные парой упругих связей. Внешняя пластина является чувствительным элементом акселерометра и называется также маятником, внутренняя крепится к основанию прибора и является неподвижной. На внешней пластине располагается система обкладок, которая в сочетании с электродом, расположенным на корпусе прибора, составляет конденсаторы переменной емкости. При работе датчика внешняя пластина под действием ускорения отклоняется от первоначального положения, величина отклонения определяется путем измерения емкости конденсаторов, изменяющейся при сближении, либо удалении обкладок. Между обкладками конденсаторов возникают силы электростатического взаимодействия, вызванные разностью потенциалов, влияние которых приводит к дополнительному сближению обкладок, при этом величина этих сил зависит от напряженности поля и емкости конденсатора. Акселерометр предназначен для измерения ускорений в пределах от -10g до +10g, где g - естественное ускорение свободного падения. Материал элементов - кремний.

30

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.