Experimental evidence of ageing and slow restoration of the weak-contact configuration in tilted 3D granular packings

Granular packings slowly driven towards their instability threshold are studied using a digital imaging technique as well as a nonlinear acoustic method. The former method allows us to study grain rearrangements on the surface during the tilting and the latter enables to selectively probe the modifications of the weak-contact fraction in the material bulk. Gradual ageing of both the surface activity and the weak-contact reconfigurations is observed as a result of repeated tilt cycles up to a given angle smaller than the angle of avalanche. For an aged configuration reached after several consecutive tilt cycles, abrupt resumption of the on-surface activity and of the weak-contact rearrangements occurs when the packing is subsequently inclined beyond the previous maximal tilting angle. This behavior is compared with literature results from numerical simulations of inclined 2D packings. It is also found that the aged weak-contact configurations exhibit spontaneous restoration towards the initial state if the packing remains at rest for tens of minutes. When the packing is titled forth and back between zero and near-critical angles, instead of ageing, the weak-contact configuration exhibits "internal weak-contact avalanches" in the vicinity of both the near-critical and zero angles. By contrast, the stronger-contact skeleton remains stable

Computational analysis method of the electromagnetic field propagation and deformation of conductive bodies

Introduction. The electromagnetic field is an integral attribute of the operation of many technical and technological systems. The action of an electromagnetic field leads to deformation, a change in temperature, a change in the physical properties of the materials. Problem. High-intensity electromagnetic fields can cause such a strong deformation of conductive bodies that it can lead to irreversible shape change or destruction. This fact is used in a class of technological operations: electromagnetic forming. Here, both the workpiece and the equipment are subjected to intense force action. As a result, equipment elements may become inoperable. Goal. Creation of a computational analysis method of the electromagnetic field propagation in systems of conductive bodies and subsequent analysis of deformation. Application of this method to the study of processes in electromagnetic forming systems in order to determine rational operational parameters that provide the result of a technological operation. Methodology. A variational formulation of the problems of an electromagnetic field propagation and deformation of conductive bodies systems is used. Numerical modeling and analysis are performed using the finite element method. Results. In a general form, a system of resolving equations for the values of the vector magnetic potential and displacements is obtained. The influence of the electromagnetic field is taken into account by introducing electromagnetic forces. The results of calculations for a technological system designed for electromagnetic forming of curved thin-walled workpieces are presented. Originality. For the first time, a method of computational analysis is presented, which involves modeling within the framework of one design scheme both the process of electromagnetic field propagation and the process of deformation. Practical significance. The proposed method of computational analysis can be used for various technological systems of electromagnetic forming in order to determine the rational parameters that ensure both the operability of the equipment and the purpose of the technological operation - the necessary shaping of the workpiece.Вступ. Електромагнітне поле є невід'ємним атрибутом роботи багатьох технічних і технологічних систем. Дія електромагнітного поля призводить до деформації, зміни температури, зміни фізичних властивостей матеріалів. Проблема. Електромагнітні поля високої інтенсивності можуть викликати настільки сильну деформацію провідних тіл, що це може призвести до незворотної зміни форми або руйнування. Цей факт використовується в класі технологічних операцій: електромагнітна обробка. Тут як заготовка, так і обладнання піддаються інтенсивній силовій дії. В результаті елементи обладнання можуть виходити з ладу. Мета. Створення методу розрахункового аналізу поширення електромагнітного поля в системах провідних тіл і подальшого аналізу деформування. Застосування цього методу для дослідження процесів в системах електромагнітної обробки з метою визначення раціональних робочих параметрів, що забезпечують результат технологічної операції. Методологія. Використано варіаційну постановку задач про поширення електромагнітного поля та деформування систем провідних тіл. Чисельне моделювання та аналіз виконано методом скінченних елементів. Результати. У загальному вигляді отримано систему визначальних рівнянь для значень векторного магнітного потенціалу та переміщень. Вплив електромагнітного поля враховується введенням електромагнітних сил. Наведено результати розрахунків для технологічної системи електромагнітної обробки вигнутих тонкостінних заготовок. Оригінальність. Вперше представлено метод розрахункового аналізу, який передбачає моделювання в рамках єдиної розрахункової схеми як процесу поширення електромагнітного поля, так і процесу деформування. Практичне значення. Запропонований метод розрахункового аналізу може бути використаний для різних технологічних систем електромагнітного формування з метою визначення раціональних параметрів, що забезпечують як працездатність обладнання, так і мету технологічної операції – необхідне формоутворення заготовки

Boundary resistance in magnetic multilayers

Quasiclassical boundary conditions for electrochemical potentials at the interface between diffusive ferromagnetic and non-magnetic metals are derived for the first time. An expression for the boundary resistance accurately accounts for the momentum conservation law as well as essential gradients of the chemical potentials. Conditions are established at which spin-asymmetry of the boundary resistance has positive or negative sign. Dependence of the spin asymmetry and the absolute value of the boundary resistance on the exchange splitting of the conduction band opens up new possibility to estimate spin polarization of the conduction band of ferromagnetic metals. Consistency of the theory is checked on existing experimental data.Comment: 8 pages, 3 figures, designed using IOPART styl

Anatomy of point-contact Andreev reflection spectroscopy from the experimental point of view (review)

We review application of point-contact Andreev-reflection spectroscopy to study elemental superconductors, where theoretical conditions for the smallness of the point-contact size with respect to the characteristic lengths in the superconductor can be satisfied. We discuss existing theoretical models and identify new issues that have to be solved, especially when applying this method to investigate more complex superconductors. We will also demonstrate that some aspects of point-contact Andreev-reflection spectroscopy still need to be addressed even when investigating ordinary metals.Comment: 20 pages, 18 figs. V2: Ref.60 and footnote 3 are added, a number of minor fixe