Preview

Вестник Донского государственного технического университета

Расширенный поиск
Том 17, № 4 (2017)
Скачать выпуск PDF

МЕХАНИКА

5-13 66
Аннотация
Введение. Исследованы резонансные частоты продольных колебаний системы, состоящей из цепочки разных по геометрическим и физическим параметрам элементов: пьезокерамического, упругих и акустического. Проведено сравнение результатов в пакетах COMSOL и ACELAN. Оценена зависимость значения первой собственной частоты от геометрических параметров. Исследовано влияние динамической вязкости на АЧХ продольных колебаний. Материалы и методы. Для исследования выбрана система упругих и акустических элементов, позволяющая описывать работу ультразвукового режущего устройства. Возбудителем колебаний выступает пьезокерамический преобразователь, совершающий колебания по толщине. Концентратор колебаний и стержневой элемент принимаются в качестве упругих элементов и выполнены из нержавеющей стали. Имитатором режущего элемента выступает акустическая жидкость. Проведен модальный и гармонический анализ сложной системы, состоящей из разных по физическим свойствам элементов. Результаты исследования. Построены осесимметричная и трехмерная конечноэлементные модели исследуемой системы. Для концентратора колебаний предложены различные виды кривизны и толщины звена с изменяемой формой поверхности. Получены первые собственные частоты продольных колебаний стержневого элемента, контактирующего с акустической жидкостью. Установлено хорошее согласие с результатами работы конечноэлементного пакета ACELAN. Получены амплитудно-частотные характеристики колебаний концевой части вблизи первой резонансной частоты. Отмечено, что вязкость акустической среды мало влияет на амплитуду колебаний упругого стержня и совсем не влияет на резонансную частоту. Обсуждение и заключения. Гармонический и модальный анализ показал, что высокочастотные продольные колебания стержневого элемента значительно зависят от тангенса угла потерь упругих элементов и слабо зависят от вязкости контактирующей акустической среды. Полученные результаты могут представлять интерес при конструировании ультразвуковых режущих медицинских приборов.
14-21 63
Аннотация
Введение. Статья посвящена определению полного набора всех десяти электроупругих модулей поляризованной керамики, который необходим для анализа работы пьезокерамических чувствительных элементов различных приборов при численном решении краевых задач методом конечных элементов. Целью данной работы является создание нового метода определения констант пьезокерамических материалов, основанного на измерении частот резонансов и первых низкочастотных антирезонансных частот только на одном образце в виде кольца. Материалы и методы. Предложен новый метод определения полного набора упругих, пьезоэлектрических, диэлектрических модулей поляризованной пьезокерамики. При этом используется только один образец. Метод определения констант керамики основан на измерении резонансных частот и первого низкочастотного антирезонанса для элемента в виде кольца с осевой поляризацией. Первые семь констант, кроме сдвиговых, измеряют для кольца с электродами на торцах. Сдвиговые модули измеряют на том же кольце, но с новыми электродами на боковых цилиндрических поверхностях. Старые электроды на торцах удаляются. Для проверки корректности методики используется программа ANSYS , реализующая метод конечных элементов. Результаты исследования. Для пьезокерамики PZT 4 приведен полный набор констант, определенных новым методом - с использованием только одного образца. Погрешность определения констант, как правило, не превышает 1 Обсуждение и заключения. В работе приведены результаты исследований нового обоснованного численного метода и алгоритма определения полного набора совместимых материальных констант пьезокерамики на одном образце в виде кольца с различными электродами. Главное достоинство данного метода - для определения полного набора модулей пьезокерамики используется только один образец. В других методах измеренные модули пьезокерамики не являются совместимыми в силу того, что частоты резонансов и антирезонансов измеряются на трех различных по геометрии и степени поляризации образцах.

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

22-33 58
Аннотация
Введение. Проблемы динамики процесса резания, рассматриваемые в единстве устойчивости равновесия в подвижной системе координат, определяемой траекториями исполнительных элементов станка, а также свойств притягивающих множеств, формируемых в окрестности точки равновесия, являлись предметом многочисленных исследований. В отличие от этих работ, в данной статье обсуждается проблема формирования притягивающих множеств, формируемых в динамической системе резания, в которой траектории движения исполнительных элементов станка являются возмущенными периодическими колебательными смещениями шпиндельной группы. Эти возмущения во многом определяются биениями шпиндельной группы. Они вызывают периодические колебательные смещения инструмента относительно обрабатываемой детали и в совокупности с динамическими свойствами системы приводят к различным динамическим эффектам. Во-первых, за счет параметрического самовозбуждения возможна потеря устойчивости установившихся стационарных траекторий периодических деформационных смещений. Во-вторых, в зависимости от частоты и амплитуды пространственных биений шпиндельной группы, возможны формирования притягивающих множеств типа предельных циклов и инвариантных торов и их вырождение. Наконец, при вариациях частоты имеют место бифуркации удвоения периода колебаний и, как следствие, образование хаотических аттракторов. Причем их формирование является чрезвычайно чувствительным, как к параметрам взаимодействующих через процесс резания подсистем со стороны инструмента и обрабатываемой детали, так к параметрам динамической связи формируемой процессом резания. Материалы и методы. Свойства притягивающих множеств и законы их формирования изучаются на основе цифрового моделирования. Для этого приводится математическая модель возмущенной системы, а также результаты изучения формирования притягивающих множеств в динамической системе резания на примере процесса точения. Результаты исследования. Приводятся примеры влияния биений на притягивающие множества системы, в том числе рассматриваются бифуркации системы в зависимости от параметров возмущений.
34-43 50
Аннотация
Введение. Современные методы и средства лазерной интерферометрии открывают новые возможности при исследовании свойств и процессов дефектообразования в новых материалах (слоистых, полимерных, композиционных), диагностики состояния конструкционных материалов силовых элементов изделий на всех этапах их жизненного цикла. Одним из направлений повышения качества результатов измерений может быть внедрение нового программного обеспечения (ПО) для анализа результатов измерений интенсивностей оптических полей интерференционных картин, однозначно связанных с измеряемыми малыми перемещениями поверхностей объектов контроля. Целью работы являлось создание нового ПО. В данном случае оно предназначено для обработки результатов измерений интенсивностей оптических полей интерференционных картин, создаваемых оптическими средствами измерений малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов. Решение основано на лазерном двухходовом интерферометре с совмещенными ветвями, что позволяет повысить качество результатов измерений. Материалы и методы. Для достижения поставленной цели применено современное ПО, использованы результаты, полученные новыми средствами измерений на основе новых оптических интерференционных методов. Результаты исследования . Создано ПО для обработки результатов измерений интенсивностей оптических полей интерференционных картин, создаваемых оптическими средствами измерений малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов. Новый программный продукт, позволяющий повысить качество результатов измерений, защищен свидетельствами Российской Федерации о государственной регистрации программ для ЭВМ. Обсуждение и заключение . Предлагаемое ПО может быть успешно использовано для моделирования процессов измерений малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов контроля при создании новых методов обработки интенсивностей оптических полей интерференционных картин, создаваемых оптическими средствами измерений, построенными на основе лазерных интерферометров различных типов. Описанные в статье ПО и технические решения прошли апробацию на международных научно-технических конференциях в 2016-2017 гг., были представлены на Международных инновационных салонах «Inventions Geneva 2017» и «Euroinvent 2017».
44-49 48
Аннотация
Введение: Работа посвящена проблеме неравномерности подачи хлебной массы на обмолот, что приводит к росту потерь зерна в процессе зерноуборочных работ. Целью данных исследований является выявление закономерностей влияния изменения секундной подачи на обмолот как по длине барабана, так и по ширине. В результате чего появляется возможность получения графиков оптимального профиля среза транспортирующего устройства, что обеспечивает равномерность подачи зерновой массы на начальных стадиях обмолота. Материалы и методы. Приведены исследования равномерного распределения зерновой массы в процессе обмолота тангенциально-аксиальным сепарирующим устройством по зонам в зависимости от изменения величины секундной подачи. Получение качественных показателей обмолота достигалось путем оптимизации профиля среза. Использовались полученные экспериментальные данные, обработка которых дала возможность определить оптимальный профиль среза. Результаты исследования: По результатам экспериментов построены графики профиля среза транспортирующего устройства от различных величин секундной подачи (4-12 кг/с), получены уравнения этих прямых, построен усредненный профиль среза для всей группы кривых от величины подачи хлебной массы. Обсуждение и заключения. В результате исследований профилей среза транспортирующего устройства от величины секундной подачи было выведено уравнение кривой среза для равномерной подачи хлебной массы на обмолот. Коэффициент достоверности аппроксимации показал высокие показатели точности аппроксимации.
50-60 55
Аннотация
Введение. Рассматриваются вопросы повышения надежности исследования поведения органических примесей теплоносителя и оперативного контроля их концентраций на ТЭС и ТЭЦ. Выполнен анализ возможных причин появления органических веществ в питательной, котловой воде и в паре энергоустановок. Изучено поведение характерных примесей в жидкой и паровой фазах при высоких температурах. Материалы и методы. Выполнен анализ существующих методов и устройств контроля содержания органических примесей теплоносителя в контурах ТЭС и ТЭЦ. Результаты исследования. Предложены способы совершенствования существующих методов и устройств контроля с учетом их достоинств и недостатков. При контроле процесса термолиза потенциально кислых органических примесей в жидкой и паровой фазах рекомендовано использовать усовершенствованную авторами установку Всероссийского технологического института. При этом кондуктометрический контроль процесса термолиза в паровой фазе при различных температурах на прямоточных котлах следует вести по показаниям кондуктометрического охлаждаемого датчика, размещенного в контролируемом паре. Для упрощения исследования процесса перехода органических примесей из кипящей воды в насыщенный пар предложен метод одновременного измерения удельной электропроводности воды и конденсата пара в охлаждаемом кондуктометрическом датчике. Все это позволит получать объективную информацию о поведении органических примесей в пароводяном тракте энергоблоков, о ходе процесса термолиза и об источниках поступления опасных примесей в котел. Кроме того, с учетом результатов данной работы могут быть расширены возможности исследования поведения потенциально кислых веществ и контроля их содержания в воде и в паре. Обсуждение и заключения . Усовершенствованные устройства контроля могут быть использованы в качестве дополнения к существующим для совместной работы в системах химико-технологического мониторинга энергоблоков. Предложен способ совершенствования систем регулирования режимов работы испарительных установок при термической очистке вод от органических примесей - главным образом с целью снижения содержания потенциально кислых веществ в паре и конденсате установок. Для этого рекомендовано использовать ранее разработанные авторами датчики контроля.
61-68 51
Аннотация
Введение. В статье рассматриваются метод и результаты аэродинамического исследования вертикально-осевых ветроэнергетических установок (ВЭУ) с осесимметричным статором. Цель работы - демонстрация перспективности использования вертикально-осевых ветроэнергетических установок указанного типа в народном хозяйстве. Материалы и методы. Для выполнения поставленных задач использовался метод виртуальной аэродинамической обдувки и соответствующей оптимизации конструкции по заданному критерию. В рамках указанного метода выполнены численные аэродинамические исследования одиночного ротора заданного типа, а также рассматриваемой системы «ротор + раструб» до и после оптимизации при заданных параметрах невозмущенного потока и вращения ротора. При сопоставлении мощности полученной оптимизированной конструкции ВЭУ с аналогами при прочих равных условиях использован метод аэродинамического подобия. Результаты исследования . Получены характерные картины аэродинамического обтекания исследованного типа ВЭУ до и после оптимизации. Рассмотрены характерные распределения скалярных и векторных полей при заданных параметрах невозмущенного потока и вращения ротора. Построены графики зависимостей от линейной скорости набегающего потока для проекций момента на валу ротора (при стандартной и оптимизированной формах ВЭУ), а также для соответствующих полезной и побочной мощностей. Проведено сравнение по мощности рассматриваемой оптимизированной ВЭУ с аналогами при прочих равных условиях. Обсуждение и заключения . Показана перспективность использования вертикально-осевых ВЭУ с осесимметричным статором, предназначенным для создания полезной интерференции с ротором с целью увеличения полезной мощности на валу. Такие ветроэнергетические установки не только не уступают, но и могут превосходить, по крайней мере в среднем, соответствующие классические вертикально-осевые конструкции.
69-76 57
Аннотация
Введение. Для механизации и автоматизации технологических процессов, ввиду известных преимуществ, активно используются пневматические приводы. Однако значительная инерционность выходного звена пневмопривода, а также сжимаемость рабочей среды негативно сказываются на быстродействии привода и затрудняют безударный останов. Эта особенность обусловила наличие большого количества способов торможения выходного звена пневмопривода. Способ торможения противодавлением представляет интерес с точки зрения рекуперации энергии сжатого при торможении воздуха в дополнительный объем. Целью работы являлось выявление зависимости между начальными параметрами дополнительного объема и энергоскоростными характеристиками пневмопривода при торможении противодавлением. Материалы и методы. Спланирован и проведен вычислительный двухфакторный эксперимент. В качестве независимых факторов принимались начальное давление и геометрический объем дополнительного объема. Факторы варьировались на трех уровнях. Быстродействие оценивалось по времени перемещения, а энергоемкость - по назначенному безразмерному критерию. Для описания зависимости факторов и критериев составлены и решены уравнения регрессии. Результаты исследований. Получены и представлены функциональные и графические зависимости энергоскоростных характеристик пневмопривода от параметров дополнительного объема, определены их рациональные значения. Установлено, что: 1. Максимальное быстродействие пневмопривода достигается при начальных параметрах дополнительного объема: рак=5×105Па и Vак=42 ×10-6м3. 2. Минимальным энергетическим затратам в пневмопроиводе соответствуют следующие начальные параметры дополнительного объема: рак=2 ×105Па и Vак=210×10-6м3. Обсуждение и заключения . При торможении противодавлением изменение начальных параметров дополнительного объема влияет на энергоскоростные характеристики пневмопривода.
77-82 50
Аннотация
Введение. Рассматривается проблема герметичного соединения трубопроводов и рукавов высокого давления (РВД), применяемых в различных областях жизнедеятельности человека. Особенность эксплуатации трубопроводов высокого давления в оборудовании нефтегазового комплекса заключается в следующем. При температуре окружающей среды ниже минус 50 ºC необходимо пропускать тысячи тонн пластовой жидкости, нагретой до 200-250 ºC и содержащей агрессивные среды, абразив и сильно минерализованную воду. Материалы и методы. Рассматриваются различные конструкции металлических уплотнителей, применяемых в соединениях трубопроводов высокого давления. Соединения, широко используемые для трубопроводов, не выдерживают давления выше 20-60 Мпа. При этом в трубопроводах нефтепромышленного оборудования давление может превышать 100 МПа. Особенностью использования рассматриваемых соединений является снижение их прочности с увеличением диаметра. Указанные недостатки ограничивают использование перечисленных схем уплотнения. Ремонт таких соединений в полевых условиях, например, при эксплуатации нефтегазового оборудования, практически невозможен. В данном случае требуется применение быстроразъемных соединений (БРС), для разборки которых достаточно наличия ключей. Результаты исследования. Для решения указанных проблем создана и запатентована принципиально новая схема уплотнения соединения трубопроводов и РВД. Основным элементом запатентованного устройства является ступенчатая втулка, позволяющая надежно герметизировать соединение трубопроводов и РВД. Ступенчатая втулка (уплотнитель) должна быть изготовлена из высоколегированной стали по аналогии с прокладкой во фланцевых соединениях и может быть закалена, что позволит увеличить прочность рассматриваемых соединений и эксплуатировать их в условиях низких температур. Обсуждение и заключение. Сравнительный анализ конструкций уплотнительных элементов показывает преимущества предлагаемого уплотнителя. Для его практического применения необходимо выполнить оптимизацию формы и размеров ступенчатой втулки с целью обеспечения герметичности при заданных давлениях, а также определить необходимую силу затяжки резьбы для обеспечения надежной работы узла.
83-88 46
Аннотация
Введение. Химическая декоративная обработка стали заключается в окрашивании стальных изделий и нанесении на поверхность оксидных пленок для создания привлекательного вида и защиты изделия от ржавчины. Окрашивание водными растворами органических соединений меди обладает особенностью: окраска покрытия меняется в зависимости от времени выдержки в растворе, что связано с изменением толщины формирующегося оксидного слоя, в котором возникают явления интерференции. Для широкого применения данного способа необходимы исследования связи режимов окрашивания с получаемым цветом покрытия. Целью настоящей работы является установление связи между окраской покрытия, получаемого из щелочных медьсодержащих растворов, и их количественным и качественным фазовым составом. Материалы и методы. Фазовый состав получаемых покрытий исследовали методом локального электрохимического анализа (ЛЭА), основанного на катодном восстановлении оксидных фаз покрытий в гальваноимпульсном режиме с помощью датчика прижимной конструкции. В полученных импульсных хронопотенциограммах рассматривали значения потенциала в момент паузы и сопоставляли эти значения со стандартными потенциалами различных редокс-пар оксидов меди. Результаты исследования. Анализируемые покрытия формировались в течение разного времени выдержки образца в растворе и имели разную окраску. Данные редокс-пары соответствуют: [Сu(OH)4]2-/Cu - адсорбционному слою гидроксокупрат-анионов на поверхности электроосажденной на сталь меди; Cu(OH)2/Cu - адсорбционному слою гидроксида меди на поверхности электроосажденной меди; Cu2О/Cu - оксидной пленке оксида меди (I) на меди. Это позволяет сделать вывод о составе цветных покрытий на исследованных образцах. Коричневая, фиолетовая и синяя пленки, формирующиеся в начальный период выдержки медного покрытия в растворе, содержат адсорбированные гидроксокупрат и гидроксид меди. Голубая, желтая и сиреневая пленки, формирующиеся более длительное время, содержат кроме этих фаз оксид меди (I). Обсуждение и заключение. Из полученных данных следует, что управление временем смены окраски, необходимое в различных технологических приложениях, может осуществляться за счет изменения концентрации сульфата меди, а также органического восстановителя. На механизм окрашивания покрытий оказывают влияние адсорбционные слои, формирующиеся на поверхности стали. Изменяя время выдержки образца в электролите, можно управлять фазовым составом адсорбционных слоев, а, следовательно, влиять на окрашиваемость покрытия.

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

89-96 52
Аннотация
Введение. При решении задач, требующих обработки большого объема данных, возникает проблема получения решения за приемлемое время. Одним из способов выполнения ограничения на временной ресурс является разделение всего объема вычислений между несколькими центрами обработки данных. Следовательно, задача разработки методов повышения быстродействия вычислительных систем и эффективности их использования является актуальной. В настоящей работе рассматривается разработка системы распределенных вычислений для обеспечения решения обратных задач в области механики разрушений. Целями работы являются проектирование и расчетно-экспериментальное обоснование системы для решения узко специализированного типа задач. В работе применяются такие программные комплексы как ANSYS , COMSOL и FlexPDE . Методология. Предложена методология, позволяющая использовать в качестве центров обработки обычные ПК, а не специализированные машины с предустановленным аппаратным обеспечением. Система не накладывает особых требований к аппаратной части компьютеров. Для функционирования системы необходима связь между ПК. Наличие качественной высокоскоростной сети является желательным, так как это упрощает процесс развертывания системы и увеличивает производительность вычислительного процесса. Проведен расчет конечно-элементной модели с большим набором параметров. Результаты исследования . Разработано новое программное обеспечение для обеспечения решения обратных задач в области механики разрушений. Реализована возможность использования системы для решения более широкого спектра задач. Были учтены особенности аналогичного ПО с целью повышения отказоустойчивости и уменьшения издержек, не связанных с решением задачи. Исполняющий модуль системы проводит вычисления в многопоточном режиме, поэтому аппаратные возможности вычислительных средств используются максимально рационально. Простота организации формата хранения данных и передачи их по сети позволила достигнуть наиболее оптимального использования доступных ресурсов. Обсуждение и заключения . Разработанная система распределенных вычислений применена при проведении конечно-элементного моделирования распространения ультразвуковой волны в стенке трубы с тонким внешним покрытием. В системе предусмотрено резервное копирование данных, что позволило сократить возможные потери расчетных данных при отказе некоторых компонентов системы.
97-106 64
Аннотация
Введение. Статья посвящена решению задачи идентификации телевизионных изображений при создании автономных роботов, систем технического зрения и систем анализа изображений с помехами. Речь идет, например, о сложных условиях наблюдения, затрудняющих процесс регистрации, и об отсутствии априорных сведений относительно вида фоновых шумов. Цель исследования - разработка и оценка эффективности метода выделения контуров изображения (двумерного сигнала) на фоне импульсных шумов с использованием математического аппарата кубических В-сплайнов. Материалы и методы. При наличии интенсивных фоновых шумов сплайн-аппроксимация дискретных значений сигналов и изображений, как правило, непродуктивна и приводит к большим погрешностям. При этом метод дифференцирования строки изображения на фоне шума позволяет с достаточной точностью вычислить производную сигнала. С учетом информации о поведении первой производной определены локальные максимумы в строке изображения на фоне шума. Задача выделения контуров телевизионных изображений решена новым методом сплайн-дифференцирования. Для этого матрица изображения разбита на строки и столбцы, выполнено дифференцирование, и затем вычислены операторы выделения контуров. В отличие от известных подходов при дифференцировании учтена информация об интенсивности во всей строке изображения. Это позволяет минимизировать влияние шума. Контуры изображения определены с использованием градиента интенсивности. Полученный алгоритм сплайн-дифференцирования использован для математического моделирования. Результаты исследования. Авторы данной работы впервые предложили высокоточный метод цифрового дифференцирования двумерных сигналов. Такой подход позволяет с достаточно высокой точностью вычислять значения производной двумерного сигнала и его градиент. При этом нет необходимости пользоваться стандартными процедурами численного дифференцирования, которые сами по себе являются некорректными. Тестовое изображение Lena , искаженное импульсными шумами «битые пиксели» и «соль-перец», обработано оператором Собеля и методом сплайн-дифференцирования. Значения еско , SNR и SNRF сведены в таблицы и проанализированы. Для тестового изображения Lena выигрыш в децибелах составил: по СКО еско - 1,6÷2,7; по отношению пиковый сигнал/шум SNR - 8÷9,4; по отношению пиковый сигнал/шум по СКО фона SNRF - 11÷12. Обсуждения и заключения. В условиях стремительного развития микропроцессорной техники по-новому применяются задачи, решаемые с помощью систем технического зрения. Это подтверждает актуальность исследований в области повышения эффективности и устойчивости методов и алгоритмов цифровой обработки двумерных сигналов. Эксперименты показали, что представленный метод имеет значительно более высокую помехоустойчивость, чем алгоритмы, основанные на стандартных процедурах дифференцирования.
107-115 61
Аннотация
Введение. Работа посвящена решению задачи подбора математической модели источника ошибок, адекватно отображающей заданный канал связи. Это многопараметрическая задача, решение которой аналитическими методами весьма затруднительно. Предлагается решать данную задачу в рамках информационной системы оценки применимости схем помехоустойчивого кодирования на основе последовательности ошибок, полученной из реального канала связи. Целью работы является развитие методов подбора средств помехоустойчивой защиты в системах передачи данных. Основная задача состоит в построении модификации информационной системы оценки применимости схем помехоустойчивого кодирования, позволяющей по потоку ошибок, полученному из реального канала связи, выбрать наиболее близкую математическую модель источника ошибок и на основе компьютерных имитационных экспериментов решить задачу согласования параметров помехоустойчивого кодека и характеристик конкретного канала связи. Отметим, что выбор помехоустойчивых методов предполагает выбор не только алгебраического кода, но и алгоритмов его кодирования и декодирования. Результаты использования помехоустойчивых методов зависят от интенсивности и структуры ошибок, действующих в канале передачи. Материалы и методы. Основой описанной информационной системы является специализированный программный комплекс, основанный на имитационном моделировании помехоустойчивых каналов связи. Поставленная задача решается добавлением в информационную систему модуля подбора модели источника ошибок. В основе работы модуля подбора лежит разработанный алгоритм выбора адекватной математической модели источника ошибок, использующий методы теории скрытых полумарковских моделей, в частности, решение задачи оценивания. Результаты исследования . Результатом работы является построенная модификация информационной системы оценки применимости схем помехоустойчивого кодирования, которая позволяет в автоматическом режиме из списка доступных методов помехоустойчивой защиты подбирать подходящий метод для конкретной системы передачи данных. Обсуждение и заключения . Полученные результаты могут быть применены при проектировании цифровых систем связи. Построенная информационная система позволяет автоматизировать процесс подбора алгоритмических методов помехоустойчивого кодирования в системах передачи данных.
116-121 92
Аннотация
Введение. Сформулировано решение задачи повышения эффективности системы защиты информации на предприятии путем своевременного выявления существенных факторов, влияющих на уровень информационной безопасности. Целью работы является разработка имитационной модели, отражающей влияние различных факторов, обусловленных показателями перспективности выбранной области деятельности организации, на эффективность функционирования системы защиты информации. Материалы и методы. Имитационная модель реализована с использованием техники системной динамики в виде потоковой диаграммы. В качестве исходных данных предложено использовать обобщенные экспертные оценки перспективности направления деятельности. В модели применяются три системных уровня, которые определяют переменные состояния системы: степень эффективности системы защиты информации, бюджет организации на средства защиты информации и оценка качеств потенциальных нарушителей информационной безопасности. Также вводятся дополнительные параметры и переменные разрабатываемой модели: ценность информации, обрабатываемой в организации; оценка количества инцидентов информационной безопасности; текущие затраты на систему защиты информации; постоянный бюджет на систему защиты информации. Результаты исследования. В качестве среды имитационного моделирования был выбран пакет Vensim . Анализ результатов моделирования показал, что характеристики области деятельности и качество информации, циркулирующей в информационной системе предприятия, напрямую определяют интерес со стороны потенциальных нарушителей, что приводит к необходимости четкого планирования и корректировки затрат на систему защиты информации. Таким образом, продемонстрирована возможность практического использования разработанной модели для оценки уровня информационной безопасности предприятий, осуществляющих свою деятельность в любой области. Отмечена необходимость привлечения экспертов с целью формирования оценок показателей перспективности возможных областей деятельности конкретной организации, проведения аудита ее системы защиты. Обсуждение и заключения. Реализация имитаций разработанной модели с различными начальными условиями и входными данными позволила определить динамику изменения информационной безопасности, обеспечить своевременное и эффективное развитие системы защиты, поддержку принятия решений специалистами службы безопасности при планировании расходов на защиту информации и изменений политики безопасности организации.

БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

122-128 57
Аннотация

В ведение. Общественный сектор производства электроэнергии и  тепла ЕС (PEAHP) в основном основан на традиционном  сжигании топлива и отвечает за 30% ежегодной эмиссии CO2.  PEAHP играет важную роль в достижении будущего  низкоуглеродного угля в ЕС. Материалы и методы. Данные о  выбросах CO2 и потреблении энергии в течение двух  десятилетий в ЕС были проанализированы в каждом SМ  (государство-член ЕС), в соответствии с отраслевым докладом  Европейского агентства по окружающей среде [1]. База данных  включает инвентаризацию выбросов и потребления энергии с  1990 по 2011 год для 26 стран ЕС. Статистические данные оценивались, сравнивались и отображались, чтобы  показать долгосрочные обзоры и тенденции эмиссии CO2. Результаты исследования. Количество выброса CO2 в ЕС состоит из суммы выбросов в каждой SМ в ЕС. CO2 разнообразен, в частности, в европейских странах.  Благодаря деятельности ЕС в области климата выбросы CO2 при сжигании топлива из PEAHP уменьшились, в то время как общее потребление энергии было увеличено. Обсуждение и  заключения. Для достижения нулевого выброса в ЕС необходимо  продолжить реализацию инвентаризации выбросов и выявить  тенденцию изменения выбросов CO2. Анализ базы данных за два  десятилетия имеет важное значение для разработки будущих  сценариев и корректировки способов достижения целей,  направленных на минимизацию последствий в каждой отдельно взятой стране ЕС.

129-135 58
Аннотация
Введение. Рассмотрен перспективный способ обеззараживания стоков животноводства. Суть способа заключается в комплексном физико-химическом воздействии переменного магнитного поля в сочетании с химическим реагентом. Устройством реализации предложенного способа является индуктор. В качестве параметра, характеризующего энергетическую эффективность технологического процесса обеззараживания стоков животноводства, выбрана удельная электрическая энергоёмкость. Для повышения эффективности исследования технологического процесса обеззараживания стоков животноводства предлагается использовать математическую теорию планирования эксперимента. Материалы и методы. В ходе проведения данного исследования использовались методы: инструментального, прямого и косвенного измерения, статистической обработки данных, математическая теория планирования эксперимента. Результаты исследования. Экспериментально исследовано влияние технологических факторов на энергетическую эффективность технологического процесса обеззараживания стоков животноводства. На основании полученных данных выполнено ранжирование по силе влияния технологических факторов на удельную электрическую энергоёмкость процесса. Установлена несущественная степень влияния оценок коэффициентов парного взаимодействия, на что указывает их отсутствие в математической модели. Обсуждения и заключения. Создана математическая модель технологического процесса обеззараживания стоков животноводства, позволяющая оценить влияния технологических факторов на удельную электрическую энергоёмкость процесса обеззараживания.
136-143 97
Аннотация
Введение. В статье рассматриваются вопросы обеспечения безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов в связи с изменениями законодательно-нормативной базы, допускающими компромиссные решения в случае отступления от требований промышленной безопасности. Материалы и методы. Приведен пример обоснования безопасности при эксплуатации грузоподъемных кранов с учетом введения в действие федеральных норм и правил в части новых требований к зонам безопасности. Использованы материалы обследования объекта, эксплуатируемого с отступлениями от требований промышленной безопасности при работе козлового крана. Применен метод экспертной оценки частоты неблагоприятного события, позволяющий разработать рекомендации по уменьшению риска. Результаты исследования . При обосновании безопасности опасного производственного объекта определены необходимые организационные и технические меры (барьеры безопасности), включающие сведения о технологических защитах, блокировках, системах автоматической защиты. Перечислены требования к квалификации персонала по организации безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. Обсуждение и заключения . Полученные результаты применимы на объектах, эксплуатирующих грузоподъемные краны, с целью снижения вероятности аварий и несчастных случаев. Обоснование безопасности дает четкое понимание и объективную оценку возможных рисков аварий и их последствий. С учетом полученных данных могут быть оптимизированы существующие условия работы, решены вопросы дальнейшей безопасной эксплуатации.
144-150 68
Аннотация
Введение. Для г. Санкт-Петербурга характерен климат с морскими чертами. Отмеченная в последнее десятилетие неустойчивость погодно-климатических условий обусловила актуальность данной работы, цель которой - построение схем для определения ожидаемого уровня загрязнения атмосферного воздуха Санкт-Петербурга по методу «дерево принятия решения». Материалы и методы . Изучены и обработаны срочные данные метеорологических наблюдений, выполненных на станции 26063 (г. Санкт-Петербург) с 2006 по 2014 гг. В рамках исследования рассмотрены данные по вертикальному профилю атмосферы, получаемые путем радиозондирования атмосферы г. Санкт-Петербурга в 00.00 и 12.00 UTC (Всемирного скоординированного времени) на станции Воейково. Результаты исследования . В ходе работы была установлена зависимость формирования уровня загрязнения атмосферного воздуха от синоптического процесса и инерционного фактора, что позволило сформировать схемы прогноза уровня загрязнения воздуха в виде «дерева принятия решения» экспертным путем. Оправдываемость прогностического определения ожидаемой группы загрязнения атмосферного воздуха по Санкт-Петербургу была рассчитана на зависимом материале и составила для холодного периода года 90 % (ночные часы) и 91 % (дневные часы); для теплого периода года - 84 % (ночные часы) и 87 % (дневные часы). Это говорит о том, что предлагаемые схемы позволяют получить более эффективный прогноз уровня загрязнения атмосферного воздуха в холодный период года. Обсуждение и заключения . В заключении сформулированы выводы и перечислены основные результаты. - Сформированы архивы исходных стандартных метеорологических данных и данных радиозондирования атмосферы, а также синоптических положений и сведений об уровне загрязнения атмосферного воздуха Санкт-Петербурга за период с 2006 по 2014 гг. - Установлены группы синоптических процессов, характерные для Санкт-Петербурга с 2006 по 2014 гг. - Разработаны схемы прогноза уровня загрязнения атмосферного воздуха по методу «дерево принятия решения» с оправдываемостью 84-91 %. Результаты работы применимы для прогноза уровня загрязнения городского воздуха.
151-157 52
Аннотация
Введение. Звуковое поле в рабочей зоне операторов оборудования (в частности, при шарико-стержневом упрочнении узлов колесных пар) формируется одновременным излучением звуковой энергии из двух источников. Первый: акустическая подсистема «упрочняемая заготовка - упрочнитель». Второй: все элементы несущей системы станков - в частности, корпуса шпиндельных бабок, станины и т. д. При измерении уровней звукового давления определить вклад каждого отдельного источника практически невозможно, поэтому необходимо провести экспериментальные исследования распределения вибраций по всей несущей системе станка - как на холостом ходу, так и при реализации технологического процесса. Материалы и методы. Измерения уровней вибраций проводились при определенных технологических операциях. Обработка поверхностей катания выполнялась на колёсотокарном станке, на котором вместо режущего инструмента устанавливались шарико-стержневые упрочнители. Упрочнение посадочных поверхностей осей колесных пар выполнялось на специальном осетокарном станке, на котором вместо резцов устанавливались шарико-стержневые упрочнители. Упрочнение посадочной поверхности колеса выполнялось на токарно-карусельном станке. Во всех этих случаях измерялись октавные уровни вибрации на холостом ходу и в процессе упрочнения. Сравнение спектров вибраций со спектрами шума позволяет косвенно определить долевой вклад элементов несущей системы станка в звуковое поле на рабочих местах операторов. Результаты исследования. Цель исследований, результаты которых приведены в данной статье, заключалась в изучении закономерностей распределения уровней вибрации по элементам несущих систем оборудования шарико-стержневого упрочнения колесных пар. Качественная оценка долевого вклада каждого источника (упрочняемая деталь, упрочнитель и элементы несущей системы) может быть выполнена на основе сравнения спектров шума и вибрации. Измерения проводились на трех типах станков: специальном колёсотокарном, на котором упрочняется поверхность катания; специальном осетокарном, на котором упрочняется посадочная поверхность оси колесной пары; токарно-карусельном, на котором упрочняется отверстие колеса. Обсуждения и заключение. Результаты измерений вибраций показали, что интенсивность звукового излучения элементов несущей системы станков не создает превышений над санитарными нормами шума. Таким образом, разработка системы шумовиброзащиты может быть ограничена подсистемой «упрочняемая заготовка - упрочнитель».


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1992-5980 (Print)
ISSN 1992-6006 (Online)