Preview

Вестник Донского государственного технического университета

Расширенный поиск
Том 13, № 7-8 (2013)

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

5-14 34
Аннотация

Анализируется моделирование колебаний цен на акции. Применение статистических критериев позволяет сделать выводы о пригодности исследуемых моделей. Наряду с широко известными критериями Колмогорова-Смирнова и Андерсона-Дарлинга применяются критерии Кристофферсона и Берковича, которые были сравнительно недавно разработаны для оценки интервальных прогнозов. Критерий Берковича особенно ценен для оценки экстремальных скачков цен в высоковолатильные периоды, так как он даёт хорошие результаты и в том случае, когда количество наблюдений невелико. Показано, что традиционно применяемые модели временных рядов с нормальным распределением и распределением Стьюдента применимы только в относительно стабильные периоды. В условиях нестабильности на финансовых рынках необходимы модели, с помощью которых можно описать высокую вероятность больших скачков цен. Анализируется модель временного ряда с распределением «с тяжёлыми концами». На основе проведённых расчётов формулируются рекомендации по управлению фондовым портфелем в кризисные периоды.

15-21 35
Аннотация

Рассмотрены два алгоритма конечноэлементного моделирования неоднородных свойств, в том числе при связности механических и электрических полей. В первом случае неоднородные механические и пьезоэлектрические свойства тела задаются в виде аналитических зависимостей в некоторых классах функций. Во втором предполагается, что функции, описывающие неоднородные свойства, известны в дискретном наборе точек. Неоднородные свойства учитываются при вычислении элементных матриц. Для этого во втором случае интерполяция неоднородных свойств внутри тела осуществляется двумя способами: с помощью сплайнов, реализующих модель тонкой упругой пластины, и сплайнов Ж. Менге. Предложенные алгоритмы реализованы в виде модулей конечноэлементного комплекса ACELAN. Разработанное программное обеспечение может быть использовано при решении статических и динамических задач для неоднородных упругих и электроупругих тел. Приведены соответствующие примеры.

22-26 50
Аннотация

Изучена пространственная контактная задача с неизвестной областью контакта для трансверсально-изотропного упругого полупространства, граница которого перпендикулярна плоскостям изотропии. Жёсткость границы упругого тела зависит от направления, поэтому для кругового в плане штампа область контакта, как правило, не является круговой. Задача сведена к интегральному уравнению (ИУ) относительно контактного давления, ядро которого не содержит квадратур. Для решения ИУ применяется численный метод Галанова, позволяющий одновременно определить область контакта и давление в этой области. Простой вид ядра ИУ облегчает его регуляризацию, параметр которой зависит от шагов сетки и параметров анизотропии. Для отладки программы использовано известное точное решение задачи для штампа в форме эллиптического параболоида. Сделаны расчёты для разных трансверсально-изотропных материалов при внедрении конического и пирамидального штампов.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

27-34 34
Аннотация

Рассматривается возможность использования ударно-волновых явлений при создании и внедрении на производстве эффективных, прогрессивных технологических процессов. На основе анализа технологических схем виброволновой обработки выявлены основные этапы реализации рассматриваемого метода: формирование волн деформаций, их распространение, изменение характеристик и воздействие на материал обрабатываемой поверхности детали. Проведены экспериментальные исследования волновых процессов при виброволновой обработке детали. Представлены их результаты. Показано, что на процесс упрочнения поверхностного слоя влияют волны деформаций (их суммирование, рассеивание в окружающую среду, преломление), а также некоторые конструктивные параметры волноводных устройств и инструментов. Приведены наиболее распространённые технологические схемы виброволновой обработки. Рассмотрены вопросы, связанные с их совершенствованием.

35-41 43
Аннотация

 

Показано, что создание таких технологий обусловлено необходимостью получения стали стандартно высокого качества по составу и температуре. Внепечная обработка стали обеспечивает эти условия и, следовательно, эффективную работу установок непрерывной разливки стали. Представлены апробированные в промышленных условиях экспериментальные данные о влиянии расхода извести на процессы шлакообразования в дуговых электросталеплавильных печах и на последующую внепечную обработку в агрегатах ковш-печь. Предложена технологическая схема комплексной обработки «Дуговая сталеплавильная печь Внепечная обработка Установка непрерывной разливки стали». Она исключает повышение окисленности шлака при донной продувке, угар алюминия в ковше и увеличение концентрации кислорода в жидкой стали. Предложенные технологические решения по оптимизации расхода извести, наводке шлака и регламентации режима продувки стали в ковше позволили повысить основные технико-экономические показатели производства стали в условиях Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК).

42-48 39
Аннотация

Целью данной работы является анализ существующих способов получения соединений меди и алюминия. Предметом изучения было исследование возможности применения сварки трением с перемешиванием (СТП) для получения соединений меди и алюминия. Описан процесс получения нахлёсточных соединений меди и алюминия, приведены режимы сварки. Проведены исследования микроструктуры нахлё­сточных соединений меди и алюминия. Проанализированы факторы, влияющие на прочность нахлёсточных соединений меди с алюминием, выполненных СТП. Изучено влияние рифления и остающегося отверстия на прочность полученного соединения. Приведены эпюры распределения напряжений в нахлёсточных соединениях меди и алюминия. Представлены результаты испытаний на прочность различных нахлёсточных соединений, проанализирована структура среза шва, оценена его технологичность и приведён способ повышения прочности соединения.

49-57 42
Аннотация

Создана новая конструкция циклонного аппарата, в которой предусмотрена возможность регулирования конструктивных параметров в зависимости от свойств и характеристик пылевоздушной среды. За счёт этого повышается эффективность процесса пылеулавливания отходящих газов технологических процессов. Представлены результаты экспериментальных исследований и установлена связь между геометрическими параметрами циклонных аппаратов разной формы и эффективностью пылеулавливания. Показано, что у циклонов с обратным конусом (ЦОК) эффективность улавливания пыли выше, чем у цилиндрических аппаратов. Найдены оптимальные конструктивные параметры ЦОК (глубина погружения выхлопного патрубка и соотношение объёмов рабочей части циклона и бункера), повышающие степень пылеочистки. Предложено устройство ЦОК с регулируемыми параметрами и саморазгружающимся бункером. Разработанный ЦОК позволяет значительно повысить эффективность предварительной очистки воздуха от пыли металлообрабатывающих и деревообрабатывающих производств.

58-64 35
Аннотация

Приводятся результаты экспериментальных исследований работоспособности антифрикционных полимерных композиционных покрытий в активных водных средах с водородным показателем рН в диапазоне 1,68…12,45. Работоспособность покрытий определяется величиной адгезионной прочности зоны «покры­тие  субстрат». В качестве критерия была выбрана прочность на отслаивание при угле отгиба 180 градусов. Для исследованного диапазона водородного показателя получены адекватные регрессионные модели, позволяющие рассчитать величину адгезионной прочности покрытий и оценить процент её остаточной прочности. Приводятся результаты исследования вклада деформации ползучести полимерных покрытий в формирование эксплуатационного зазора в трибосопряжении. Установлено повышение жёсткости полимерного композита при относительно малых нагрузках в результате капиллярной конденсации водных сред в микропорах и последующей их диффузии в толщу композита. Полученные экспериментальные данные дают представление о процессах деградации свойств антифрикционных покрытий в кислых и щелочных водных средах, а также о возможном снижении ресурса антифрикционных покрытий.

65-74 54
Аннотация

Рассматривается задача построения механизма нечёткого вывода экспертной системы, предназначенной для принятия решений по технологической регулировке сложных уборочных машин. Алгоритм нечёткого вывода основан на моделях предметных областей «предварительная настройки» и «корректировка технологических регулировок». Общими этапами решения задачи являются фаззификация, композиция и дефаззификация. Механизм вывода решений основан на дедуктивной схеме (для задачи предварительной настройки) и индуктивной схеме (для задачи корректировки технологических регулировок). Особенностью предлагаемого алгоритма вывода решений является проверка гипотез о появлении нарушений технологического процесса комбайновой уборки при изменении параметров машины. В этом случае проверяется истинность возникновения дополнительных ситуаций, характеризующихся появлением дополнительного нарушения технологического процесса. Разработанные алгоритм нечёткого вывода и модель предметных областей на основе нечётких экспертных знаний позволяют значительно приблизиться к решению задачи автоматизации процесса принятия решений при технологической регулировке комбайна в полевых условиях.

75-87 43
Аннотация

Методом теории функционала плотности изучена зонная структура графеновых нанолент типа зигзаг N‑ZGNR/h-BN(0001) с ферро- и антиферромагнитным типами упорядочения как возможная база новых материалов для спинтроники. С использованием теории функционала плотности установлены равновесные параметры атомной структуры нанолент графена и верхнего слоя нитрида бора, а также равновесная длина связи  между атомными слоями наноленты 8-ZGNR и подложки h-BN(0001). Изучены закономерности изменения электронной структуры валентной полосы и индуцирования энергетической щели в ряду 6-ZGNR
8-ZGNR6-ZGNR/h-BN(0001)8-ZGNR/h-BN(0001)графен/h-BN(0001). Обсуждаются особенности спинового состояния на уровне Ферми, а также роли краевого эффекта и эффекта подложки в открытии энергетической щели в системах 6(8)-ZGNR/h-BN(0001). Показано, что в системах 6(8)-ZGNR/h-BN(0001) открывается энергетическая щель величиной более 340 мэВ. Дифференцированы вклады эффектов края наноленты графена и подложки в формирование данной щели. Оценены локальные магнитные моменты на атомах углерода в нанолентах графена в подвешенном состоянии и на подложке для ферро- и антиферромагнитного упорядочений. Показано, что локальные магнитные моменты на атомах углерода в нанолентах графена типа зигзаг 8-ZGNRs с ферро- и антиферромагнитным упорядочением дают сопоставимые значения. Крайние атомы углерода имеют наибольшие локальные магнитные моменты (0,28 μВ) относительно остальных атомов углерода.

88-96 50
Аннотация

Исследованы режимы работы сглаживающего дросселя в цепи двигателя постоянного тока (ДПТ) тиристорного электропривода. Приведены основные математические и графические зависимости изменения индуктивности Lс сглаживающего дросселя от угла управления и числа фаз тиристорного преобразователя (ТП). Рассмотрена ситуация малой скорости перемещения исполнительного механизма (ИМ) технологической машины (ТМ) и уменьшения зоны прерывистого тока (ЗПТ) якоря. Показано, что в этом случае для увеличения жёсткости механической характеристики ДПТ минимальное значение индуктивности сглаживающего дросселя (Lс) целесообразно определять при граничном угле управления αгр, равном 50—60 эл. град. В этом случае состояние магнитопровода дросселя определяется ветвями частного предельного несимметричного гистерезисного цикла, характеризующего электромагнитные процессы в магнитопроводе под воздействием однополярных импульсов тока. Эффективность использования сердечника дросселя при этом определяется приращением индукции, т. е. разностью уровней остаточной индукции В(0) и индукции насыщения материала магнитопровода. Введение воздушного зазора (δ) стабилизирует эквивалентную магнитную проницаемость сердечника. Её могут нарушитьнагрев магнитопровода сглаживающего дросселя током якоря, температурные колебания окружающей среды и условия эксплуатации тиристорного электропривода. В случае минимальной индуктивности Lс сглаживающего дросселя (для граничного угла αгр) снижается влияние факторов дестабилизации эквивалентной магнитной проницаемости сердечника (при наличии воздушного зазора δ), исключаются ЗПТ. Это позволяет уменьшить электрические потери в силовом контуре системы ТП — ДПТ, а также формировать необходимую жёсткость механических характеристик ДПТ и равномерность движения ИМ ТМ в зонах малой частоты вращения якоря.

97-105 33
Аннотация

Рассчитана минимальная высота щели, при которой начинается устойчивое истечение зернового материала (пшеницы). Проанализирован энергетический баланс системы. В результате определена удельная работа, совершаемая силами внутреннего и внешнего трения при истечении зернового материала из бункера. Установлена зависимость этой работы от высоты насыпного слоя и от высоты выпускного отверстия. Экспериментальным путём найдена скорость истечения зернового материала при различных углах наклона днища и высоте выпускного отверстия бункера. Также была рассчитана удельная работа, совершаемая силами трения при перемещении зернового материала вдоль боковых, торцовых стенок и днища бункера. Определена энергия, необходимая для разрушения сводов при различных углах наклона днища. Полученные результаты можно использовать в механизмах с боковой подачей сыпучего материала.

106-116 58
Аннотация

Ставится задача сравнительной оценки конструкции создаваемого технического средства на стадии разработки технического решения и документации. Разрабатываемое мобильное энергосредство (МЭС) пятого поколения сравнивается с современными машинно-технологическими агрегатами (МТА) на базе аналогичного по классу тяги современного трактора. Для решения данной задачи использован численно-аналитический метод с синтезом параметров многопроцессных МТА. В обоих вариантах решение задачи доведено до подробных вычислений. Рассматривается девятипольный зерновой зональный севооборот, насыщенный сидеральными посевами. Анализ показал, что создаваемое мобильное энергосредство с бесступенчатым приводом ходовой части, двумя унифицированными по грузоподъёмности навесными системами и двумя валами отбора мощности обеспечит сокращение удельных затрат, обусловленных собственно конструкцией, как минимум на 500 руб./га. Характеристики МЭС: класс 50 кН, мощность 220 кВт, масса 9000…9500 кг. Существенная новизна, отличающая новое МЭС от традиционных тракторов, обеспечивается использованием комплексных многопроцессных операций.

117-131 45
Аннотация

При оценке теплового состояния зоны резания необходимо найти мощность тепловых потоков на контактных площадках инструмента, которые определяются величиной напряжений. В статье представлен обзор отечественных и зарубежных исследований по оценке напряжений при резании с учётом механических характеристик обрабатываемых материалов, а также температуры, степени и скорости деформаций. Специалисты, изучавшие обработку давлением, получили экспериментальные зависимости, которые могут быть использованы и для обработки металлов резанием — когда степень и скорость деформации можно рассчитать по формулам теории резания. Найти напряжения в плоскости сдвига можно и косвенным путём. Для этого следует применить уравнение энергетического баланса процесса резания, используя экспериментальные данные о составляющих сил резания и соответствующих скоростях. Для проведения тепловых расчётов рекомендуются аналитические зависимости для вычисления напряжений сдвига. Их находят из полученных на базе уравнения баланса энергии при резании. Кроме того, следует использовать зависимости, содержащие величину относительного сдвига для расчёта напряжений.

132-139 34
Аннотация

Доказана возможность использования метода акустической эмиссии для контроля процесса вторичной пропитки обмоток электродвигателей. Описан метод пропитки погружением. Предложена модель акустико-эмиссионного контроля вторичной пропитки обмоток электродвигателей методом погружения на примере гипсового образца. Представлены два возможных сценария выделения пузырьков и соответствующие математические модели. В первом случае пузырьки, попадающие в жидкость, схлопываются под действием гидростатического давления жидкости и сил поверхностного натяжения. Во втором случае пузырьки поднимаются к поверхности под действием Архимедовой силы и схлопываются под действием внутреннего давления. Использование акустико-эмиссионного контроля пропитки позволяет улучшить качество этого процесса, точно определить его длительность. Таким образом можно сократить время нахождения работника в токсичной зоне, снизить класс опасности цеха (и, соответственно, оптимизировать затраты на компенсации и льготы сотрудникам).

140-147 30
Аннотация

С целью совершенствования оперативного кондуктометрического контроля качества пара на ТЭС, ТЭЦ и АЭС авторами разработана методика определения концентраций NaCl и NH4OH в насыщенном и перегретом паре парогенераторов высокого и сверхкритического давления, а также предложено устройство для её реализации. Выполнена оценка погрешности определения в диапазоне концентраций, характерном для эксплуатируемых энергетических установок. Предложены уравнения, описывающие поведение термодинамической константы диссоциации и предельной эквивалентной электропроводности NH4OH в широкой области параметров состояния, которые могут использоваться при расчёте концентраций по предложенной методике, а также при организации и ведении водно-химических режимов. Приведена оценка погрешности аппроксимации зависимостей для экспериментальных данных о константах диссоциации и предельной эквивалентной электропроводности.

СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

148-155 32
Аннотация

Раскрыта сущность венчурного капитала как важнейшего фактора повышения эффективности экономической трансформации, осуществляемой во многих странах при переводе национальной экономики на инновационный путь развития. В России необходимость развития венчурного капитала обусловлена прежде всего тем, что перед отечественной экономикой стоит острейшая проблема поиска источников капитала для развития инновационных предприятий. Показано, что развитию венчурного капитала будет способствовать разрешение противоречий между его субъектами. Выдвинут и обоснован тезис о том, что разрешение противоречий развития венчурного капитала и активизация инновационной деятельности во многом зависят от сформированных и действующих в стране институциональных условий.

156-161 39
Аннотация

В прагмасемантической системе английского дискурса особую роль играют интердискурсивные элементы. Они способствуют возникновению эмерджентных функциональных свойств системы и катализируют её самоорганизационные процессы. Представлен функционально-синергетический анализ интердискурсивных элементов. Установлено, что пересечение семантических полей и структурных особенностей английского дискурса оптимизирует смысловое пространство. При этом коммуникативная цель реализуется, несмотря на первоначальную хаотизацию прагмасемантической системы. Дискурс активнее взаимодействует с сознанием реципиента как подсистемой нелинейной внешней среды общения. Манипулирование параметрами функциональной системы и создание предпосылок для конструктивного хаоса существенно повышают прагматический потенциал англоязычной риторики. Особый интерес в этом смысле представляют различные виды институционального общения (в первую очередь — делового).

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

162-167 35
Аннотация

На основе концептуального подхода к интеллектуальному электронному документированию мехатронных технологических объектов даны рекомендации по построению баз данных системы знаний. Описаны требования, которым должны отвечать базы данных при интеллектуальном электронном документировании мехатронных объектов, дано обоснование использования соответствующих стандартов, в том числе и S1000D. Рассмотрен пример формирования базы данных, входящей в состав системы знаний для повышения качества функционирования технологического объекта. Описана структура базы данных и её содержание. Приведена структура XML-документа базы данных на примере многофункционального обрабатывающего центра и дано описание определённых в нём узлов. Проиллюстрирован фрагмент XML-документа базы данных, созданного в соответствии с приведённой структурой. На основе представленного подхода спроектирована база данных характеристик многофункционального обрабатывающего центра.



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


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