Preview

Вестник Донского государственного технического университета

Расширенный поиск
Том 15, № 3 (2015)
Скачать выпуск PDF

МЕХАНИКА

7-18 41
Аннотация
Целями работы являются обобщение метода скаляризации динамических упругих полей в трансверсально-изотропных средах на задачи для сред, вращающихся с постоянной угловой скоростью, а также разработка научно-методического аппарата для описания влияния вращения на параметры поверхностных акустических волн. На основе указанного метода предложен научно-методический аппарат для конструирования новых гироскопов на акустических волнах. Получены и обоснованы соотношения для расчета параметров поверхностных акустических волн (ПАВ), распространяющихся на границе вращающегося полупространства из трансверсально-изотропного материала с произвольно расположенной осью материальной симметрии. Приведен пример численного моделирования для случая изотропного вращающегося полупространства. Предлагаемый научно-методический аппарат и примеры численного моделирования могут быть использованы для разработки новых видов гироскопов на акустических волнах для систем навигации, ориентации и управления различными подвижными объектами в авиации, робототехнике и т.п.

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

19-27 57
Аннотация
Цель работы заключается в поиске новых, основанных на ресурсосберегающих технологиях, методов нанесения наноструктурированных покрытий различного функционального назначения. Главной задачей является исследование современных эффективных методов повышения прочности, коррозионной и износостойкости. В качестве предмета исследования выступают высокоскоростные способы нанесения антикоррозионных и износостойких покрытий, позволяющие значительно повысить долговечность и надежность изделий. Описаны конструктивные, технологические особенности, технические характеристики и сферы применения различных моделей установок для высокоскоростных способов напыления, в частности газопламенного. Приведены результаты анализа основных физико-механических и эксплуатационных свойств покрытий, полученных с использованием компактного высокопроизводительного технологического оборудования. В результате проведенной работы доказано, что покрытия, полученные высокоскоростными методами, в отличие от дозвуковых способов, отличаются высокими эксплуатационными характеристиками. В работе также представлены перспективные направления развития технологических методов нанесения многофункциональных покрытий, совершенствования оборудования и применяемых материалов. Полученные данные могут быть использованы при проектировании технологических процессов нанесения плотных покрытий стабильного качества на изделия сложной формы, изготовленные практически из любых металлов и сплавов. Результаты работы применимы в машиностроении, ремонтном производстве, авиации, энергетике и пр.
28-34 46
Аннотация
Целью работы является исследование воздействия поверхностного надреза на склонность зоны термического влияния (ЗТВ) сварных соединений жаропрочных высоколегированных сталей к хрупкому межзеренному разрушению. Представлено теоретическое обоснование и описаны эксперименты, демонстрирующие механизм указанного воздействия. Исследовано влияние остроты надрезов типа Шарпи и Менаже на долговечность сварных соединений стали 12Х18Н12Т, 07Х18Н9 и 03Х16Н9М2 при высокотемпературном (Т = 823 К) низкочастотном малоцикловом нагружении, имитирующем условия нестационарного режима эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок с реакторами на быстрых нейтронах. Установлено, что сварные соединения исследованных сталей проявляют различную чувствительность к надрезу, зависящую от пластических свойств и склонности к дисперсионному твердению металла ЗТВ. В результате проведенной работы экспериментально доказана значимость высокой пластичности зерен аустенита, свободных от выделений вторичных дисперсных фаз, упрочняющих матрицу. Именно этим фактором обусловлена высокая стойкость металла зоны термического влияния низкоуглеродистой стали 03Х16Н9М2 против межзеренного разрушения. Результаты исследования позволяют сделать следующий вывод: при работе со сварными соединениями жаропрочных сталей, эксплуатирующихся в условиях высокотемпературного низкочастотного малоциклового нагружения, недопустимы «мелкие» поверхностные надрезы - технологические дефекты типа подрез, несплавление, надрыв.
35-40 52
Аннотация
Цель работы - установить влияние металлургических свойств металлизованных окатышей и способа их подачи в ванну дуговой печи на интенсификацию нагрева и плавления железорудных металлизованных окатышей (ЖМО) в шлакометаллическом расплаве агрегата. Предложен способ подачи окатышей через осевые каналы электродов, позволяющий одновременно с окатышами подавать в зону плавления ЖМО через отверстия в электродах сыпучие добавочные материалы (известь, коксик, окалину и др.). Таким образом обеспечиваются условия полного погружения дуг в образующийся вспененный шлак. Исследовано влияние оксидов железа различного фазового и химического составов на пластические свойства окатышей. Установлено, что инвариантность микроструктуры офлюсованных окатышей, в том числе фазового состава связки, определяется уровнем офлюсования и различием валентных состояний железа. Повышение эффективности плавления ЖМО достигается путем подачи в шлакометаллическую ванну окатышей с улучшенными физико-химическими и технологическими свойствами, а также добавочных материалов через осевые каналы электродов.
41-46 37
Аннотация
Описываются методы получения ультрадисперсных порошков меди из отходов травления печатных плат. Приводятся режимы получения медного порошка в анодно-синтезируемом хлоридно-аммониевом электролите с применением виброкатода, позволяющие интенсифицировать процесс по сравнению с аналогичным на стационарном катоде за счет уменьшения диффузионного слоя. Производительность получения медного порошка в предлагаемых условиях составляет 0,25 г/(см2·ч), средний размер частиц 3-4 мкм. Отмечается высокая производительность процесса по сравнению с применением сульфатных электролитов, положительное влияние формы и размеров получаемого порошка меди на процессы легирования материалов на основе железа. Рассматриваются свойства антифрикционных материалов, легированных полученным катодным порошком меди в сравнении с материалами легированными порошком меди ПМС-1. Наблюдается эффект улучшения эксплуатационных свойств образцов, легированных порошком меди, полученным из медно-аммиачного раствора.

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

47-53 37
Аннотация
Цель работы состоит в создании способа применения механизма динамически подключаемых библиотек при априорно неизвестном количестве и типе параметров экспортируемых функций подключаемых библиотек на примере информационной системы «Канал». Система «Канал» позволяет моделировать цифровые помехоустойчивые каналы связи и решать задачу согласования канала связи и алгебраического метода помехоустойчивой защиты этого канала. Главная особенность системы состоит в том, что использовать ее могут как исследователи, не обладающие навыками программирования, так и специалисты с квалификацией в области программирования вычислительных средств. Первые могут использовать существующий функционал системы, а вторые - дополнительно разрабатывать и подключать к системе собственные библиотеки, расширяющие возможности информационной системы. Описаны проблемы, возникающие при наращивании функционала этой информационной системы сторонними разработчиками методом динамически подключаемых библиотек. Основную сложность составляет априорная неопределенность в названиях, параметрах и типах параметров внешних функций подключаемых библиотек. Метод решения проблемы подключения библиотек сторонних разработчиков состоит в абстрагировании основной программы от данных, используемых подключаемыми модулями, унификации требований к внешним библиотекам, снабжении каждой библиотеки специальным файлом описания и создании для каждой библиотеки процедуры редактирования введенных параметров. Результатом работы является качественная работа системы «Канал» с внешними библиотеками, при соблюдении разработчиками этих библиотек ряда соглашений. Сделаны выводы о том, что полученное решение может быть использовано в других системах.
54-64 34
Аннотация
Разработаны актуальный алгоритм построения тестовых материалов и методика оценивания результатов тестирования, позволяющие сочетать высокую оценочную способность и объективность тестов. Тестовую систему в таком случае можно рассматривать как аппарат оценивания уровня знаний при изучении соответствующих модулей. Для систематизации знаний производится декомпозиция знаний на множество разделов. При этом каждому разделу сопоставляется множество подразделов, которое, в свою очередь, состоит из подмножества вопросов, ответы на которые раскрывают уровень знаний каждого раздела. Задание теста формулируется таким образом, что при ответе на него должен быть дан набор ответов, раскрывающих уровень знания определенного подраздела. Поскольку процесс разработки тестового вопроса рассматривается как построение многофакторной зависимости, то предлагается к его построению подойти с позиции планирования многофакторных экспериментов. В этом случае множество ответов представляется как набор факторов, принимающих определенные значения. При их варьировании на двух уровнях, задача сводится к построению эксперимента, реализующего все возможные сочетания факторов, т.е. к полному факторному эксперименту. Предложена методика применения технологии планирования двухуровневых многофакторных экспериментов, позволяющих формализовать оценку частично неполных знаний и реализацию формирования многофакторных тестов различной сложности. Для иллюстрации данной методики рассмотрены примеры построения тестов для дисциплины «Теория автоматического управления», оценивающих степень сформированности уровня знаний. Статистическая обработка результатов тестирования показала уровень знаний испытуемых, а также степень доверия к этим знаниям.
65-72 50
Аннотация
Рассматривается возможность применения алгоритмов генетического поиска для реализации криптоанализа блочных методов шифрования. Отличительной особенностью применения биоинспирированных методов криптоанализа (в частности, генетических методов) является возможность использования самого алгоритма шифрования (или расшифрования) в качестве целевой функции для оценки пригодности ключа, определенного с помощью генетических операций. Вследствие этого при использовании биоинспирированных методов криптоанализа процесс определения секретного ключа (например, при криптоанализе второго типа) зависит не столько от сложности шифрующих преобразований, сколько от самого биоинспирированного метода, который должен обеспечивать достаточное разнообразие генерации ключей, что свидетельствует об актуальности задачи исследования возможности применения биоинспирированных алгоритмов (в частности, методов генетического поиска) для криптоанализа блочных криптосистем. Отмечается также, что поскольку отличительной особенностью как блочных методов шифрования, так и генетических алгоритмов, является их внутренний параллелизм, то задача разработки алгоритма криптоанализа на основе параллельной реализации составляющих этапов является актуальной. Предлагается алгоритм криптоанализа блочных методов на примере стандарта DES на основе его параллельной версии, приводятся результаты эксперимента при определении квазиоптимального ключа, полученные при параллельной реализации алгоритма на 8-буквенных блоках текста. Отмечается, что временные затраты алгоритма не превосходят временных затрат при реализации известных методов криптоанализа.

ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

73-80 55
Аннотация
Целью работы является обоснование принципиальных параметрических решений, позволяющих создать оборудование для обогащения воды кислородом в замкнутых системах водоснабжения. При этом предполагается достигать эффекта обеззараживания, исключая добавление кислорода в воду из специальных емкостей. Объектом исследования выбраны аппараты вихревого слоя (АВС), обладающие рядом преимуществ. В известных разработках этих аппаратов по ряду принципиальных решений есть вопросы, не определена действенность факторов, влияющих на процесс обогащения воды кислородом. В качестве методов исследования использованы логический анализ существующих сведений по процессам, происходящим в АВС; аналитические методы решения задач; отсеивающие исследования по влиянию отдельных факторов с использованием известного контрольного оборудования; статистическая обработка данных. В результате выполненной работы определены наиболее значимые факторы, действующие в аппаратах вихревого слоя. Поисковые и отсеивающие эксперименты показали, что наибольшее влияние на процессы обогащения воды кислородом и обеззараживания воды для аквакультуры оказывают кавитация и наличие в камере обработки свободного воздуха. Кроме того, для снижения энергетических потерь зазоры между магнитопроводами должны быть максимально уменьшены. Результаты проведенных экспериментов позволили предложить конструкцию, обеспечивающую преобладание указанных факторов при обработке сточной воды для аквакультуры.
81-88 43
Аннотация
Целью работы являлось создание новой конструкции сеялки, предназначенной для работ на тяжелых почвах. Основная задача модифицированной конструкции - устранение сложностей, возникающих при высеве, особенно когда в почве находятся остатки неубранного урожая, а на ее поверхности - пожнивные остатки от ранее возделанных культур. Эксперименты проводились при следующих варьируемых факторах: скорость движения сеялки, глубина обработки почвы, конструкция почвообрабатывающих рабочих органов, высота высевающих слотов и расстояние между ними, угол падения зерна, расстояние между корпусами рабочих органов, расстояние между слотом и стойкой рабочего органа. Результаты исследований позволяют утверждать, что применение модифицированной сеялки позволяет добиться более равномерного распределения зерна в почве. При этом урожайность повышается почти на 14 % и достигает уровня 86,7 %. Оптимальные параметры модифицированной конструкции следующие: расстояние между корпусом почвообрабатывающего орудия и высевающим отверстием слота - 50 см; угол падения высеваемого материала на почву из слотов - 600; высота падения зерен из слотов - 50 см; расстояние между отверстиями высевающих слотов - 17 см; скорость движения сеялки - 8 км/ч. При этом установлено, что для достижения наилучшего эффекта в качестве почвообрабатывающих орудий следует использовать жесткие стойки с крыльчатыми лапами.
89-95 44
Аннотация
Целями данной работы являются моделирование распределения воды в многоуровневых симметричных капиллярных системах с криволинейными капиллярами, а также расчет подъема воды в криволинейных капиллярах по углу наклона к горизонтали касательной к мениску воды в капилляре. Для полного описания продвижения воды в криволинейных ветвях разных уровней определены координаты менисков воды в этих уровнях относительно осей y и x , связанных, соответственно, с осью вертикального капилляра и поверхностью воды. При прочих равных условиях величина продвижения воды в криволинейных капиллярах всегда больше, чем в прямолинейных. Полученные результаты полезны при изучении проводимости сосудов ксилемы и продвижения почвенной влаги в структурах растения, что напрямую связано с подъемом и распределением воды в ксилеме. Показано, что по мере увеличения количества уровней угол наклона касательной к менискам воды в криволинейных ветвях уменьшается по сравнению с первой криволинейной ветвью. Уменьшение этого угла показывает, что вода в криволинейных ветвях продвигается тем меньше, чем больше номер уровня.

БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

96-101 49
Аннотация
Целью работы являлся поиск методов снижения уровня шума и вибрации ременной передачи в электромеханическом приводе выбранного технологического оборудования для создания более комфортных условий труда рабочего с соблюдением санитарных норм. Рассматриваются способы снижения шума и моделирование вибрации передач с гибкой связью шлифовального деревообрабатывающего станка. Моделирование производилось при введении переменных Эйлера. Полученные зависимости позволяют расчетным путем определить уровни шума и нагрузочные характеристики выбранного оборудования. Сравнение ожидаемых уровней шума с санитарными нормами позволяет количественно определять превышения и образующие их источники, что является основой выбора инженерных решений по соблюдению санитарных норм.
102-110 50
Аннотация
Целью работы является оценка электромагнитной обстановки на крыше здания с установленной на ней антенной базовой станции системы сотовой связи. Данная задача возникает при проведении профилактических, а также ремонтно-монтажных работ на антенно-фидерных устройствах. Задача оценки экологической экспертизы электромагнитной обстановки на стандартной высоте два метра над поверхностью крыши здания решена методом расчетного прогнозирования. При построении электродинамической модели распределения плотности потока энергии от антенны используются две строгие модели: двухлучевая модель, описывающая отражение плоской электромагнитной волны от плоской идеально проводящей поверхности крыши, а конечные модели крыши описываются с использованием канонической задачи на бесконечном клине. Отличием разработанной модели от известных является возможность проведения исследований не в отдельных расчетных точках, а в пределах всей расчетной плоскости. При проведении моделирования характеристики излучения антенны могут вводиться несколькими способами, в том числе и из паспортных данных на объект излучения, как предложено в известной методике. Приводятся результаты моделирования распределения плотности потока энергии в горизонтальной плоскости в пределах крыши. Расчетные точки размещаются в узлах прямоугольной координатной сетки с периодом в четверть длины волны передатчика. Сформулирована физическая трактовка полученных результатов, сделано заключение о безопасности нахождения людей на крыше при функционирующей антенне системы сотовой связи GSM при использовании антенн с направленными характеристиками.


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


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