Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

# 12, декабрь 2013

Машиностроение и машиноведение

Методика определения режимов струйно-динамической промывки деталей с глухими отверстиями
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0646314
Тарасов В. А., Королев А. Н., Баскаков В. Д., Колпаков В. И., Зарубина О. В.
Данная работа является продолжением исследований по важной проблеме гальванического производства - обеспечение рекуперации воды и ценных химических соединений на базе предложенной конструктивной схемы операционного модуля с противоточным движением отмывающей жидкости в системе распределенной промывки. Представлены результаты численных расчетов процесса первичной и повторной струйно-динамической промывки глухих отверстий, заполненных жидким загрязнением, короткими струями жидкости. Проведено обоснование методики для назначения поперечной подачи деталей относительно многофорсуночных головок, обеспечивающей эффективное удаление загрязнений.
Исследование концевых фрез при фрезеровании корпусных деталей из алюминиевых сплавов
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0634375
Грубый С. В., Зайцев А. М.
Рассмотрены условия фрезерования концевыми фрезами заготовок из алюминиевых сплавов. Выполнен анализ параметров сечения срезаемого слоя, угла сдвига, контактных давлений на рабочих поверхностях лезвия зуба инструмента. Разработана методика для расчета мощности, крутящего момента, контактного давления со стороны лезвия инструмента на обработанную поверхность при фрезеровании концевыми фрезами. Методика предназначена для учета ограничений по силовым параметрам на процесс фрезерования при выборе режимных параметров. В экспериментальной части исследованы режущие свойства сборных и цельных твердосплавных концевых фрез при фрезеровании пазов, карманов, уступов в заготовках из алюминиевых сплавов.
Оценка напряженно-деформированного состояния деталей, подверженных кавитационно-абразивному воздействию
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0623531
Тищенко Л. А., Ковалев А. А., Шашурин В. Д.
В статье приводятся результаты количественной оценки параметров процессов, протекающих в материалах деталей, подверженных кавитационно-абразивному воздействию при эксплуатации в агрессивных жидких средах. Авторами предлагается алгоритм оценки напряженно-деформированного состояния материалов элементов технических систем при воздействии на них абразивных частиц и микрогидроструй, возникающих вследствие схлопывания кавитационных полостей. Для описания физической картины процесса выдвигается несколько гипотез, обоснованность которых подтверждается в ходе статьи. На основании предложенного алгоритма, с использованием программных средств выполнены оценочные расчеты существенных параметров, позволяющих судить о напряженно-деформированном состоянии ряда материалов. Результаты проведенных расчетов представлены в виде функциональных зависимостей.

Обработка конструкционных материалов в машиностроении

Антикоррозионная обработка низкоуглеродистой стали импульсными плазменными потоками
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0670510
Камруков А. С., Денисов Е., Козлов Н. П., Лушников Е. А.
Разработка новых прогрессивных технологий повышения коррозионной стойкости конструкционных материалов является актуальной научной и технической задачей, эффективное решение которой возможно с помощью развития различных плазменных методов. В работе обсуждается возможность получения антикоррозионного эффекта за счет модификации физико-химических свойств поверхности конструкционных материалов при их обработке высокоэнтальпийными импульсными плазменными потоками. Сообщается о разработке импульсного технологического плазмотрона на основе сильноточного разряда магнитоплазменного компрессора в атмосферном воздухе и приводятся результаты экспериментального исследования энерго-мощностных, термодинамических и временных характеристик воздействия импульсных плазменных потоков на конструкционные материалы: температура плазменного потока – 13000…15000 К; давление плазмы – 70…390 атмосфер, плотность радиационных потоков до 300 кВт/см2; плотность энергии плазменного воздействия 10...40 Дж/см2; характерное время воздействия – 65…125 мкс.Выполнены эксперименты по облучению импульсными плазменными потоками образцов из стали марки Ст3 и проведена оценка коррозионных свойств плазменно-модифицированных поверхностей. Методом ускоренных испытаний показано, что такая обработка приводит к существенному повышению коррозионной стойкости поверхностей конструкционных углеродистых сталей.
Выбор модели металлорежущего станка: формализованный подход
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0640867
Лазаренко Г. П.
Статья посвящена обсуждению вопроса о формализации процедуры выбора средств технического оснащения при проектировании технологических процессов. Выполнен общий анализ проблемы, иллюстрируемый практической апробацией возможного подхода к её решению. В качестве тестовой задачи рассмотрена процедура выбора металлорежущего станка. Задача решалась по общепринятой двухэтапной схеме: отбор потенциально приемлемых вариантов станка; выбор наиболее предпочтительной модели станка. В качестве инструментов, формализующих решение данной задачи, применена методологии сравнительного анализа числовых и вербальных векторов, а также, методология многокритериального оптимизационного выбора. Получены результаты, подтверждающие возможность практического решения рассматриваемой проблемы на базе применения механизмов количественного анализа и процедур, описываемых формальными алгоритмами.

Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение

Исследование оптических пробойных явлений в газовых смесях сложного химического состава
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0669474
Локтионов Е. Ю., Пасечников Н. А., Протасов Ю. С., Протасов Ю. Ю.
Экспериментально определены пороги оптического, электрического и комбинированного электрооптического пробоя для чистых инертных газов, их бинарных и тройных смесей с различным соотношением компонентов. Исследована возможность взаимного снижения порогов пробоя при одновременном оптическом и электрическом воздействии на газ, а также возможность снижения порогов комбинированного пробоя основного газа при добавлении присадок другого газа. Показано, что снижение порога оптического пробоя в присутствии электрического поля особенно ярко проявляется при пониженных давлениях. Впервые обнаружено взаимное подавление влияния (негативная интерференция) присадок на изменение порогов пробоя (оптического, электрооптического) для тройных смесей.
Оптимизация электрогидравлического усилителя для следящего привода с дроссельным регулированием
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0637872
Замараев Д. С., Попов Д. Н.
Изложено решение задачи выбора параметров электрогидравлического усилителя, обеспечивающих его быстродействие при минимальной гидравлической мощности, необходимой для управления приводом. Для осуществления такой оптимизации выбраны варьируемые параметры и предложены целевые функции для оценки проектных вариантов. Рассмотрен пример оптимизации гидроусилителя по двум критериям: минимум непроизводительной утечки и максимальное быстродействие. Для определения аппроксимации фронта Парето в двухмерном множестве критериев использована многокритериальная модификация генетического алгоритма. Описанное в статье решение основано на обобщении известных из литературных источников методов расчета электрогидравлических следящих приводов и содержит новые предложения по структуре алгоритма оптимизации в приложении к гидравлическим устройствам автоматики.

Транспортное, горное и строительное машиностроение

Результаты стендовых испытаний шестнадцати ступенчатой коробки передач с автоматическим управлением
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0671097
Блохин А. Н., Недялков А. П., Кропп А. Е.
В работе представлены теоретические зависимости, позволяющие рассчитать основные параметры пневматического привода многоступенчатой механической синхронизированной коробки передач в зависимости от параметров двигателя, коробки передач и условий сопротивления движению при протекании процесса синхронизации при переменном давлении с различным истечением воздуха в пневматический цилиндр: критическим, подкритический и при постоянном давлении. Произведено сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований на стенде, показывающее, что расчетные значения времени синхронизации по отдельным этапам и по всему циклу включения передачи отличаются от экспериментальных не более 10-25%.
Разработка общих принципов оптимального управления движением гусеничных машин
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0671078
Вязников М. В.
В статье рассматривается вопрос оптимального управления движения гусеничной машины с учетом водителя как звена обратной связи динамической системы. Для построения алгоритма управления используется математическая модель движения гусеничной машины с учетом неголономных связей гусениц с грунтом. Внешнее управляющее воздействие формализовано в виде целевой функции. Параметры состояния объекта определяются с помощью измерительной системы, которая также подвержена действию случайных возмущений. Для синтеза оптимального управления гусеничной машиной использован принцип максимума П.С. Понтрягина. При оптимизации объекта требуется найти вектор управляющего воздействия с учетом указанных ограничений из условия минимума функционалов, выражающих заданные критерии. Рассмотрена задача синтеза оптимального по быстродействию управления. Отмечено, что система является оптимальной по быстродействию, если обеспечивается минимальное время переходного процесса с учетом ограничений, наложенных на координаты управления и выхода. Для уменьшения времени протекания переходного процесса использован принцип форсирования динамических процессов на отдельных интервалах времени посредством увеличения сигнала управления в пределах заданного диапазона.

Математика и математическое моделирование в технике

Динамическая модель клеточной популяционной системы
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0646463
Виноградова М. С.
В связи с интенсивным развитием клеточной трансплантологии появилась необходимость разработки математических моделей, позволяющих исследовать процессы образования популяции клеток с хромосомными аномалиями из популяции нормальных клеток, а также совместного развития этих популяций при культивировании in vitro стволовых клеток человека. В данной работе предложена непрерывная динамическая модель развития изолированной популяционной системы, состоящей из популяции нормальных клеток и популяции клеток с хромосомными аномалиями. Существенной особенностью разработанной модели является использование при ее построении биологических характеристик процессов, протекающих в клеточной популяционной системе.  В качестве исходных параметров модели выступают доли клеток, разделившихся за заданное время, "погибших", а также перешедших в популяцию аномальных клеток из популяции нормальных. Такой подход позволяет более детально анализировать влияние различных "первичных" параметров на динамику развития популяционной системы. Проведен параметрический анализ модели, а также описаны основные сценарии ее развития. Предложенная модель позволяет качественно правильно моделировать известные из экспериментальной практики сценарии развития популяционной системы.
Гибридные алгоритмы оптимизации гидромеханических систем с локальным поиском без использования производных
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0604100
Сулимов В. Д., Шкапов П. М.
Рассматриваются задачи глобальной оптимизации, коррекции моделей и диагностирования гидромеханических систем. Предполагается, что критериальные функции являются непрерывными, липшицевыми, многоэкстремальными и не всюду дифференцируемыми. Предложены два новых гибридных алгоритмы, в которых сканирование пространства поиска проводится современным стохастическим кратным алгоритмом столкновения частиц, построенным на использовании аналогии с процессами абсорбции и рассеяния частиц при ядерных реакциях. При локальном поиске в первом алгоритме используется метод линеаризации со сглаживающими аппроксимациями критериев, а во втором – сходящийся вариант симплекс-метода Нелдера-Мида. Приведены результаты решения модельных задач вычислительной диагностики фазового состава теплоносителя в контуре реакторной установки.

Авиационная и ракетно-космическая техника

Исследование совместной работы цепи термоэмиссионный реактор – плазменный преобразователь тока – нагрузка космической энергодвигательной установки
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0669487
Онуфриева Е. В., Онуфриев В. В., Синявский В. В., Ивашкин А. Б.
В работе рассмотрены вопросы, связанные с работой модельной электрической цепи, включающей источник, вентиль и нагрузку. Проведено исследование амплитудно-частотных, фазо-частотных характеристик, фазовых кривых и формы тока нагрузки в зависимости от параметров термоэмиссионных вентилей, а также устойчивости работы цепи: ТРП – СПТ - нагрузка. Моделирование работы цепи проводилось с использованием   программы « MATLAB - SIMULINK », что позволило получить точные решения. В результате исследования получены результаты по АЧХ, ФЧХ нелинейной цепи с плазменным СПТ и ТРП. Получены результаты динамики работы цепи при питании различной формой тока (синусоидальной и меандр). Показаны области возможных неустойчивых режимов работы энергодвигательной установки, связанные с реактивными сопротивлениями термоэмиссионного реактора-преобразователя и системы преобразования тока.
Холловские двигатели на забортном воздухе для космических аппаратов на низкой опорной орбите
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0660910
Духопельников Д. В., Ивахненко С. Г., Курилович Д. А.
Рассмотрена возможность использования холловского электроракетного двигателя, работающего на забортном воздухе, для удержания  космического аппарата на низкой опорной орбите. Получена зависимость тяги двигателя и воздушного сопротивления аппарата от высоты орбиты. Показано, что существует критическое значение ускоряющего напряжения, обеспечивающего равенство силы тяги и силы воздушного сопротивления. Получена зависимость критического напряжения от скорости движения аппарата, тягового КПД двигателя и соотношения между площадью воздухозаборника и площадью аппарата. Предложены основные способы повышения тягового КПД для холловского двигателя, работающего на забортном воздухе.
Анализ и моделирование нештатных ситуаций при неуправляемом развёртывании космической тросовой системы
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0633253
Попов А. В.
Рассмотрены различные варианты возникновения нештатных ситуаций с участием космической тросовой системы небольшой длины при неуправляемом развёртывании. Как правило, их причиной является скачкообразное изменение силы натяжения троса. Это приводит, в зависимости от силы рывка, или к отскоку концевых тел и возвратному их движению с опасностью взаимного столкновения, или к разрыву тросовой системы с последующим независимым движением концевых тел. Кроме того, причинами нештатных ситуаций могут быть столкновения троса с микрометеоритами или объектами космического мусора, что с большой вероятностью приведёт к внезапному обрыву.  На примерах проанализировано развитие описанных ситуаций и показано отсутствие столкновения в случаях опасного сближения концевых тел. В потенциально опасных ситуациях предложено внести конструктивные меры для повышения безопасности неуправляемого развёртывания связки. Используются аналитические и численные методы решения задачи движения после разделения. Используется аналитическое решение задачи одновременного движения двух тел на орбите для получения информации о расстоянии между ними в процессе движения. Численное решение использует модель тросовой системы в виде цепочки весомых материальных точек, соединённых вязкоупругими связями. В модели присутствуют концевые твёрдые тела, моделируется наличие концевых демпферов трения, учитываются влияние не сферичности Земли и сопротивление атмосферы. При помощи численного решения найдено множество траекторий и показаны случаи опасного сближения концевых тел. Для таких случаев предлагается использовать участки троса с регулируемой силой разрыва. Представлены формы и траектории движения образующихся тросовых систем. Методики, использованные в данной статье применимы при планировании и обосновании безопасности полётов космических аппаратов с неуправляемым развёртыванием космических тросовых систем.
О движении твёрдого тела с криогенной жидкостью
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0627898
Ай Мин Вин , Темнов А. Н.
Актуальность работы связана с проблемой, обусловленной все более возрастающим использованием криогенных жидкостей в ракетной космической технике. Дальнейшее освоение космического пространства невозможно без создания орбитальных криогенных заправочных станций. Отличительной особенностью всех криогенных жидкостей является неоднородное распределение плотности и температуры, наблюдаемые во всех режимах хранения и эксплуатации. Подходящей моделью для исследования движений подобной механической системы является неоднородная несжимаемая жидкость. В работе, приведенной ниже, обсуждены вопросы взаимодействия неоднородной идеальной несжимаемой жидкости и полости подвижного твердого тела. Рассмотрены случаи, в которых движение твердого тела вызвано действием мгновенных сил или случаи внезапного движения тела. Введено понятие квазипотенциала скоростей жидкости и приведено решение задачи о движении твердого тела с цилиндрической емкостью частично или полностью наполненной криогенной жидкостью.

Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы

Влияние частоты на величину модуля вектора напряженности магнитного поля витка произвольной формы в свободном пространстве.
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0676328
Арбузов Е. В., Петренко Е. О.
В статье показана возможность использования математического аппарата описания полей постоянного тока для моделирования картины распределения вектора напряженности электромагнитного поля в расчете квазистатических полей вихретоковых преобразователей, созданных переменным током. Доказана идентичность картины поля и показано практическое отсутствие влияния частоты переменного тока, питающего вихретоковый преобразователь, на картину распределения вектора напряженности электромагнитного поля в пространстве для накладных параметрических преобразователей произвольной формы в свободном пространстве. Дано теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение для разных частот.
Натурные испытания ИК-Фурье-спектрорадиометра для дистанционного зондирования атмосферы
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0669654
Константинов П. С., Алехнович В. И., Кулакова Н. Н., Подгузов Г. В.
В данной статье рассмотрены натурные испытания прототипа ИК-Фурье-спектрорадиометра для дистанционного зондирования атмосферы. Приведена методика испытаний, позволяющая определить работоспособность прибора и его метрологические характеристики. Кроме того, в статье приведены результаты испытаний спектрорадиометра с использованием в качестве тест-объектов, как пленок, изготовленных из различных полимерных соединений (лавсан, тефлон, полиэтилен, полистирол), известной толщины, так и паров аммиака (NH3) и гексафотрида серы (SF6) в газовой фазе. Спектры тест-объектов были зарегистрированы на фоне различных фоновых объектов – ясное небо, облачное небо, модель абсолютно черного тела с известной температурой.
Использование метода инфракрасной диафаноскопии для оценки состояния мягких тканей ротовой полости в стоматологии
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0669704
Колпаков А. В., Макаров А. Л., Спиридонов И. Н.
В статье показана возможность применения оптических методов, в частности метода инфракрасной диафаноскопии, в целях обнаружения областей воспаления в тканях ротовой полости на стадии первичного повреждения. Авторами рассмотрены основные экзогенные и эндогенные факторы воспалительных заболеваний тканей ротовой полости, механизм возникновения и развития воспалительных заболеваний тканей ротовой полости, показан характер изменения оптико-физических свойств тканей ротовой полости на различных стадиях воспаления, а также взаимосвязь оптико-физических свойств тканей пародонта с изменением концентраций веществ-хромофоров по мере развития воспалительного процесса.
Алгоритм определения местоположения наземных объектов в условиях низкой точности входных данных
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0659353
Жураковский В. Н., Кондрашов К. С.
В статье рассмотрен алгоритм определения местоположения наземных объектов в рамках системы пассивной пеленгации космического базирования в условиях низкой входной точности. Использование пассивного пеленгатора позволяет определять местоположение наземных объектов, в частности, активных радиолокационных станций, по их излучению в условиях сниженного энергопотребления на борту космического аппарата (КА). При этом, однако, разрешение данных по пеленгу на выходе тракта первичной обработки весьма низко. Также существенную роль играет ограниченность вычислительных ресурсов, характерная для бортовых систем. Эти факторы затрудняют синтез эффективного алгоритма определения местоположения, осуществляющего вторичную обработку радиолокационной информации. Приводятся основные теоретические положения, используемые в рамках алгоритма, а также практические особенности его реализации в рамках бортового вычислительного комплекса. В частности, это касается точности пеленгации, достижимой в алгоритме, а также работы с зоной наблюдения больших размеров, представляющей определенную сложность в рамках ограниченных вычислительных ресурсов.
Автоматизированный комплекс определения гормонального статуса рака молочной железы методом иммуноцитохимии
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0628098
Самородов А. В., Артюхова О. А., Добролюбова Д. А., Клименко Н. С., Амелькина Е. Ю., Войнова Н. А., Славнова Е. Н.
В статье представлены результаты создания автоматизированного комплекса определения гормонального статуса рака молочной железы методом иммуноцитохимии, обеспечивающего автоматическое сканирование препарата и регистрацию изображений с помощью автоматизированного управляемого с персонального компьютера микроскопа, автоматический анализ зарегистрированных изображений с определением баллов, соответствующих балльной шкале Оллреда, возможность визуальной верификации и, при необходимости, коррекции результатов анализа. Результаты экспериментальных исследований комплекса продемонстрировали высокую повторяемость результатов автоматического исследования и совпадение автоматически формируемых заключений о гормональном статусе рака молочной железы с заключениями цитолога, получаемыми в ходе визуального микроскопического анализа.

Информатика, вычислительная техника и управление

Перспективные структуры с эффектом памяти, созданные на основе неорганических материалов
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0669629
Храповицкая Ю. В., Маслова Н. Е., Занавескин М. Л.
В настоящее время многие научные коллективы в области микроэлектроники ведут разработки технологии создания мемристора, а также возможности его интеграции в существующую КМОП-технологию. В результате исследований были установлены основные классы материалов с эффектом памяти такие как: оксиды металлов, твердые электролиты, халькогениды, полимеры и пр. Все эти классы материалов обладают свойством переключения сопротивления, но механизмы, за счет которых это переключение достигается, различаются. В литературе представлены элементы разной степени исследования, однако для ряда материалов удалось добиться стабильного мемристивного эффекта, получить на их основе устойчивый к переключению элемент и разработать для него модель функционирования. В данной статье представлен обзор таких структур с эффектом памяти на основе неорганических материалов, проведен анализ их характеристик и возможных вариантов их применения.
О реализации нейросетевого алгоритма распознавания лиц на графических процессорах
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0659387
Терехов В. И.
В работе рассматривается реализация нейросетевого алгоритма распознавания лиц на графических процессорах, разработанная  с использованием OpenCL. Алгоритм основан на классическом многослойном перцептроне, обучение которого производится с помощью алгоритма обратного распространения ошибки. По результатам проведенных эмпирических исследований, производительность такой реализации в 7 раз превышает производительность реализации для обычного процессора. При этом частота ошибок распознавания составляет приблизительно один процент.
Метод автоматизированного формирования цифровой модели рельефа
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0657404
Афиногенов Е. И.
Статья посвящена проблеме эффективного построения цифровой модели рельефа местности (ЦМР) на основе большого количества аэрофотоснимков. Описаны основные этапы построения ЦМР. Особое внимание уделяется повышению эффективности поиска «ближайших» (по содержанию) изображений в базе данных: предложено использовать схему поиска на основе обратного индексирования характерных признаков изображений и организации базы данных в виде дерева «визуальных слов». Показано построение словарного дерева с помощью иерархической кластеризации пространства признаков, полученных на основе SIFT-дескрипторов, а также учет весовых коэффициентов «визуальных слов», рассчитанных по принципу TF-IDF (Term Frequency – Inverse Document Frequency).
Абстракции и базовые операции специализированного языка описания алгоритмов решения задач структурного анализа и синтеза
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0656686
профессор Иванова Г. С.
В статье обосновывается необходимость разработки специализированного языка программирования, позволяющего описывать решение задач структурного анализа и синтеза в терминах используемых математических моделей. По сравнению с имеющимися языками и библиотеками подпрограмм язык позволит не только существенно сократить время разработки программ, но и обеспечит возможность создания более эффективных с точки зрения вычислительной сложности алгоритмов и времени выполнения реализующих их программ. По результатам анализа алгоритмов и представлений графовых моделей, отображающих предметную область, выявлено множество необходимых абстракций языка и операций над ними. В качестве основных предлагаются абстракции «множество», «мультимножество», «кортеж», «вектор» и «матрица». Операции над указанными абстракциями подразделены на математические и связанные с особенностями реализации описаний алгоритмов. Для каждой абстракции определен набор элементарных операций указанных видов.
Синтез квазиоптимальной траектории движения беспилотного летательного аппарата
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0646471
Велищанский М. А.
Рассматривается задача построения пространственных траекторий для беспилотного летательного аппарата (БПЛА) и синтеза реализующих их программных управлений. Приведена нелинейная математическая модель движения БПЛА как материальной точки. Кинематическая траектория строится на основе полиномов по времени, а реализующее ее программное управление – на основе концепции обратных задач динамики. Целью работы является нахождение такого времени маневра БПЛА, при котором построенные кинематическая траектория и программное управление удовлетворяли бы наложенным на переменные состояния и управления ограничениям. При этом найденное время маневра должно быть минимально возможным. Для решения поставленной задачи используются методы численной оптимизации. Приводятся результаты численного моделирования.
Двухкритериальная идентификация кинетических параметров реакции гидроалюминирования олефинов алкилаланами
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0645511
Губайдуллин И. М., профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Нурисламова Л. Ф., Савелов А. С.
Работа выполнена в контексте исследований и разработок оригинальных двухкомпонентных нейтральных каталитических систем, состоящих из соединений металла переменной валентности (титана или циркония) и алюминийорганических соединений. Рассматриваем задачу идентификации кинетических параметров реакции гидроалюминирования олефинов алкилаланами, которая относится к классу обратных задач химической кинетики. Как правило, задача идентификации ставится как однокритериальная задача оптимизации невязки расчетных и экспериментальных данных. Недостаток такой постановки заключается в том, что в процессе идентификации игнорируется важная априорная информация об особенностях кинетики исследуемой химической реакции. Особенность и новизна данной работы заключаются в постановке задачи идентификации как двухкритериальной, позволяющей учесть, как экспериментальные данные о кинетике исследуемой химической реакции, так и априорную информацию об этой реакции. Под решением указанной двухкритериальной задачи понимаем множество Парето этой задачи. Для построения аппроксимации множества Парето используем модифицированный метод адаптивных взвешенных сумм (Adaptive Weighted Sum). Одной из целей работы является апробация модифицированного метода AWS в процессе решения практических двухкритериальных обратных задах химической кинетики. Приводим постановку двухкритериальных задач идентификации кинетики химических реакций гидроалюминирования олефинов алкилаланами HAlBui2 и ClAlBui2. Представляем использованное алгоритмическое и программное обеспечение. Приводим результаты вычислительных экспериментов и их обсуждение.
Решение обратной задачи динамики с помощью систем моделирования
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0637676
Федорук В. Г., доцент, к.т.н. Трудоношин В. А., Федорук Е. В., Мартынюк В. А.
В статье рассмотрена методика решения обратной задачи динамики с помощью систем моделирования сложных технических объектов. Даны математические основы ее решения. Задача решается в два этапа. На первом этапе осуществляется численное моделирование механической системы при заданном внешнем воздействии в виде зависимости координат положения некоторых элементов системы от времени. При этом фиксируются взаимные перемещения точек приложения исполнительных механизмов. На втором этапе ранее приложенные воздействия снимаются. Выполняется моделирование системы под воздействием определенных на первом этапе перемещений в исполнительных механизмах, при этом замеряются создаваемые ими усилия. Приводится пример решения обратной задачи для трипода.

Механика

Численное моделирование ударно-волнового деформирования гибких броневых композитных материалов
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0665297
Димитриенко Ю. И., Беленовская Ю. В., Анискович В. А.
Предложена математическая модель деформирования гибких броневых материалов на основе арамидных тканей при высокоскоростных  воздействиях. Модель учитывает особенности деформационных характеристик данного класса композитных материалов: способность деформироваться без разрушения при конечных значениях деформаций, существенное различие диаграмм деформирования при растяжении и сжатии, зависимость этих диаграмм от скорости нагружения, наличие псевдопластических свойств материалов, обусловленных вытягиванием нитей из ткани и/или пластическим характером деформирования, анизотропию нелинейно-упругих и вязко-пластических свойств и другие эффекты. Сформулирована постановка задачи динамического деформирования гибких броневых материалов, для ее решения применен метод ленточных адаптивных сеток. Приведен пример численного решения двумерной задачи о высокоскоростном воздействии ударника по гибкому броневому материалу, проанализированы некоторые специфические эффекты деформирования материалов данного класса. 
Сравнительный анализ способов получения несогласованных матриц массы
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0624689
Бацева О. Д., Дмитриев С. Н.
Для описания инерционно-массовых свойств конечного элемента может быть применено несколько способов, приводящих к различным матрицам массы. В частности может быть использован метод сосредоточенных масс, различные функции формы, как совпадающие (согласованные), так и несовпадающие с функциями формы для получения матрицы жесткости. Возможны и другие подходы. Целью исследования являлся анализ некоторых нетривиальных подходов к получению матрицы массы, в частности, нестандартных функций формы, форм колебаний стержневого элемента, метода суммирования разных матриц массы с весовыми коэффициентами. В статье сравниваются пять различных матриц массы на примере стержневого конечного элемента и определяются погрешности, которые они дают при определении собственных частот колебаний закрепленного на обоих концах стержня. Для всех матриц массы система конечно-элементных уравнений задачи решена аналитически в тригонометрических рядах, определенных в узловых точках. Показано, что несогласованные матрицы при вычислении собственной частоты могут давать более высокую точность, по сравнению с диагональной и согласованной.

Приборы и методы экспериментальной физики

Влияние метана на задержку воспламенения водорода при импульсном истечении в воздух из камеры высокого давления.
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0633287
Микушкин А. Ю., Головастов С. В., Бочарников В. М.
Экспериментально определено влияние примесей метана на диффузионное самовоспламенение водорода при импульсном истечении из камеры высокого давления в канал с воздухом. Импульсное истечение осуществлялось из сосуда высокого давления вследствие разрыва диафрагмы. Водород смешивался на контактной границе с воздухом. При этом необходимая температура воспламенения водорода достигались за счет нагрева воздуха создаваемой ударной волной, возникающей вследствие нестационарного истечения водорода из камеры высокого давления. Показано, что увеличение доли метана приводило к увеличению задержки воспламенения. Было сделано предположение, что помимо теплового механизма ингибирования горения, имеет место и кинетический механизм. Результаты могут быть использованы для предотвращения воспламенения водорода при хранении и эксплуатации в системах высокого давления.

Оптика

Перспективные методы контроля качества выпуклых асферических зеркал большого диаметра
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0645432
Батшев В. И., Бадунова Е. А., Польщикова О. В.
Дан обзор методов контроля качества выпуклых асферических зеркал большого диаметра, основанных на принципиально новой схеме освещения контролируемого зеркала пучком параллельных лучей, идущих перпендикулярно оси симметрии зеркала. Благодаря такому освещению для реализации рассмотренных методов не требуется применение вспомогательных крупногабаритных оптических элементов, поэтому методы являются перспективными для контроля формы зеркал диаметром более метра. На базе рассмотренной схемы освещения разработан новый метод контроля качества выпуклых зеркал с экстремально высокой апертурой – с углом наклона крайней нормали 45 ° и более.

Энергетика

Исследование взаимодействия дейтериевой плазмы с вольфрамовыми мишенями
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0669439
Зимин А. М., Шарапов В. М., Кривицкий С. Е., Куликаускас В. С.
Работа посвящена исследованию особенностей формирования тонких вольфрамовых плёнок, образующихся в результате распыления вольфрамовой мишени дейтериевой плазмой магнетронного разряда. Показано, что содержание дейтерия в плёнке сравнимо с концентрацией осаждённых атомов вольфрама. Захваченный дейтерий находится в порах, формируемых в процессе роста поверхностного слоя. Расстояние между распыляемой мишенью и подложкой, на которой формируется плёнка, является важным параметром, определяющим характеристики плёнок. При увеличении этого расстояния уменьшается количество соосаждённого дейтерия, что приводит к уменьшению пористости и увеличению плотности плёнок.
Обеспечение безопасности труда в рабочих помещениях в условиях технологических выбросов гексафторида урана
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0625484
Бабенко С. П., Бадьин А. В.
В данной работе проведён обзор литературных и оригинальных методов решения задач по обеспечению безопасности труда в рабочих помещениях на предприятиях ядерной энергетики, использующих гексафторид урана. Описаны теоретические модели загрязнения атмосферы рабочего помещения газообразным гексафторидом урана и продуктами его гидролиза, оседания этих продуктов на производственные поверхности, перкутанного и ингаляционного проникновения их в организм человека. Описаны возможности указанных моделей и приведены некоторые результаты расчётов. Статья предназначена для публикации в журнале «Наука и образование: электронное научно-техническое издание».

Педагогические науки

Особенности обучения студентов с ограниченными возможностями здоровья по слуху.
# 12, декабрь 2013
DOI: 10.7463/1213.0658241
доцент, к.т.н. Ярославцева Н. А.
Представлены печатные и электронные учебные пособия, используемые для обучения студентов с ограниченными возможностями здоровья по слуху в лаборатории механической обработки резанием, объединяющие между собой материалы для изучения теоретических вопросов, материалы, формирующие навыки практического использования приобретенных знаний, и разнообразные формы самоконтроля и тестирования. Показан общий подход к разработке учебных изданий и их методические особенности. В качестве примера приведен фрагмент из электронного учебного пособия, предназначенного для внеаудиторной самостоятельной работы обучающихся с ограниченными возможностями по слуху и помогающего освоить пропущенный учебный материал в условиях отсутствия преподавателя.  
Приложение к номеру

История технического прогресса

77-48211/681714 Памяти Льва Термена (1896 – 1993)
# 12, декабрь 2013
Самохин В. П., Мещеринова К. В.
Представлен краткий обзор основных достижений Льва Сергеевича Термена, выдающегося советского изобретателя, создателя первых в мире электромузыкальных инструментов – терменвокса, ритмикона и терпситона. Им разработана также первая в мире большеэкранная система механического телевидения с чересстрочной зеркальной разверткой, ряд устройств охранной сигнализации и приборов специального назначения. Приведены сведения о родословной Термена, интересные факты из его жизни и деятельности, включая подробности его учебы в школе, увлечения радиолюбительством, службы в армии, университетского образования, работ в Ленинградском физико-техническом институте, гастрольных выступлений в Европе и в США, а также особенности использования его электромузыкальных  инструментов и приборов для охранной сигнализации. Описаны контакты Термена с известными композиторами, деятелями науки и искусства, специфика его разведывательной деятельности, работы в годы лишения свободы и жизни в последние годы.

Вне рубрик

 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)