Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1459
Управление микроструктурой силуминов термической обработкой в твердожидком состоянии
Статья научная
В статье рассмотрено влияние режимов термической обработки на структуру эвтектических алюминиевых сплавов, проведено теоретическое обоснование процесса на основе полученных микроструктур. Изучено явление кластеризации жидких металлических растворов и развивающаяся вслед за этим процессом гетерогенизация твердых фаз по химическому составу.
Бесплатно
Статья научная
Потери из-за снижения напряжения в линии постоянного тока оказывают значительное влияние на точное управление потоком мощности в многотерминальных системах ПИН-ВППТ с использованием управления напряжением на шинах постоянного тока. Когда управление напряжением на шинах постоянного тока используется в многотерминальных системах ПИН- ВППТ, из-за неравных напряжений на шинах постоянного тока снижения напряжения в линии постоянного тока возникают большие отклонения потока мощности. Потери мощности в линии постоянного тока и в преобразователях также вызывают отклонения потока мощности в сети постоянного тока от желаемого значения. Для точного управления потоком мощности в сети постоянного тока необходимо устранить отклонения мощности, возникающие из-за каждого из этих факторов. При моделировании пятитерминальной системы ПИН-ВППТ в Matlab/ Simulink показано, как добиться точного управления потоком мощности в системе с учетом снижения напряжения постоянного тока и потерь мощности в линии постоянного тока (учет потерь мощности преобразователя выходит за рамки данной статьи).
Бесплатно
Управление режимом горных работ при открытой разработке месторождений этапами
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы управления развитием рабочей зоны карьера, разрабатываемого этапами, в условиях оперативного регулирования режима горных работ, дана оценка возможной интенсивности ведения горных работ при разработке крутопадающих залежей округлых форм в плане.
Бесплатно
Управление системой нелинейно связанных перевернутых маятников
Статья научная
Предложена математическая модель связанных обратных маятников в линейной и нелинейной постановке. Проведено исследование динамики этой механической системы и определены предельные параметры, обеспечивающие возможность стабилизации. Приведены результаты экспериментов для различных конфигураций системы. Построены зоны устойчивости в пространстве параметров в линейной и нелинейной постановке. Управление системой осуществляется по обратной связи. Введенная нелинейная жесткость пружины является частью динамического управления. При этом в фазовом пространстве существуют три стационарные точки, однако вещественные координаты имеет лишь одна из них. В результате проведенного исследования показано, что сложная неустойчивая система, состоящая из осцилляторов с нелинейной связью, может быть описана достаточно простой системой уравнений, а ее стабилизация при соблюдении определенных условий возможна с помощью достаточно простого управления периодической функцией по обратной связи.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены проблемы, связанные с формированием рудной базы металлургического предприятия. Показано, что при непостоянстве рудной сырьевой базы предприятия оценка полезности агломерируемого сырья с позиции барабанного индекса холодной механической прочности TI может не обеспечить достижение оптимальных экономических показателей аглодоменного производства. Для учета индивидуальных особенностей влияния агломератов из различного сырья на производительность доменного процесса предложен способ интеграция модели доменного процесса с моделью разрушения металлургического агломерата, основанной на комбинированном использовании модели напряженного состояния твердого включения в матрице и модели разрушения на основе закона Риттингера. Рассмотрены алгоритмические сложности организации интеграции и поиска решения. Приведены результаты расчетов изменения производительности доменной печи при разрушении агломератов из различных рудных материалов, обладающих различной прочностью при испытании, на барабанный индекс прочности TI.
Бесплатно
Упрощение уравнений движения для несжимаемой жидкости методом асимптотических разложений
Статья научная
Формулируется краевая задача обтекания вогнутой поверхности потоком вязкой несжимаемой жидкости, для решения которой принимается метод сращивания асимптотических разложений. Этому методу свойственна потеря граничных условий. Нельзя ожидать, что внешнее разложение будет удовлетворять условиям, которые наложены во внутренней области, и обратно - внутреннее разложение в общем случае не будет удовлетворять условиям в удаленной области. Но потеря условий восполняется сращиванием. Сращивание представляет собой основную черту метода. Возможность сращивания основана на существовании области перекрытия, в которой пригодно как внутреннее, так и внешнее разложение. Используя это перекрытие, можно получить точное соотношение между конечными частными суммами. Реализация этой возможности осуществима только для возмущения параметра, которое неоднородно в координатах, или для возмущения координаты, которое неоднородно по другим координатам. Нельзя срастить два различных параметрических разложения, таких как разложение для больших и малых значений числа Рейнольдса или числа Маха; невозможно срастить два различных координатных разложения, таких как разложение для малых и больших значений времени или расстояния. Такие ряды могут перекрываться в том смысле, что они имеют общую область сходимости, но процесс аналитического продолжения дает только приближенное соотношение для некоторого конечного числа членов. Существование области перекрытия означает, что внутреннее разложение внешнего разложения должно с точностью до соответствующего порядка согласовываться с внешним разложением внутреннего разложения. Этот принцип распространяется на приближения высшего порядка при сохранении дальнейших членов в асимптотических разложениях. Можно допустить, что число членов может быть различно во внутреннем и внешнем разложениях, поскольку нормальный порядок сращивания требует разницы на единицу при четных шагах.
Бесплатно
Усовершенствование технологии прессования изделий из политетрафторэтилена
Статья научная
Разработка новых методов получения материалов с заранее заданными эксплуатационными свойствами, обеспечивающих долговечность и износостойкость узлов трения, является актуальной проблемой современной науки о материалах. В статье рассмотрено влияние режимов ультразвукового прессования с одновременно наложенной низкочастотной амплитудной модуляцией на механические и триботехнические свойства политетрафторэтилена. Проведено сравнение полученных результатов исследований новой технологии с традиционной технологией прессования. Показано, что технология ультразвукового прессования с одновременным наложением низкочастотной амплитудной модуляцией позволяет повысить механические свойства ПТФЭ: предел прочности при растяжении на 15 %, относительное удлинение на 13 %, модуль упругости на 8 %, твердость на 12 %, при этом интенсивность массового изнашивания снижается на 40 %, а коэффициент трения - на 27 %.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены вопросы качества динамики адаптивной радиальной гидростатической опоры с ограничением выходного потока смазки. Приведена математическая модель опоры, получена аналитическая зависимость для передаточной функции динамической податливости линеаризованной нестационарной модели. Установлено, что опора может работать устойчиво на режимах отрицательной податливости. При этом обеспечиваются приемлемые показатели качества динамики свободных и вынужденных колебаний. Устойчивая опора имеет ограниченную область отрицательной податливости. Конструкция опоры при одинарном дросселировании входного потока смазки склонна к колебаниям, однако в указанной области обладает достаточным запасом устойчивости.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы влияния несбалансированного электропотребления на уровень несимметрии токов и напряжений в низковольтных системах электроснабжения и их компонентах. Доказано, что возникающая несимметрия трехфазной системы напряжения электропитания оказывает негативное влияние на показатели, характеризующие качество электрической энергии, а несимметрия токов в этих системах влечет за собой увеличение потерь мощности и энергии, что сопровождается увеличенным электропотреблением, повышением тепловой нагрузки, являющимся причиной возникновения пожаров, а также снижением уровня надежности электроснабжения. В качестве наиболее эффективного средства минимизации последствий несимметричных режимов предлагается новое техническое средство с автоматическим изменением его мощности за счет саморегулируемой индуктивности в зависимости от уровня несбалансированного электропотребления. На основании произведенных расчетов определены параметры и изготовлена физическая модель предлагаемого устройства, эффективность которой доказана путем экспериментальных исследований, произведенных в лабораторных условиях. Эффективность симметрирования достигает 60 %.
Бесплатно
Статья научная
Проблема интенсивного освоения богатств Сибири и Севера стала принципиально актуальной для России в связи с исчерпанием основных разведанных запасов природных ресурсов в ее европейской части. Ускоренное освоение Севера и Арктики, включая побережье и шельф арктических морей, направленное на усиление экономического потенциала России, означает развитие базовых отраслей промышленности (горнодобывающей, нефтяной и газовой) с созданием соответствующей инфраструктуры. По статистике, только около 0,3 % мировых водных ресурсов можно получить из рек, озер или доступных ресурсов подземных вод. Быстрый рост индустриализации, особенно в некоторых частях Азии, приводит к сильному загрязнению рек и водоносных горизонтов из-за нерационального использования имеющихся ресурсов. Благодаря быстрому развитию водного транспорта и интенсивной эксплуатации запасов жидких углеводородов, таких как нефть, растет количество аварий и ЧС, инициирующих загрязнение открытых водоемов. Особенно высок эколого-экономический ущерб от разливов нефтепродуктов во внутренних реках, из-за их особого географического положения и крайней токсичности смеси углеводородов. В связи с этим на первый план выходит задача обеспечения техногенной, экологической и энергетической безопасности сложных технических объектов и циркумполярных регионов в целом. Особую важность приобретает рациональное и экономное расходование нефтепродуктов. Это относится в том числе и ко всем известным видам масел: моторным, индустриальным, компрессорным, трансформаторным, турбинным и другим. Отработанные масла, попадающие в окружающую природную среду, лишь частично удаляются или обезвреживаются в результате природных процессов. Основная их часть является источником загрязнения почв, грунтов, водных объектов и атмосферного воздуха и приводит к нарушению воспроизводства птиц, рыб, млекопитающих, оказывает вредное воздействие на человека. Основной задачей данного исследования, направленного на снижение экологического воздействия на природную окружающую среду промышленных предприятий, является утилизация и переработка всех видов отходов основного производства. Показано, что эффективность утилизации отработанных масел и других нефтепродуктов в условиях Крайнего Севера с учетом защиты окружающей среды требует дифференцированного подхода к проблеме с учётом особенностей климата и доступности арктических территорий, а также использованием кавитационной технологии.
Бесплатно
Утилизация отходов алюминиевого производства в керамической промышленности
Статья научная
Сформулированные принципы оценки минерализаторов по их термореологическим свойствам позволили выбрать, проверить и рекомендовать ряд перспективных отходов алюминиевой промышленности, содержащих комплекс низковязких минерализаторов. Данные отходы повышают эксплуатационные характеристики керамических материалов в интервале вязкости минерализующего компонента =(0,6-5) Па·с. Установленная способность минерализатора ускорять процессы полиморфных превращений кварца использована при получении облицовочных керамических материалов из кремнеземистых техногенных продуктов путем создания каркасно-армированной структуры материала.
Бесплатно
Статья научная
Формирование облика гидроакустической системы и части подсистемы сбора и обработки информации традиционно представляет собой процесс выбора типовых процедур, обеспечивающих построение системы с требуемыми параметрами [1]. Однако методология применения типовых проектных решений и процедур позволяет собрать отдельные компоненты системы, но не саму систему. Система формируется в результате целенаправленной реализации системных отношений между компонентами, т.е. в результате целенаправленной организации их функционирования, взаимодействия или, точнее, организации процедур сбора и обработки информации. В настоящее время не существует в полной мере достаточных типовых проектных решений и процедур, методик, позволяющих обеспечить системную организацию сбора и обработки информации. Создание таких процедур в определенной степени является уделом разработчика или оператора построения системы и в существенной степени базируется на его опыте и интуиции. В связи с этим наибольший интерес с точки зрения предмета исследований данной научной статьи представляет именно организация сбора и обработки информации о подводной обстановке.
Бесплатно
Статья научная
На основе существующих в настоящее время методов оптимизации дорожной сети выявлено, что в условиях Якутии не всегда надежно может быть определена техническая категория дороги и строительство дорог с твердым покрытием. В условиях Якутии при проектировании местной дорожной сети предлагаем учитывать качество жизни населения считать главным критерием. Обоснована необходимость строительства дорог с твердым покрытием с учетом природно-климатических факторов, предложена система критериев, которая определяла бы социально равноправное развитие территорий при помощи местной дорожной сети.
Бесплатно
Учет релятивистского эффекта в имитаторах спутниковых радионавигационных систем
Статья научная
В статье рассматривается метод формирования поправочного коэффициента, обусловленного релятивистским эффектом при формировании псевдодальности в имитаторах спутниковых радионавигационных систем. Данный поправочный коэффициент формируется для каждого навигационного космического аппарата и может достигать единиц метров.
Бесплатно
Учет числа пролетов воздушной линии электропередачи при определении наведенного напряжения
Статья научная
В статье рассмотрены составляющие индуктивных помех. Подробно представлено описание электромагнитной составляющей наведенного напряжения. Приведена методика определения расчетной высоты подвеса провода, основанная на фактическом распределении магнитного поля. Приведена методика определения числа пролетов воздушной линии электропередачи. Получены зависимости вектора индукции магнитного поля от расстояния вдоль одного пролета. Получены зависимости относительной погрешности определения индукции магнитного поля от количества смежных пролетов. Даны рекомендации по определению числа пролетов, которое необходимо учитывать при расчете магнитной составляющей электромагнитного поля, создаваемого линией электропередачи.
Бесплатно
Статья научная
Выполнен анализ имеющейся исходной информации, обосновывающий эффективность применения метода, базирующегося на средних нагрузках, для расчёта потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях. Оценено влияние внутримесячной неравномерности электропотребления и температуры провода на погрешность расчёта потерь электроэнергии. Исследованы погрешности расчёта потерь электроэнергии методом статистических испытаний, и выполнен их учёт при помощи полиномов второй степени.
Бесплатно
Фаза со структурным типом шпинели в пластически деформированном никелиде титана
Статья научная
Исследованы образцы сплава Ni51Ti49, подвергнутые пластической деформации. Микроструктура исследовалась методом просвечивающей электронной микроскопии и микродифракции на микроскопе Hitachi 7700. Для исследования образцов методами просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) с зоны разрыва растянутых образцов вырезали диски диаметром 3 мм, которые механически утоняли, затем электрохимическим способом травили до появления отверстия в центре диска. Финальным этапом подготовки являлось ионное травление на установке PIPS (Gatan). Утоненные для просвечивающей электронной микроскопии образцы были подвергнуты криомеханической обработке путем циклического охлаждения в жидком азоте. Фазовый состав образцов определяли методом дифракции рентгеновских лучей в дифрактометре «Bruker» с использованием излучения меди. В зонах локализации деформации обнаружены линзовидные кристаллы фазы Ni2Ti3, содержащие изгибные экстинкционные контуры, которые свидетельствуют о значительной кривизне кристаллической решетки, появляющейся в зонах локализации пластической деформации. Показано, что кристаллическая структура линзовидных кристаллов представляет собой фазу, обладающую структурным типом шпинели с параметром кристаллической решетки 11,53±0,03 Å. Для формирования линзовидных кристаллов неравновесной фазы Ni2Ti3 необходимо перераспределение компонентов исходного твердого раствора или интерметаллидных фаз. В условиях локальной кривизны кристаллической решетки в зонах увеличенных межатомных расстояний возникают особые структурные состояния, которые повышают число степеней свободы в деформируемом твердом теле и таким образом способствуют появлению новых фаз.
Бесплатно
Статья научная
Исследованы структура, фазовый состав и удельная поверхность порошковых систем на основе корунда, получаемых методом термического разложения гидроокиси алюминия и методом термического разложения водного раствора азотнокислой соли алюминия в плазме высокочастотного разряда. Показано, что в крупнокристаллическом глиноземе переход в α-форму происходит в широком интервале температур (600-1200 °C), а в плазмохимическом порошке Al2O3 этот фазовый переход происходит в узком интервале температур (1150-1200 °C) и, фактически, имеет «взрывной» характер. Этот переход сопровождается разрушением пенообразных агломератов и увеличением удельной поверхности частиц.
Бесплатно
Феноменологическая модель гидродинамического кавитационного воздействия на водные системы
Статья научная
Рассмотрены реологические аспекты суперкавитационных потоков в проточной части технологического оборудования. Описание поведения кавитационного сферического пузырька в жидкости привело к формулировке и решению краевой задачи сопряжения. Показано, что кавитационный сферический микропузырек в своей динамике движется в пространстве, структурированном микротурбулентными вихрями, образованными интерференцией волн разрежения-сжатия, возникающих при пульсации кавитационных микропузырьков. В результате применения данной модели повысилась точность расчета суперкавитационного течения в процессе проектирования технологического оборудования для обработки гетерогенных сред в водной среде.
Бесплатно
Физико-технические основы диагностики магистральных трубопроводов методом радиолокации
Статья научная
Рассматривается актуальная проблема обнаружения дефектов трубопроводов с борта беспилотных летательных аппаратов, позволяющая оперативно оценивать состояние сварных швов, появление утечек углеводородов, нарушение изоляции, местоположения несанкционированных врезок и геопозиционирования трубопровода в подземном пространстве. Исследуется состояние трубопроводов: пространственное положение, утечка продукта, состояние сварных швов и изоляции, наличие и место несанкционированных врезов; дается количественная оценка чувствительности радиолокационного метода дистанционной дефектоскопии с борта беспилотного летательного аппарата (БПЛА).
Бесплатно
