Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don) @vestnik-donstu
Статьи журнала - Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)
Все статьи: 1596
Статья научная
Введение. Пневматические приводы находят широкое применение в промышленности благодаря своей надежности, простоте конструкции и способности функционировать в сложных условиях. Однако при решении задач позиционирования использование традиционных пропорциональных распределителей зачастую оказывается избыточным, что ведет к неоправданному увеличению стоимости и усложнению конструкции. Применение более простых дискретных распределителей сталкивается с проблемой, связанной с необходимостью достижения компромисса между частотой их переключения и точностью позиционирования. Существующие исследования, в основном, фокусируются на оптимизации отдельных показателей качества работы пневмоприводов и не предлагают эффективных методов поиска компромисса между конфликтующими критериями. Использование классических методов построения множества Парето для многокритериальной оптимизации требует значительных вычислительных ресурсов, что затрудняет их практическое применение. Целью исследования является разработка методологии многокритериальной оптимизации параметров позиционного электропневматического привода с дискретными распределителями на основе построения множества Парето с использованием суррогатных моделей, позволяющей найти оптимальный баланс между частотой переключений и точностью позиционирования.
Бесплатно
Использование фотографии с целью социального контроля и политической манипуляции
Статья научная
Рассматривается роль фотографии в организации процесса социального контроля властью за действиями, поведением людей и формированием общественного мнения. Фотография представлена в качестве манипулятивной технологии информационной войны.
Бесплатно
Исследование адаптивной фрикционной муфты с дифференцированными парами трения
Статья научная
На основе анализа многодисковой адаптивной фрикционной муфты конструкции Н.Д. Вернера была решена задача повышения точности срабатывания муфты без внесения существенных изменений в ее конструкцию.
Бесплатно
Исследование актуальности робототехнических технологий
Статья научная
Введение. Робототехнические технологии служат важным показателем технологического и экономического состояния государства, они влияют также и на жизнь отдельных людей. Развитие их - перспективная и актуальная задача, затрагивающая многие аспекты жизни современного общества. В настоящее время робототехника переживает очередной этап развития, который имеет свои особенности, новые направления. Целью данной работы является анализ положения и путей развития данной отрасли в мире и в нашей стране, а также отношение людей к использованию робототехнических систем и готовности их совершенствовать. Эти вопросы являются малоизученными. Материалы и методы. В представленном исследовании названы исторические аспекты формирования уникальных робототехнических технологий, определено соотношение количества производителей и потребителей робототехнической продукции в мире, указаны отрасли ее применения. Центральное место в работе отведено итогам проведенного авторами онлайн-опроса, статистический анализ которого позволил по конкретным данным изучить факторы, влияющие на распространение робототехнических систем и робототехнических технологий и способствующие им. Результаты исследований. Итоги опроса, с одной стороны, показывают высокую оценку перспективности робототехнических систем, данную респондентами, и подтверждают наличие у молодежи интереса к данным технологиям. С другой стороны, они позволяют отметить высокий уровень знаний в области робототехнических технологий у студентов инженерных специальностей и наличие более чем элементарных знаний этих технологий у представителей других специальностей. На взгляд авторов, имеются все предпосылки для дальнейшего успешного развития этих технологий. Обсуждение и заключения. Анализ использования робототехники в мире и в нашей стране, а также результаты проведенного авторами опроса позволяют сделать вывод о том, что эти технологии развиваются и будут активно развиваться и впредь, а заинтересованность в этом нынешних студентов, подтвержденная ответами на вопросы анкеты, будет способствовать более широкому внедрению роботов в жизнь будущих поколений.
Бесплатно
Исследование алгоритма Крона и его модификации при различных исходных данных
Статья научная
Рассматривается задача распределения множества заданий между устройствами однородной вычислительной системы по минимаксному критерию. Приводится постановка задачи, в которой подробно описываются объект исследования и принципы его функционирования. Для решения поставленной задачи предлагается использовать приближённые алгоритмы. Рассмотрены классический и модифицированный алгоритмы Крона и способы их улучшения за счёт формирования начального распределения заданий между устройствами вычислительной системы. С этой целью используются алгоритм критического пути и алгоритм Пашкеева. Для оценки эффективности полученных модификаций алгоритма Крона в работе приведены выходные значения ряда вычислительных экспериментов при различных входных параметрах. Эффективность модифицированных алгоритмов оценивалась по времени работы и отклонению полученного значения загрузки от оптимального значения. Разработаны программные средства для анализа эффективности модифицированных алгоритмов.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Повышение производительности однопроволочной наплавки за счёт увеличения скорости подачи проволоки приводит к дефектам — подрезам и несплавлениям между слоями, что снижает качество наплавленного покрытия и увеличивает брак. Для решения этой проблемы в среде защитных газов развиваются многопроволочные методы наплавки, позволяющие повысить производительность без ухудшения качества. В литературе показано, что взаиморасположение электродов в многопроволочных системах существенно влияет на теплофизические и электрофизические характеристики дуги, а следовательно — на геометрию усиления и форму проплавления. Однако имеющиеся исследования фрагментарны: недостаточно данных по морфологии зоны проплавления и взаимосвязи её параметров с конкретными схемами расположения электродов при наплавке расщеплённой дугой в защитной среде, что оставляет научный пробел. Цель данной работы — оценить изменение геометрических параметров усиления наплавленного слоя и морфологии зоны проплавления при различных взаиморасположениях электродов при наплавке расщеплённой дугой в среде защитного газа. Материалы и методы. Эксперимент проводился на 6-осевом роботе Fanuc 120iD с источником питания EWM Titan XQ500 и экспериментальной наплавочной головкой, состоящей из двух сварочных горелок. Слои наплавлялись на стальные подложки марки Ст3 методом GMAW-Pulse проволокой Св-08Г2С диаметром 1.2 мм в среде Ar/CO₂ (98 %/2 %) при зафиксированном режиме наплавки (WFS = 6,5 м/мин на каждую горелку, TS = 4 мм/с, МВТ = 150 °C). В качестве исследуемых факторов приняты следующие параметры: расстояния между электродами (z = 15, 18, 21 мм), угол их наклона (α = 5°, 10°). На поперечных сечениях наплавленных слоев, подготовленных шлифовкой и травлением, измерялись геометрические параметры усиления (высота h, ширина S, угол смачивания γ) и проплавления (глубины a, a₁, ширина b). Количественный анализ геометрии шва выполнялся с использованием ПО Digimizer для оценки влияния взаиморасположения электродов на формирование слоя. Результаты исследования. Установлено, что расстояние между электродами (z) существенно влияет на геометрию усиления: увеличение z приводит к росту ширины слоя (S) и угла смачивания (γ), но снижению его высоты (h). Глубина осевого проплавления (a) демонстрирует нелинейную зависимость от z, достигая максимума (~2,2 мм) при z = 18 мм. Угол наклона (α) оказал незначительное влияние (<5 %)на параметры усиления, но существенно повлиял на форму основной зоны проплавления (a₁): увеличение α уменьшало a₁ и делало проплавление более пологим. При z = 21 мм влияние α на проплавление исчезало. Выявлены зависимости между взаиморасположением электродов при наплавке расщеплённой дугой, геометрическими параметрами усиления и глубиной зоны проплавления. Обсуждение. Объяснение установленных зависимостей основано на изменении теплофизических и электрофизических свойств электрической дуги в зависимости от взаимного расположения электродов. Осевая глубина проплавления зависит не только от расстояния между электродами, но и от объёма сварочной ванны. При избыточном объёме сварочной ванны для конкретного режима наплавки возникает эффект демпфирования тепловых потоков от электрической дуги к основному металлу — объём сварочной ванны поглощает часть тепла, что приводит к уменьшению глубины проплавления. Изменение вектора давления дуги при увеличении угла между электродами объясняет уменьшение глубины основной зоны проплавления. Заключение. Экспериментально установлены закономерности влияния взаимного расположения электродов на геометрию наплавленного слоя и форму зоны проплавления при наплавке расщеплённой дугой в защитном газе. Показано, что увеличение расстояния между электродами приводит к росту ширины валика, уменьшению его высоты и увеличению угла смачивания. Отмечено, что глубина проплавления зависит от объёма сварочной ванны. Определено, что угол наклона электродов в исследованных режимах оказывал незначительное влияние — менее 5 % — на геометрию наплавленного металла, хотя гипотетически оно может усиливаться при меньших межэлектродных расстояниях. Полученные данные выявляют чёткие тенденции и формируют основу для дальнейшего углублённого изучения теплофизических и электрофизических аспектов процесса наплавки расщеплённой дугой в среде защитного газа.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты экспериментальных исследований с оценкой влияния влажности на основные показатели процесса сепарации зернового вороха в пневмоканале машины предварительной очистки (МПО) зернового материала.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияние возможных дефектов скрытого слоя искусственной нейронной сети прямого распространения на её работоспособность. Предложены критерии для оценки правильного функционирования сети при распознавании образов.
Бесплатно
Статья научная
Проведено исследование паразитных колебаний вибрационного преобразователя массового расхода, вызванных смещением точки приложения вынуждающей силы от оси симметрии U-образной трубки. Получены формулы определения абсолютной и приведенной аддитивной погрешности, выработаны критерии снижения этих погрешностей при проектировании расходомера.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является изучение изменения точности дозирования вибрационного дозатора с электромагнитным приводом при питании от промышленной электрической сети. Использованы ранее полученные авторами результаты зависимости производительности вибрационного дозатора от частоты, амплитуды и направления колебаний электромагнитного привода и свойств дозируемого материала. Эти зависимости были получены на экспериментальной установке со стабилизированными параметрами электропитания. Установлено, что питание вибрационного побудителя от промышленной электрической сети существенным образом (до 5%) влияет на отклонение производительности вибрационного дозатора от заданной, что может стать недопустимым при дозировании ингредиентов, требующих более высокой точности. Для устранения неконтролируемых отклонений производительности дозатора от случайных изменений напряжения и частоты необходимо использовать стабилизированный по напряжению и частоте источник питания электромагнита побудителя колебаний.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рассматривается вопрос повышения эффективности процесса лезвийной обработки изделий из порошковой быстрорежущей стали. Предлагается использовать точение фрезерованием как альтернативу классической токарной обработке. Показаны преимущества данного метода. Дан обзор исследований, посвященных повышению качества поверхности деталей при точении фрезерованием. Целью работы явилось определение влияния режимов резания на шероховатость поверхности при ортогональном методе точения фрезерованием порошковой быстрорежущей стали монолитной фрезой.Материалы и методы. Применялись методы статистического анализа, основанные на создании математической модели прогнозирования микрогеометрических отклонений обрабатываемой поверхности. Метод экспериментального исследования использовался для проверки адекватности математической модели. Планирование эксперимента производилось по некомпозиционному плану, предложенному Боксом и Бенкиным. Эксперимент осуществлялся на токарном обрабатывающем центре с приводным инструментом. В качестве материала образцов для проведения эксперимента была применена порошковая быстрорежущая сталь BÖHLER S390 MICROCLEAN. В качестве режущего инструмента применена монолитная твердосплавная фреза. В ходе эксперимента варьировались скорость резания, ширина фрезерования и подача на зуб. Измерение шероховатости обработанной поверхности производилось контактным профилометром.Результаты исследования. Разработана математическая модель формирования шероховатости поверхности в зависимости от параметров обработки. В ходе экспериментов определено влияние скорости резания, подачи инструмента и радиальной глубины резания на шероховатость обработанной поверхности. Установлено, что зависимость шероховатости от подачи имеет линейный характер на всём исследуемом диапазоне режимов резания. В свою очередь зависимость шероховатости от скорости резания и ширины резания имеет параболический характер. Полученные результаты позволяют достигать шероховатости обработанной поверхности Ra = 1,85 без снижения производительности обработки.Обсуждение и заключения. Разработанная математическая модель отражает влияние режимов резания на шероховатость поверхности при точении фрезерованием быстрорежущей стали монолитной фрезой. Результаты проведённых исследований могут быть использованы для определения оптимальных режимов резания, обеспечивающих заданное качество поверхности при изготовлении реальных деталей в производственных условиях. Продолжение исследований рекомендуется проводить с контролем дополнительных выходных параметров, таких как температура и вибрация. Уменьшение влияния регенеративных автоколебаний на шероховатость обработанной поверхности можно достичь за счёт назначения режимов резания на базе результатов модального анализа технологической системы.
Бесплатно
Исследование влияния режимов шлифования на геометрические параметры колец упорных подшипников
Статья научная
Рассматривается новая перспективная технология шлифования колец упорных подшипников торцом чашечного шлифовального круга. Приведены результаты экспериментальных исследований, описано влияние режимов обработки на геометрические параметры дорожек качения упорных подшипников.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Представлены результаты исследований процесса единичного взаимодействия при центробежноротационной обработке деталей в абразивной дискретной среде. Одновременно с численным моделированием проведены эксперименты на центробежно-ротационной установке и исследованы максимальная глубина внедрения в поверхность детали, размеров единичных следов, съёма металла за один удар абразивной гранулы. Исследован съём металла с обрабатываемых деталей в зависимости от режимов обработки, характеристик абразивной частицы и обрабатываемого материала.Материалы и методы. Учтены зависимости для определения съёма металла с обрабатываемых деталей (сталей 45, меди МОБ и алюминиевого сплава Д16Т) в зависимости от зернистости (N3) абразивных частиц, рассматривается процесс единичного взаимодействия абразивной частицы с поверхностью заготовки в рамках динамической контактной задачи теории упругости. Авторами проведено конечно-элементное моделирование рассматриваемых конструкций в CAE пакете ANSYS.Результаты исследования. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса съёма металла с обрабатываемых деталей в зависимости от зернистости абразивных частиц. Описана методика их проведения, применяемый инструмент и оснастка. Сопоставлены результаты теоретических и экспериментальных исследований. Установлена их высокая сходимость. Подобраны абразивный инструмент и режимы обработки.Обсуждение и заключения. Построенные в работе зависимости позволяют определить рациональные значения технологических параметров процесса ЦРО, и могут быть использованы при проектировании технологических процессов ЦРО. Следовательно, для достижения желаемого качества поверхности можно сэкономить временные и финансовые ресурсы.
Бесплатно
Исследование влияния толщины стальной заготовки на качество работы пресс-молота
Краткое сообщение
Представлены результаты численного анализа влияния толщины заготовки некоторых марок сталей на быстродействие и экономичность перфорационного пресс-молота.
Бесплатно
Статья научная
Целью данной работы является изучение влияния загруженности вычислительных ядер графического процессора и шаблона обращения к памяти на пропускную способность шины памяти и ускорение масштабирования. Предмет исследования - задача масштабируемости производительности параллельных вычислений и их ускорение. В ходе работы была проверена следующая гипотеза: при обработке изображений для мно-гоядерных систем с общей памятью закон Густафсона - Барсиса более важен, нежели шаблон обращения к памяти при недостаточной загруженности вычислительных ядер графического процессора. Методология проведения исследования - вычислительный эксперимент с последующим анализом полученных данных. В ходе исследования подтверждена выдвинутая гипотеза. Для этого был проведен ряд экспериментов на различных гетерогенных вычислительных системах с поддержкой стандарта OpenCL. Анализ результатов позволяет сделать следующие выводы. Шаблон доступа к памяти начинает накладывать ограничения на производительность алгоритма только при достаточной загруженности вычислительных ядер. Видеокарты, оснащенные собственной памятью, показывают более стабильные результаты работы по сравнению с теми, что используют память, общую с центральным процессором. Область применения полученных данных - разработка алгоритмов и программного обеспечения для высокопараллельных вычислительных систем.
Бесплатно
Статья научная
Исследована возможность применения алгоритмов муравьиных колоний для реализации криптоанализа шифров перестановок, результатом применения которых к открытому тексту является криптограмма, получаемая путем перестановки символов открытого текста в определенном порядке. Показано, как эта проблема может быть сведена к классической задаче о назначениях, решаемой с помощью алгоритма муравьиных колоний. Приведен алгоритм решения, дан пример работы муравьиного алгоритма.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается возможность применения алгоритмов пчелиных колоний для реализации криптоанализа шифров перестановок. Данная задача является классической оптимизационной задачей, для решения которой применяются известные методы пчелиных колоний, относящихся к сравнительно новому классу биоинспирированных оптимизационных методов. Показано, что данная задача является частным случаем задачи о назначениях и может быть решена с помощью алгоритма пчелиных колоний, основу поведения которых составляет самоорганизация, обеспечивающая достижение общих целей роя. На первом этапе с помощью пчёл-разведчиков формируется множество перспективных областей - источников, на втором этапе с помощью рабочих пчёл-фуражиров осуществляется исследование окрестностей данных областей. При этом основная цель колонии пчёл - найти источник, содержащий максимальное количество нектара. Рассмотрены методы представления решения (позиции в пространстве поиска), приведена формула для определения значения целевой функции (количества нектара). Показано, что целью поиска является определение оптимальной комбинации символов с максимальным значением целевой функции. Приводится описание основных этапов алгоритма пчелиных колоний, а также пример его работы.
Бесплатно
Статья научная
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.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Статья посвящена исследованию адаптивного гидропривода подачи инструмента мобильной буровой машины на примере установки УРБ-2,5. Рассмотрен типовой технологический цикл мобильной буровой машины, определены критерии функционирования. По результатам анализа предложено оригинальное схемотехническое решение адаптивного гидропривода. Адаптации гидропривода подачи инструмента осуществляется при помощи регулируемого объемного гидродвигателя с контуром гидравлического управления при изменяющейся нагрузке на инструменте в процессе бурения.Материалы и методы. Предварительным вычислительным экспериментом в программе Matlab Simulink определены параметры устройств контура управления: гидромеханического датчика и гидроуправлямого клапана, на основе которых реализована экспериментальная установка. Выполненный многофакторный эксперимент позволил идентифицировать процессы в оригинальном гидравлическом контуре управления гидромотором при различных режимах нагружения инструмента.Результаты исследования...
Бесплатно
Исследование движения слоев жидкости
Статья научная
Проведено исследование дифракционного движения двух слоев несжимаемой тяжелой жидкости вокруг вертикальной круговой опорной колонны. Использовано приближение твердой крышки для выделения воздействия только внутренней волны. Результаты исследования распространяются на все возможные масштабы волнового движения слоев жидкости как натурного наблюдения, так и лабораторного испытания.
Бесплатно
