Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1573
Статья научная
Обоснованы конструкция и параметры работы пневматических дисковых высевающих аппаратов, позволяющих повысить эффективность возделывания сельскохозяйственных культур.
Бесплатно
Модернизация соединений трубопроводов в машинах и оборудовании нефтегазовых промыслов
Статья научная
Введение. Рассматривается проблема герметичного соединения трубопроводов и рукавов высокого давления (РВД), применяемых в различных областях жизнедеятельности человека. Особенность эксплуатации трубопроводов высокого давления в оборудовании нефтегазового комплекса заключается в следующем. При температуре окружающей среды ниже минус 50 ºC необходимо пропускать тысячи тонн пластовой жидкости, нагретой до 200-250 ºC и содержащей агрессивные среды, абразив и сильно минерализованную воду. Материалы и методы. Рассматриваются различные конструкции металлических уплотнителей, применяемых в соединениях трубопроводов высокого давления. Соединения, широко используемые для трубопроводов, не выдерживают давления выше 20-60 Мпа. При этом в трубопроводах нефтепромышленного оборудования давление может превышать 100 МПа. Особенностью использования рассматриваемых соединений является снижение их прочности с увеличением диаметра. Указанные недостатки ограничивают использование перечисленных схем уплотнения. Ремонт таких соединений в полевых условиях, например, при эксплуатации нефтегазового оборудования, практически невозможен. В данном случае требуется применение быстроразъемных соединений (БРС), для разборки которых достаточно наличия ключей. Результаты исследования. Для решения указанных проблем создана и запатентована принципиально новая схема уплотнения соединения трубопроводов и РВД. Основным элементом запатентованного устройства является ступенчатая втулка, позволяющая надежно герметизировать соединение трубопроводов и РВД. Ступенчатая втулка (уплотнитель) должна быть изготовлена из высоколегированной стали по аналогии с прокладкой во фланцевых соединениях и может быть закалена, что позволит увеличить прочность рассматриваемых соединений и эксплуатировать их в условиях низких температур. Обсуждение и заключение. Сравнительный анализ конструкций уплотнительных элементов показывает преимущества предлагаемого уплотнителя. Для его практического применения необходимо выполнить оптимизацию формы и размеров ступенчатой втулки с целью обеспечения герметичности при заданных давлениях, а также определить необходимую силу затяжки резьбы для обеспечения надежной работы узла.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены результаты модификации алгоритма структурно-параметрического синтеза квазиоптимального закона управления, основанного на методике оценки качества коррекции по вектору косвенных частотных показателей качества корректируемой системы. Добавление в вектор величины наклона ЛАЧХ в окне коррекции значительно повышает эффективность алгоритма, что подтверждает зависимость между прямыми и косвенными показателями качества линеаризованных систем управления.
Бесплатно
Модифицирование газотермических покрытий воздействием излучения СО 2-лазера
Статья научная
Представлены результаты исследований по установлению зависимости пористости газотермических покрытий от параметров лазерного излучения. На первом этапе решения задачи на основании аналитических зависимостей описано воздействие лазерного излучения на поверхностные слои газотермического покрытия. При этом учитывается его несплошность, вызванная наличием открытых и закрытых пор. Показано, что для уменьшения пористости покрытия под воздействием лазерного излучения необходимо создавать на поверхности покрытия температуру в интервале «температура плавления - температура кипения». Вызванное повышением интенсивности излучения увеличение температуры выше указанного диапазона приводит к испарению поверхностных слоёв покрытия вплоть до его полного удаления в зоне термического воздействия. На втором этапе проводились экспериментальные исследования: предварительно напылённые газотермические покрытия двух типов обрабатывались лазером. Исследовались покрытия на основе металлических (ПН 85-Ю-15) и неметаллических (Al 2O 3) компонентов. Изменения пористости оценивались количественно с помощью разработанной в среде Visual Studio 2008 программы обработки изображений, путём попиксельного сравнения микроструктуры площадей, занимаемых порами и материалом покрытия. Установлено, что воздействие лазерным излучением приводит к снижению средней пористости газотермических покрытий. Пористость покрытия на основе сплава ПН 85-Ю-15 снижается с 17 % в исходном состоянии до 5-8 % после лазерной обработки. Соответствующие показатели для керамического покрытия Al 2O 3 - 24,5 % и 15-18 %.
Бесплатно
Статья научная
Разработана модификация алгоритма Романовского приближённого решения однородной распределительной задачи, обладающая низкими требованиями к ресурсам по сравнению с исходным алгоритмом. Описаны внесённые в оригинальный алгоритм изменения, которые позволяют обеспечить более эффективную процедуру формирования загрузки исполнителей заданиями. Приведены результаты вычислительных экспериментов.
Бесплатно
Модифицированный микромеханический гироскоп
Статья научная
Целью настоящей работы является разработка и обоснование нового вида микромеханического гироскопа, позволяющего обеспечить преобразование угловых скоростей вращения несущего основания в электрические сигналы одновременно относительно двух осей его вращения. Предложен и описан новый микромеханический гироскоп, который сохраняя положительные качества известных российских и зарубежных аналогов, отличается расширением функциональных возможностей за счет преобразования угловых скоростей вращения несущего основания в электрические сигналы одновременно относительно двух осей вращения. Предлагаемое техническое решение защищено в 2015 году патентом Российской Федерации на изобретение. Предлагаемый гироскоп может быть применен в системах навигации, ориентации и управления различными подвижными объектами в авиации, ракетно-космической технике, робототехнике, приборостроении, станкостроении, на транспорте и т.п.
Бесплатно
Модифицированный помехозащищенный микроакустомеханический гироскоп
Статья научная
Целью настоящего исследования является создание нового модифицированного помехозащищенного микроакустомеханического гироскопа. Данная разработка позволяет преобразовывать в электрические сигналы угловые скорости вращения несущего основания одновременно относительно двух осей его вращения. Кроме того, повышается уровень полезного сигнала по сравнению с уровнем шумовых помех. Этим объясняется расширение функциональных возможностей нового модифицированного микроакустомеханического гироскопа по сравнению с имеющимися аналогами. Подробно описано, каким образом работает модифицированный гироскоп. Сущность его конструкции и функционирования поясняется графическими материалами. Предлагаемое техническое решение защищено патентом Российской Федерации на изобретение. Описанный гироскоп может быть применен в системах навигации, ориентации и управления различными подвижными объектами в авиации, ракетно-космической технике, робототехнике и т. п.
Бесплатно
Модульный подход к компьютерному моделированию участка магистрального газопровода
Статья научная
Рассматривается алгоритмическая и программная реализация моделирования распределенных систем технологических объектов. Предлагается технология разработки иерархической структуры классов, согласованной с множественным наследованием в языке Си++, при написании такого рода программных средств. Описывается исследование данного программного средства при моделировании типовых имитационных моделей.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено исследование процесса карботитанирования в многокомпонентном расплаве солей в высокочастотном электромагнитном поле. Экспериментально показана возможность контроля «старения» расплава солей с помощью метода акустической эмиссии.
Бесплатно
Мониторинг состояния многооперационных станков на базе концепции e-Mind Machine
Статья научная
Рассматривается концепция е-Mind Machine, системы, осуществляющей мониторинг состояния многооперационных станков. Проводится анализ существующих зарубежных и отечественных систем мониторинга, а также необходимых аспектов мониторинга, определяющих особенность е-Mind Machine. Представлена структура организации модуля е-Mind Machine. Обоснована необходимость преобразования данных диагностики в систему знаний при работе перспективных систем мониторинга состояния многооперационных станков. Определяются преимущества использования методов прогнозирования. Введены новые понятия, такие как нечеткая граница общей работоспособности/безотказности и нечеткая граница параметрической безотказности работы. Показано, что использование интеллектуального управления открывает новые возможности для автоматизации мониторинга. Применение модуля e-Mind Machine как бортовой интеллектуальной системы позволяет достичь максимальной эффективности обработки деталей и безотказности функционирования в сочетании с возможностями самообслуживания станка.
Бесплатно
Морфология и генеалогия структурных дефектов в вакуумных ионно-плазменных покрытиях
Статья научная
Введение. В качестве основной цели исследования выбрана систематизация и анализ структурных дефектов вакуумных ионно-плазменных покрытий, на основе которых в работе предложены их классификационные принципы. Ещё одной важной частью работы является экспериментальное изучение одного из специфических дефектов покрытий, который авторами предложено назвать «дефектом субструктурного происхождения». Материалы и методы. В качестве объекта исследований использованы PVD-покрытия различных нитридных и металлических систем толщиной 1,5-9,0 мкм. Покрытия наносили в вакуумных установках с использованием дуговых и магнетронных испарителей. Результаты исследований получены методами электронной микроскопии высокого разрешения, энергодисперсионного анализа и индентирования.Результаты исследования. В качестве результатов исследования представлены различные виды дефектов ионно-вакуумных покрытий, к которым отнесены нарушения сплошности, деформация кристаллитов, структурные неоднородности. Обоснованы принципы их систематизации. Предложено классифицировать дефекты на капельные, субструктурные и дефекты роста (в зависимости от причин их зарождения), а также на регулярные и стохастические (в зависимости от их распределения в объеме покрытия). Особое место в работе отведено изучению «субструктурных дефектов», отнесенных авторами к типу стохастических. Эти дефекты микрометрических размеров имеют форму цилиндра с конической «головкой». Их главная ось ориентирована перпендикулярно поверхности покрытия. Они имеют особенность экструдироваться (отторгаться) покрытием. В статье обоснован дислокационный механизм их зарождения и геликоидный принцип роста.Обсуждение и заключения. Резюмируется вывод о том, что предложенная систематизация дефектов ионноплазменных покрытий имеет характер промежуточного результата исследований в этом научном направлении. При этом субструктурные дефекты не оказывают фатального влияния на структуру и свойства покрытия в силу малости своих размеров
Бесплатно
Мудрость как социально-философская проблема
Статья научная
Рассмотрен феномен мудрости в традиционном обществе и в обществе модерна. Выявлены истоки его маргинализации и перспективы возрождения в связи с изменением социального контекста. Обсуждены возможности и эффекты интеграции мудрости с другими формами общественного сознания.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты исследования особенностей формирования магнитных свойств порошковых горячештампованных магнитно-мягких материалов системы Fe-P. Мёссбауэровской спектроскопией установлено наличие неконтролируемой примеси в интерфейсных областях, а также существование искаженной приграничной области, в которой атомы железа имеют локальную симметрию ближайшего окружения ниже кубической.
Бесплатно
Надежность деталей и неремонтируемых узлов при проектировании машин
Статья научная
Введение. В статье рассматриваются вопросы нормирования показателей надежности на ранних стадиях проектирования машин. Такой подход обеспечивает соблюдение заданного уровня надежности при разработке деталей, критичных с точки зрения стабильной эксплуатации. Цель работы — исследовать проблемы проектирования в указанной сфере. Анализ методов нормирования надежности позволяет утверждать, что их недостаточно для проектирования. Кроме того, отмечены противоречия, связанные с использованием в проектировании экспоненциального закона надежности.Материалы и методы. На стадии технического задания определены численные значения наработки и безотказности машины. Затем значения вероятностей безотказной работы или отказов системы и ее элементов представлены степенными выражениями. В них степени являются параметрами ранжирования показателей безотказности элементов системы.Результаты исследования. Синтезирован альтернативный подход к нормированию, который позволяет выполнить полный структурный анализ проекта...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Модель, основанная на оптимизации надёжности, (RBDO) уменьшает структурный вес в некритических регионах, обеспечивает не только улучшенную конструкцию, но и более высокий уровень уверенности в дизайне. Материалы и методы. Классический подход RBDO может быть выполнен в двух отдельных пространствах: физическом пространстве и нормированном пространстве. Поскольку в вышеупомянутых двух пространствах требуется очень много повторных исследований, расчётное время для такой оптимизации является большой проблемой. Эффективный метод, называемый Optimum Safety Factor (OSF), разработан и успешно применяется к нескольким инженерным приложениям.Результаты исследования. Численное приложение по крупномасштабной задаче при усталостной загрузке показывает эффективность разработанного метода RBDO относительно детерминированной оптимизации дизайна (DDO). Эффективность метода OSF также распространяется на несколько режимов отказоустойчивости для управления несколькими выходными параметрами, такими как структурный объем и атрибут повреждения. Обсуждение и заключения. Упрощенная стратегия внедрения структуры OSF состоит из единственной задачи по оптимизации оценки проектной точки и прямой оценки оптимального решения с учетом составов OSF. Он предоставляет разработчикам эффективные решения, которые должны быть экономичными, удовлетворяющими требуемому уровню надежности с сокращённым расчётным временем.
Бесплатно
Нанесение окрашенных декоративных покрытий на поверхность конструкционных сталей
Статья научная
Введение. Химическая декоративная обработка стали заключается в окрашивании стальных изделий и нанесении на поверхность оксидных пленок для создания привлекательного вида и защиты изделия от ржавчины. Окрашивание водными растворами органических соединений меди обладает особенностью: окраска покрытия меняется в зависимости от времени выдержки в растворе, что связано с изменением толщины формирующегося оксидного слоя, в котором возникают явления интерференции. Для широкого применения данного способа необходимы исследования связи режимов окрашивания с получаемым цветом покрытия. Целью настоящей работы является установление связи между окраской покрытия, получаемого из щелочных медьсодержащих растворов, и их количественным и качественным фазовым составом. Материалы и методы. Фазовый состав получаемых покрытий исследовали методом локального электрохимического анализа (ЛЭА), основанного на катодном восстановлении оксидных фаз покрытий в гальваноимпульсном режиме с помощью датчика прижимной конструкции. В полученных импульсных хронопотенциограммах рассматривали значения потенциала в момент паузы и сопоставляли эти значения со стандартными потенциалами различных редокс-пар оксидов меди. Результаты исследования. Анализируемые покрытия формировались в течение разного времени выдержки образца в растворе и имели разную окраску. Данные редокс-пары соответствуют: [Сu(OH)4]2-/Cu - адсорбционному слою гидроксокупрат-анионов на поверхности электроосажденной на сталь меди; Cu(OH)2/Cu - адсорбционному слою гидроксида меди на поверхности электроосажденной меди; Cu2О/Cu - оксидной пленке оксида меди (I) на меди. Это позволяет сделать вывод о составе цветных покрытий на исследованных образцах. Коричневая, фиолетовая и синяя пленки, формирующиеся в начальный период выдержки медного покрытия в растворе, содержат адсорбированные гидроксокупрат и гидроксид меди. Голубая, желтая и сиреневая пленки, формирующиеся более длительное время, содержат кроме этих фаз оксид меди (I). Обсуждение и заключение. Из полученных данных следует, что управление временем смены окраски, необходимое в различных технологических приложениях, может осуществляться за счет изменения концентрации сульфата меди, а также органического восстановителя. На механизм окрашивания покрытий оказывают влияние адсорбционные слои, формирующиеся на поверхности стали. Изменяя время выдержки образца в электролите, можно управлять фазовым составом адсорбционных слоев, а, следовательно, влиять на окрашиваемость покрытия.
Бесплатно
Наноструктурная модификация поверхности
Статья научная
Рассматриваются нанотехнологии, повышающие износостойкость твёрдых сплавов, быстрорежущих сталей и полимерных композитов.
Бесплатно
Нанотехнологии и довузовская подготовка
Краткое сообщение
Рассмотрены некоторые аспекты довузовской подготовки потенциальных абитуриентов вузов с целью внесения дополнений в содержание среднего образования в соответствии с развитием фундаментальных представлений о новых явлениях, структуре и свойствах наноматериалов.
Бесплатно
Напорная теория несущего винта вертолета
Статья научная
Предложена новая теория определения основных аэродинамических характеристик воздушного винта.
Бесплатно
Направления развития инновационного предпринимательства в г. Ростове-на-Дону
Статья научная
Рассматривается проблема создания в России национальной инновационной системы, которая является приоритетной как для научно-технической сферы, так и для повышения конкурентоспособности отечественной экономики. Важнейшая ее составляющая - коммерциализация технологий как часть целостного механизма создания и реализации нововведений в рамках национальной инновационной системы и г. Ростова-на-Дону, в частности.
Бесплатно
