Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1588
О протекании процесса рекристаллизации в быстрорежущих сталях при импульсном лазерном облучении
Статья научная
Проведены теоретические и экспериментальные исследования особенностей проявления структурной наследственности быстрорежущих сталей в процессе гипернеравновесных фазовых переходов. Определялся средний размер зерна аустенита после различных вариантов объёмной и поверхностной термообработки, по которому можно оценить температурный интервал нагрева стали под закалку.
Бесплатно
О прочности соединения составной анизотропной пластины, жестко защемленной по внешним краям
Статья научная
Введение. Современные технологические процессы сварки, наплавки, пайки и склеивания позволяют изготовлять элементы конструкций из монолитно соединенных между собой разнородных анизотропных материалов. Комбинирование различных материалов, обладающих качествами, соответствующими тем или иным условиям эксплуатации, открывает большие возможности для повышения технических и экономических характеристик машин, оборудования и сооружений. Оно может способствовать значительному увеличению их надежности, долговечности, уменьшению расходов на изготовление и эксплуатацию.Материалы и методы. Целью работы является изучение предельного напряженного состояния анизотропных составных пластин в рамках классической теории изгиба пластин. Внешние края пластины считаются свободными. Используя классическую теорию изгиба анизотропной пластины в пространстве физических и геометрических параметров, получены уравнения гиперповерхности, определяющие зоны малонапряженности для края контактной поверхности составной цилиндрически ортотропной пластины.Результаты исследования...
Бесплатно
О распределении собственных чисел тёплицевых матриц с символом Хартвига - Фишера
Статья научная
Исследуются матрицы Тёплица с символом типа Хартвига - Фишера. Формулируется и доказывается обобщение теоремы Сегё для нормальных тёплицевых матриц с комплекснозначным символом из класса L∞ на единичной окружности.
Бесплатно
О расчете спектров вибрации и шума при обработке шарико-стержневым упрочнителем коробчатых деталей
Статья научная
Приведены расчет спектров вибрации и шума при обработке шарико-стержневым упрочнителем коробчатых деталей и результаты теоретических исследований виброакустических характеристик данного вида обработки. Получены зависимости для определения уровней виброскорости и звуковой мощности. Установлено, что снижение уровней шума может быть достигнуто только при уменьшении эффективного коэффициента потерь колебательной энергии.
Бесплатно
О реализации программного модуля списочного декодера Судана для кодов Рида-Соломона
Статья научная
Решена задача разработки программного модуля списочного декодера Судана для кодов Рида-Соломона. Получена структурная схема и программная реализация декодера. Особенностью реализации является применение в модуле эффективного алгоритма факторизации Рота-Руккенштейна.
Бесплатно
О теоретико-игровом подходе к задачам технологической регулировки машин
Статья научная
Рассматривается задача построения механизма вывода интеллектуальной информационной системы, предназначенной для принятия решений по технологической регулировке сложных уборочных машин в полевых условиях. Произведён краткий анализ предметной области функционирования сельскохозяйственных машин, объектами которой являются сложные иерархические многоуровневые системы, находящиеся под воздействием непрерывно меняющихся внешних факторов. Это обуславливает сложность и многочисленность математических подходов к формированию механизмов вывода и отсутствие единого формально-логического построения стратегии принятия оптимального решения. Показано, что в условиях большого количества возможных факторов, вызывающих отклонения показателей качества работы сложных машин, вероятности которых отсутствуют или оценены экспертами, при необходимости оперативного реагирования, целесообразно использовать теоретико-игровой подход к выбору оптимальной стратегии поведения на основе анализа базы знаний информационной системы. Введены понятия матрицы показателей эффективности и матрицы рисков принятия неэффективного решения, позволяющие использовать критериальный подход к принятию оптимального решения. Приведён пример выбора стратегии адекватного реагирования для устранения причины нарушения технологического процесса уборки зерна. Рассмотрен выбор оптимальной стратегии для устранения отклонений показателей качества процесса на основе критериев Лапласа и Сэвиджа, используемых для принятия решений в «играх с природой». На модельном примере проиллюстрирована методика одноэтапной процедуры принятия решения в условиях неопределённости с применением указанных критериев, проведён анализ полученных результатов, обсуждены условия и сфера применения предложенного подхода.
Бесплатно
О формализации задачи технологической регулировки комбайна
Статья научная
Произведено аксиоматическое описание рассматриваемой задачи. Рассмотрены этапы формализации нечетких экспертных знаний.
Бесплатно
О характеризации и разрешимости линейных дискретных разностных уравнений бесконечного порядка
Статья
Бесплатно
О четырехслойной итерационной схеме
Статья научная
Целью работы является исследование скорости сходимости четырехслойной итерационной схемы. Рассматривается задача нахождения приближенного решения линейного операторного уравнения Au = f. Для решения такой задачи используются двухслойные и трехслойные итерационные методы. При этом трехслойные методы сопряженных направлений сходятся значительно быстрее, чем двухслойные градиентные методы. Задача исследования - установить, имеет ли четырехслойная схема преимущество в скорости сходимости по сравнению с трехслойной схемой. Для этого приводится четырехслойная итерационная схема решения сеточных уравнений, и рассчитываются ее параметры. Доказано, что четырехслойная итерационная схема вариационного типа для решения сеточных уравнений выражается к трехслойной схеме.
Бесплатно
Статья научная
Исследуются простейшие топологические свойства предельного спектра, а именно связность его дополнения в комплексной плоскости. В работе проведена численная проверка оценок снизу для максимального числа компонент связности дополнения предельного спектра ленточных тёплицевых матриц, символ которых - полином Лорана заданной степени. Приведён алгоритм вычисления параметров символа тёплицевой матрицы, предельный спектр которой разбивает комплексную плоскость на заданное число компонент связности. Численно исследованы примеры полиномов, являющихся символами тёплицевых матриц, предельный спектр которых делит комплексную плоскость на заданное множество компонент связности. Приведены графики предельных спектров тёплицевых матриц, иллюстрирующие полученные в работе результаты. Проведено сравнение полученных методами работы предельных спектров и спектров тёплицевых матриц больших размеров с заданным символом.
Бесплатно
Об аттракторах Лоренца в динамических системах трения
Статья научная
На простой динамической модели показано, что в системе трения, включающей упругодиссипативную подсистему индентора и подсистему собственно трения, при определённых условиях формируются хаотические аттракторы движения индентора относительно образца, известные в нелинейной динамике как аттракторы Лоренца. Формирование аттракторов Лоренца связано с моделированием эволюционных изменений свойства трибосреды, формируемой в результате работы при заданной мощности сил диссипации в трибосопряжениях. Показаны условия, при которых формируется указанный детерминированный хаос.
Бесплатно
Об идентификации переменной жесткости при анализе поперечных колебаний балки
Статья научная
Представлен метод нахождения амплитудной характеристики для консольно закрепленной балки переменной жесткости на основе анализа интегрального уравнения Фредгольма 2-го рода, предложен метод определения закона изменения жесткости на основе решения задачи Коши.
Бесплатно
Об интегральных операторах с однородными ядрами послойно сингулярного типа в пространстве Lp(R2)
Статья научная
Введен новый класс двумерных интегральных операторов с однородными ядрами, включающий в себя известный класс операторов с SO(2)-инвариантными ядрами. Для банаховой алгебры, порожденной парными операторами такого вида, на основе билокального метода построено символическое исчисление, с помощью которого получен критерий фредгольмовости.
Бесплатно
Об информационном обеспечении регионального кадастра отходов в Ростовской области
Краткое сообщение
Рассмотрены перспективы введения и использования регионального кадастра отходов в Ростовской области. Приведены цели, задачи и преимущества регионального кадастра отходов. Сделан сравнительный анализ существующей на данный момент системы в сфере охраны окружающей среды Ростовской области и системы охраны окружающей среды Чехии. Выявлены плюсы и минусы информационного обеспечения в области отходов, предложены новые методы и решения для поставленной задачи.
Бесплатно
Статья научная
Представлена математическая модель успешности обучения, основанная на методе факторного анализа. В качестве факторов этого метода рассматриваются психологические характеристики студентов, полученные в результате проведённого эксперимента. В качестве результирующего признака выбрана успеваемость студентов, которая определялась по экзаменационной ведомости. Психологический эксперимент проводился в группах студентов ДГТУ специальности 030300 с помощью 16-факторного теста Р. Б. Кеттелла. Результаты проведённого тестирования позволили составить достаточно полный «психологический портрет» студентов второго курса, который послужил хорошей базой данных для последующего построения математической модели успешности обучения. Для расчёта модели применялся двухфакторный дисперсионный анализ. Каждая бинарная пара факторов разбита на две градации: низкий уровень — высокий уровень. Приведён пример расчёта модели, проведён анализ влияния различных пар факторов и их сочетаний на успешность обучения. Имея достаточно полную базу данных, можно использовать представленную модель и, выявив закономерности, облегчить преподавателям и студентам процесс образования.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Устройства сбора и накопления энергии из внешней среды представляют собой маломощные источники электрической энергии, которые активно используются, в том числе в автономных приборах мониторинга поврежденного состояния различных конструкций. Рабочим элементом этих устройств является пьезоэлектрический генератор (ПЭГ) - преобразователь механической энергии в электрическую. Конструирование ПЭГ связано с предварительным построением их математических и компьютерных моделей, с помощью которых производится расчет и оптимизация конструкций. Одним из способов моделирования и расчета ПЭГ является разработка приближенных методов расчета на основе прикладных теорий. В литературе известны и ранее разработаны прикладные теории расчета изгибных колебаний многослойных пьезоактивных пластин. Однако информации об изгибно-сдвиговых колебаниях, как инструменте повышения эффективности инженерных расчетов описанных конструкций, в научной литературе недостаточно. Целью настоящей работы являлась разработка прикладного метода расчета изгибных и сдвиговых колебаний пьезокерамических пластин, в том числе пористых.Материалы и методы. В качестве пьезоактивного материала пластины используется пьезокерамика PZT-4, в том числе пористая. При использовании пористой керамики жесткость конструкции уменьшается в большей степени, чем пьезомодули, что позволяет получить более эффективный ПЭГ при механическом воздействии. Математическая постановка осуществлена в рамках линейной теории электроупругости при поляризации пластины по толщине. Боковые стороны пластины электродированы, правая сторона закреплена, а на левой задан гладкий контакт в вертикальной стенке. Установившиеся колебания пластины вызываются давлением на лицевые поверхности пластины или разностью электрических потенциалов на электродах. Для расчета характеристик ПЭГ в работе предлагается прикладная теория, основанная на гипотезах о распределении характеристик напряженно-деформированного состояния и электрического поля.Результаты исследования. Рассмотрены поперечные колебания пьезокерамической пластины в низкочастотной области (ниже первого изгибно-сдвигового резонанса). В силу того, что математическая постановка рассмотрена в рамках линейной теории упругости, задача разделилась на сумму двух. В первой учитывалось механическое воздействие: на лицевые поверхности пластины действует распределенная нагрузка и поперечная сила на левом конце, а потенциалы на электродах равны нулю. Во второй задаче механические нагрузки отсутствовали, но задавалась разность потенциалов на электродах. На основе гипотез о распределении деформаций, механических напряжений и электрического потенциала обе задачи были сведены к системе обыкновенных дифференциальных уравнений и граничных условий. Сравнение с результатами расчетов методом конечных элементов в пакете ACELAN показали адекватность предложенной прикладной теории в низкочастотной области. Обсуждение и заключение. Поскольку постановка задачи рассматривалась в линейной теории электроупругости и изучалась низкочастотная область, в работе удалось задачу об изгибных и сдвиговых колебаниях пластины из пористой пьезокерамики разделить на две: изгибную - с механическим воздействием при нулевых потенциалах и сдвиговую - при задании разности потенциалов и нулевом механическом воздействии. Использованы соответствующие гипотезы об изгибе и сдвиге, построены две системы обыкновенных дифференциальных уравнений и граничных условий, которые решаются аналитически без использования «тяжелых» конечно-элементных пакетов. Для сравнения результатов и подтверждения адекватности предложенного метода проведено конечно-элементное моделирование таких задач в специализированном пакете ACELAN. Это сравнение показало, что ошибка в определении смещений и электрического потенциала при использовании этого подхода, в случае задания механических нагрузок и разности потенциалов, не превышает 6 %. Разработанный в статье метод может быть применен при проектировании пьезоэлектрических генераторов накопления энергии в низкочастотной области.
Бесплатно
Об одном частном случае синтеза системы управления процессом обработки металлов точением
Статья научная
Введение. Одним из широко распространенных методов точной обработки металлов точением, при условии достаточно сложной формы обрабатываемой заготовки, является метод многократных повторов точения. Сутью этого метода является срезание очень тонкого слоя обрабатываемого материала. При этом, за счет последующих проходов режущего инструмента вдоль изделия, достигается требуемая глубина обработки. Существенным недостатком такого способа точения деталей сложной формы является низкая эффективность, обусловленная большим временем обработки. Материалы и методы. Повышение эффективности возможно за счет внедрения новых современных методов управления процессами обработки. В качестве таких методов могут быть использованы современные подходы к анализу и синтезу систем управления сложными технологическими процессами, основанные на раскрытии синергетической концепции управления. Особенностью этого подхода является выявление и учет внутренних обратных связей, стабилизирующих процесс обработки. На основании проведенного анализа синтезируется управление, которое представляет собой новые нелинейные отрицательные обратные связи, задачей которых является обеспечение требуемого уровня качества и эффективности технологического процесса при условии асимптотической устойчивости требуемых аттракторов. Результаты исследования. Для моделирования системы и учета влияния параметров двигателей, разработана принципиально новая математическая модель, учитывающая нелинейные процессы изменения сил. Проведен анализ динамики системы управления обработкой металлов точением с оценкой качества технологического процесса. В работе применен синергетический подход для построения оптимальной системы управления технологическим процессом с учетом взаимосвязанности приводов, обеспечивающих вращение заготовки и подачу. Проведен анализ динамики синтезированной системы со сравнительной оценкой прироста качества. Обсуждения и заключения. Синтезированный синергетический закон управления существенно изменил свойства системы управления технологическим процессом обработки металлов точением. Сравнительный анализ полученных зависимостей позволил констатировать существенное повышение точности обработки. При этом синтезированное управление системой асимптотически приближает отклонение припуска к значению, которое задавалось как одна из констант по каналу управления скоростью подачи.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается двумерное сингулярное интегральное уравнение в достаточно произвольной симметричной области, к которому сводятся некоторые задачи механики со смешанными граничными условиями. К таковым, в частности, относятся задачи о плоском ударе пластинки о поверхность несжимаемой жидкости, а также задача о плоской трещине нормального разрыва в неограниченной упругой среде. Специальным представлением ядра интегрального уравнения удается существенно ослабить его сингулярность, что, в свою очередь, позволяет реализовать устойчивый вычислительный процесс по методу коллокаций.
Бесплатно
Об описании предельного спектра ленточных тёплицевых матриц
Статья научная
Решается задача описания предельного множества последовательностей собственных значений ленточных тёплицевых матриц растущих размеров (предельного спектра) с заданным символом. Предельный спектр ленточных тёплицевых матриц описан как полуалгебраическое множество, то есть как множество решений некоторой системы алгебраических уравнений и неравенств. При решении задачи использована техника вычисления результантов многочленов нескольких переменных. Сформулирован в частном случае алгоритм нахождения предельного спектра. Рассмотрен пример вычисления предельного спектра для конкретного символа. Данные результаты уточняют классические результаты Ф. Спитцера и П. Шмидта об описании предельного спектра ленточных несамосопряжённых тёплицевых матриц. Следует отметить, что эти классические результаты в значительной степени являлись теоремами существования и вопрос об эффективном нахождении предельного спектра Ф. Спитцером и П. Шмидтом не рассматривался.
Бесплатно
Об определении закона изменения модуля Юнга при анализе продольных колебаний стержня
Статья обзорная
В статье представлен метод решения прямой задачи для дифференциального уравнения второго порядка с переменными коэффициентами, возникающего при анализе продольных колебаний стержней переменной жесткости на основе разностных схем, а также предложен способ определения закона изменения модуля Юнга.
Бесплатно
