Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1588
Один случай формирования хаотических аттракторов в динамической системе резания
Статья научная
Анализируются условия, при которых в процессе обработки материалов резанием формируется хаотическая динамика. В ранее выполненных исследованиях в случае потери устойчивости процесса резания в окрестности равновесной системы образуются предельные циклы или инвариантные торы. В отличие от этих исследований рассмотрен случай, когда свойства инструмента таковы, что за счет изгибных деформаций образуется нелинейная положительная обратная связь. Приводится математическая модель системы для этого случая. На основе цифрового моделирования с использованием пакета прикладной программы MATLAB исследуется влияние параметров динамической модели при условиях образования хаотической динамики. В результате выполненных исследований установлено, что по мере увеличения параметров, характеризующих образование положительной обратной связи, система претерпевает ряд бифуркаций удвоения периода в системе образования странных аттракторов. Они расположены в окрестностях точек равновесия и имеют ограниченную область. Показано, что хаотичные колебания инструмента приводят к хаотичному формированию обрабатываемой поверхности, поэтому в прикладной области необходимо выбирать параметры, при которых хаотичная динамика не образуется. Несмотря на то, что рассмотренные примеры относятся к процессам обработки резанием, полученные результаты имеют общее значение для динамических систем, взаимодействующих с различными средами, например, с трибологической средой.
Бесплатно
Однопроходная электродуговая сварка под тонким слоем шлака толстолистовых конструкций стали 09Г2С
Статья научная
Введение. Статья посвящена технологии однопроходной электродуговой сварки под тонким слоем шлака (АСТ) толстолистовых сварных конструкций в тепловом и атомном машиностроении. Материал конструкций - сталь 09Г2С. Цель работы - опытным путем установить возможность применения способа АСТ вместо автоматической сварки под флюсом (АСФ) и электрошлаковой сварки (ЭШС) при изготовлении корпусного оборудования энергетических установок. Материалы и методы. Технология разрабатывалась на основании расчетов теплового режима сварки (параметров термического цикла и режима сварки). Контрольные сварные соединения-пробы толщиной 100 мм были изготовлены из низкоуглеродистой низколегированной стали 09Г2С. Сварка выполнена на аттестованном оборудовании ОАО «ЭМК - Атоммаш». Качество сварных соединений оценивалось по результатам штатного контроля методами: магнитно-порошковой дефектоскопии (МПД), ультразвукового контроля (УЗК) и радиографической дефектоскопии (РГД). Результаты неразрушающего контроля дополняли данными металлографических исследований. Для изучения характера кристаллизации металла шва по длине сварной пробы механическим способом вырезали макротемплеты из середины по толщине и на расстоянии 10 мм от поверхности. В экспериментах использовали: методику и установку «ТЦС-1» для моделирования термического цикла сварки металла зоны термического влияния (ЗТВ) сварных соединений; стандартные методы определения механических свойств; показатели твердости и микротвердости; метод определения величины зерна на микрофотографиях по ГОСТ 5639-82. Микроструктуру изучали на оптических микроскопах ММР-2Р и Reichert при увеличениях до 1000 крат. Кроме того, с помощью электронного микроскопа ЭМВ-100ЛМ методом реплик были изучены: характер распределения и идентификация вторичных фаз неметаллических включений; сварные образцы и образцы, моделирующие металл ЗТВ на чувствительность к надрезу; стабильность и стойкость структуры против образования трещин при сварке. Результаты исследования. С учетом результатов теплового расчета и моделирования металла ЗТВ обоснованы оптимальные величины погонной энергии, параметров режима сварки и проведена их экспериментальная проверка. Выполнена оценка качества сварных соединений неразрушающими и разрушающими методами. Установлено влияние способа сварки на структуру, качество и механические свойства сварных соединений. Обсуждение и заключения. Получены положительные результаты теоретических и экспериментальных исследований. Они свидетельствуют о технологической и экономической эффективности применения способа АСТ (вместо АСФ и ЭШС) при изготовлении сварных соединений толщиной 100 мм из низколегированной стали 09Г2С. Умеренное тепловложение при АСТ позволяет за один проход сформировать сварное соединение с более мелкозернистой структурой и высокими механическими свойствами по сравнению с ЭШС и АСФ. Даны рекомендации по использованию способа АСТ в сварочном производстве.
Бесплатно
Однопроходная электродуговая сварка под тонким слоем шлака толстолистовых конструкций стали 09Г2С
Статья научная
Статья посвящена технологии однопроходной электродуговой сварки под тонким слоем шлака (АСТ) толстолистовых сварных конструкций в тепловом и атомном машиностроении. Материал конструкций — сталь 09Г2С. Цель работы — опытным путем установить возможность применения способа АСТ вместо автоматической сварки под флюсом (АСФ) и электрошлаковой сварки (ЭШС) при изготовлении корпусного оборудования энергетических установок.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье вводится понятие однородных конструкций, которые реализуют принципы порождающего и расширяемого программирования. Однородные конструкции рассматриваются как конфигурационный ориентир программного проекта, определяющий направление процесса модуляризации и структурирования приложения. Описан ряд примеров однородных конструкций. Проанализировано место понятия однородных конструкций среди парадигм программирования, показаны достоинства использования однородных конструкций.
Бесплатно
Окружающая среда в совокупности подсистем региональной экономики
Статья научная
Рассматриваются сущность, сочетания и взаимосвязи подсистем региональной экономики. В качестве базисной выделена подсистема окружающей среды. Выявлена совокупность показателей, характеризующих ту или иную подсистему. Из этой совокупности выделяются ключевые показатели, и на их основе осуществляется анализ экономик федеральных округов Российской Федерации и регионов Южного и Северо-Кавказского округов.
Бесплатно
Оператор SELECT в языке N-Declarative Language
Статья научная
Описаны синтаксис и семантика оператора SELECT в языке N-Declarative Language. Показано, что для каждого класса в смысле N-модели данных может быть построено отношение, содержащее значения атрибутов, информативных на этом классе, а оператор SELECT реализует операции реляционной алгебры и другие специальные операции над подмножествами этого отношения.
Бесплатно
Операторы обобщенного дифференцирования Гельфонда - Леонтьева и полиномы Бренке
Статья научная
Обнаружена естественная связь операторов обобщенного дифференцирования (ООД) Гельфонда-Леонтьева и последовательностей полиномов Бренке. Получен критерий расширения оператора, коммутирующего с ООД, до непрерывного на всем пространстве Н(G). Описан класс областей, для которых характеристическая функция оператора комплексной свертки всегда имеет нулевой тип. Доказана гиперцикличность и хаотичность обобщенной комплексной свертки.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье найдена взаимосвязь между силами, действующими во влажных зерновых материалах, определена степень влияния каждой из сил на состояние зерна в бункере, и экспериментально подтверждены силы сцепления зёрен между собой и стенками бункера.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены принципы работы и применение тепловизионных сканеров, устанавливаемых на летательных аппаратах, описаны возможности их использования. Представлена схема работы перспективного тепловизора с адаптивным сканированием. Приведена методика расчета высоты полета с учетом требований максимальной дальности обнаружения тепловизионного излучения объектов.
Бесплатно
Статья научная
Изложен метод определения геометрических параметров конических роликов при проектировании радиально упорных совмещённых конических опор качения водила в планетарной передаче типа 2K-V с внецентроидным внутренним цевочным зацеплением на второй ступени. Данные опоры используются при невозможности применения стандартных конических подшипников качения по причине ограничения габаритных размеров изделия.
Бесплатно
Определение действующего напряжения в стреле одноковшового экскаватора на мелиоративных работах
Статья научная
Предлагается метод определения параметров распределения Фишера - Типпета генеральной совокупности конечного объёма (Ас, Вс, Сс) по выборочным данным средневзвешенных напряжений. При этом рекомендуется использовать средние значения параметров Ас, Вс, Сс, полученные при многократном моделировании.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Многие исследователи надежности строительных конструкций уделяют внимание твердости - важной характеристике конструкционного материала. Ее определяют индентированием - вдавливанием наконечника инструмента в поверхность. Исследуются преимущества методов динамического индентирования, распределение интенсивности напряжений на поверхности и внутри образца. Однако мало изучено состояние слоистых материалов при ударе. Цели представленной работы - рассмотреть индентирование для двухслойного образца и определить чувствительность верхнего слоя к прочности подложки. Это позволит выявить значимые характеристики прочностных свойств однородных и неоднородных конструкций.Материалы и методы. Использовали упруго-пластическую модель поведения материала и схему ударного индентирования, которая учитывает массы индентора и ударника, сцепленных линейными пружинами. Поверхность индентора - коническая, угол раскрытия - 120°. Удар моделировали в системе Matlab. Конечноэлементную модель в Ansys APDL применили для верификации данных и анализа результатов эксперимента. Для расчетов взяли традиционные модели теории упругости. Поведение материала в области пластического деформирования описали с помощью опций мультилинейного изотропного упрочнения и критерия пластичности Мизеса.Результаты исследования. Приводятся итоги сопоставления трех вариантов варьирования уровня предела текучести в нижнем слое: когда предел текучести в нижнем слое вдвое меньше верхнего, равен ему и вдвое больше. Проанализированы перемещения в разных точках наблюдения для образцов с верхним слоем 2 мм и 1 мм. В первом случае при горизонтальном сдвиге не меняются показатели перемещений внутри образца, если уровень предела текучести вдвое ниже или выше, чем в верхнем. При равенстве этих показателей разница становится заметной. Во втором случае (слой 1 мм) разница перемещений видна во всех точках наблюдения. Так можно обоснованно заключить, что конструкция с меньшим верхним слоем более чувствительна к ударному воздействию. В ходе изысканий стало известно, что в зоне 2 мм совершаются колебания, связанные с переходом в зону пластичности, ниже этой зоны - упругие затухающие колебания. Решили задачу классификации для верхнего слоя материала с меняющимися характеристиками основания. Показатель для сравнения - твердость по Бринеллю (НВ) в диапазоне 200-600. Результаты визуализировали в виде графиков и обработали с помощью нейросети. Точность ее вычислений составила 98 %.Обсуждение и заключение. Для определения прочностных свойств однородных конструкций достаточно характеристики скорости перемещения внутри образца. Для неоднородной структуры необходимо вводить дополнительные параметры - перемещения на поверхности и внутри образца в фиксированных точках наблюдений. Комплексный подход к определению прочностных свойств неоднородной конструкции повышает точность расчетов, а использование нейросетей - их скорость.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Пульсации рабочей среды в гидросистемах станков, системах топливоподачи авиационных двигателей и подачи жидкостного ракетного двигателя являются одним из главных факторов возникновения вибрации агрегатов, приводящей к усталостному разрушению корпусов элементов, трубопроводов и выходу из строя элементов насосов. Целью работы являлись реализация метода определения динамических характеристик объёмного насоса с использованием специальных стендовых систем и сравнение результатов расчёта с экспериментальными данными. Описаны этапы расчёта динамических характеристик объёмного насоса с учётом разработанных ранее специальных стендовых систем на примере шестерённого насоса внешнего зацепления производительностью 14 см3 /об. Показана реализация метода вариации нагрузок В. П. Шорина с использованием разработанных авторами специальных стендовых систем с заранее определёнными динамическими характеристиками. Излагаются основные этапы методики определения динамических характеристик шестеренного насоса.Материалы и методы. В работе применены методы спектрального анализа пульсирующего давления. Пульсации расхода жидкости на выходе из насоса определялись с помощью импедансного метода, метода вариации нагрузок и специальных стендовых систем.Результаты исследования. В работе реализована методика определения динамических характеристик шестеренного насоса в диапазоне оборотов приводного вала 500-2500 об/мин для четырёх гармонических составляющих спектра колебаний в широком диапазоне динамических нагрузок (от инерционного до емкостного характера). Представлен анализ стендовых систем, приводящих к расчёту динамических характеристик насоса с минимальной погрешностью на основании условия согласования динамической нагрузки и источника колебаний. Проведена проверка разработанного подхода к оценке динамических характеристик насоса посредством сравнения расчётных и экспериментальных данных пульсаций давления в стендовых системах с дросселем, полостью и протяжённым трубопроводом на выходе насоса.Обсуждение и заключения. Реализован метод определения динамических характеристик объёмного насоса с использованием разработанных авторами специальных стендовых систем. Результаты исследований показывают, что исследуемый шестерённый насос может рассматриваться как независимый источник колебаний расхода, для которого отклонение собственных динамических характеристик от средних значений не превышает 10 % по первой гармонической составляющей.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рассмотрен перспективный способ обеззараживания стоков животноводческих ферм. Суть способа заключается в комплексном физико-химическом воздействии переменного электромагнитного поля в сочетании с химическим реагентом. Устройством реализации предложенного способа является индуктор. В качестве наиболее существенного параметра, характеризующего качество технологического процесса обеззараживания стоков животноводческих ферм, выбрано остаточное число колониеобразующих единиц общих колиформных бактерий. Для повышения эффективности исследования технологического процесса обеззараживания стоков животноводческих ферм предлагается использовать математическую теорию планирования эксперимента, применение которой подразумевает нормальный закон распределения частоты значений колониеобразующих единиц общих колиформных бактерий. Материалы и методы. В ходе проведения данного исследования использовались следующие методы: инструментального прямого и косвенного измерения; микрокопирования; наименьших квадрантов, теоретического определения распределения случайной величины и статистической обработки данных. Результаты исследования. Проверка гипотезы о нормальном законе распределения производилась постановкой эксперимента на стенде с определёнными условиями. В результате проведенных экспериментов была получена выборка значений, состоящая из 100 наблюдений. На основании анализа априорной информации была принята гипотеза о нормальном законе распределения частоты значений колониеобразующих единиц общих колиформных бактерий. Обсуждения и заключения. При исследовании закона распределения частоты значений колониеобразующих единиц общих колиформных бактерий, характеризующих качество процесса обеззараживания, было произведено сравнение принятого критического значения критерия Пирсона с расчётным. Поскольку расчётное значение меньше принятого критического, то гипотеза о нормальном законе распределения принимается.
Бесплатно
Определение и расчет структурного шума в кабинах кранов
Статья научная
В работе рассмотрено влияние вибрации элементов ограждения кабины мостового крана на формирование структурного шума. С использованием метода энергетического баланса получены выражения виброскорости в зависимости от вводимой вибромощности внешних источников. Рассмотрены возможные пути снижения уровней звукового давления на рабочих местах крановщиков.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается осесимметричная квазистатическая задача термоупругости для функционально-градиентного полупространства, модуль упругости, коэффициент Пуассона, коэффициенты теплопроводности и линейного расширения которого непрерывно изменяются в приповерхностном слое. Предполагается, что область внутри круга нагревается источником тепла с постоянной во времени температурой. Вне круга поверхность идеально теплоизолирована. Для решения задачи используются аналитические методы, в частности, аппарат интегральных преобразований Ханкеля. Решение задачи на первом этапе сводится к решению краевой двухточечной задачи для системы обыкновенных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами шестого порядка. Для организации устойчивого процесса численного построения решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений используется метод модулирующих функций. В результате решение смешанной граничной задачи сводится к построению решения парного интегрального уравнения. Свойства трансформанты ядра интегрального уравнения задачи позволяют применить хорошо обоснованный и развиваемый в настоящее время двусторонний асимптотический метод. С помощью данного метода найдены в аналитическом виде приближённые выражения величины теплового потока и смещения поверхности полупространства. Приведены численные результаты, отражающие искривление поверхности неоднородного полупространства для различных случаев изменения механических и температурных свойств в приповерхностном слое под действием равномерной температуры в пределах единичного круга. Рассматриваются случаи, когда значения термоупругих свойств покрытия совпадают со значениями термоупругих свойств подложки, либо когда значение характеристики отличается в 2 раза (в большую или в меньшую сторону) на поверхности и линейно убывает (или растёт) по глубине до значения характеристики в подложке. Показано, что максимальное влияние на величину максимального выпора поверхности оказывает разнонаправленное изменение коэффициентов теплопроводности и линейного расширения в покрытии.
Бесплатно
Статья научная
Представлен кинематический синтез прямолинейно-огибающего механизма, позволяющий определять параметры схемы и характеристики точности заданного движения исполнительного органа по заданным размерам рабочего пространства. Рассмотрен обжимной пресс для утилизации кузовов автомобилей со сложным огибающим движением рабочего органа. Представленная в статье база знаний позволяет определять его кинематические параметры. При этом по габаритам полученный пресс значительно меньше других прессов, выполняющих данную операцию. Это предопределяет его перспективность с учётом актуальности утилизации и вторичной переработки кузовов. Представленный синтез основан на методе приближения функции, описывающей траекторию движения направляющей точки механизма к заданной траектории движения. Как следует из приведённого примера, параметры точности обжатия и скольжения не имеют решающего значения для результатов технологического процесса деформации кузова автомобиля при утилизации, поэтому могут варьироваться в достаточно значительных пределах.
Бесплатно
Определение координат боковых сторон зубьев колес с эллиптическим профилем
Статья научная
В статье представлены результаты теоретического определения координат боковых сторон зуба колеса, имеющего в нормальном сечении эллиптический профиль; получены уравнения связи угловых и линейных размеров зубьев в торцевом и нормальном сечениях. Предложенная методика применима для нахождения координат профиля, описанного любой плоской кривой второго порядка.
Бесплатно
Определение коэффициента экологической опасности литейного производства
Статья научная
Состояние рабочей зоны в цехах литейного производства в значительной степени определяется количеством источников выделения вредных веществ производственного оборудования и состоянием средств очистки воздуха. Осуществление организованных выбросов в атмосферу производится низкими трубами, неорганизованных - через венткамеры системы вытяжной вентиляции. Количество выбросов и их токсичность определяют класс предприятия как источника загрязнения атмосферы. В работе на основании анализа существующих методов оценки влияния выбросов на атмосферу разработан аналитический метод определения коэффициента экологического риска.
Бесплатно
Определение линейных характеристик опорных узлов ротора под нагрузкой
Статья научная
Введение. Статья посвящена аналитическим исследованиям динамической системы «ротор - опора с зазором», находящейся под технологической нагрузкой. Цель исследования - получить выражения для определения эквивалентных жесткостных характеристик системы.Материалы и методы. Рассмотрен ротор, вращающийся в упругих опорах с зазорами. Предложена динамическая модель, позволяющая рассматривать задачу определения линейных эквивалентных жесткостных характеристик опорных узлов. Для решения задачи составлена система дифференциальных уравнений и выполнен их детальный анализ.Результаты исследования. Из полученных уравнений динамики рассматриваемой системы можно рассчитать статический угол отклонения цапф ротора, обусловленный действием нагрузки. Предложенные выражения для определения эквивалентных жесткостных характеристик свидетельствуют о том, что можно исследовать динамику ротора как на линейных упругих опорах с указанными выше параметрами.Проанализирована полученная система уравнений и перечислены все частные случаи применения формул первого приближения для эквивалентных жесткостей опорных узлов ротора.Обсуждение и заключения. Полученные результаты позволяют исследовать многие динамические процессы на основе линейных дифференциальных уравнений, учитывая нелинейные свойства системы. Для тех строгальных машин, которые используются при работе с кожаными материалами, определение колебаний ротора в горизонтальной плоскости обеспечивает качество и точность операций.
Бесплатно
