Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don) @vestnik-donstu
Статьи журнала - Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)
Все статьи: 1625
Оптимизация геометрических характеристик циклоидальных профилей героторных гидромашин
Статья научная
Введение. Производительность и надежность работы героторных гидромашин зависит от геометрических параметров профиля циклоидального зацепления. Существующие методики расчета и оптимизации параметров профиля громоздкие, многокритериальные, сложные для практического применения. Поэтому актуальной представляется проблема создания методики расчета параметров профиля рабочего органа героторной машины, пригодной для инженерных расчетов на этапе эскизного проектирования. В связи с этим целью данной работы являлась модернизация методики проектирования геометрии профилей торцевого сечения гипоциклоидальных зубчатых зацеплений, используемых в героторных гидравлических машинах, и анализ возможностей их оптимизации при предварительном проектировании. В ходе исследования была использована система компьютерной математики Mathcad, проведены численные эксперименты для изучения влияния геометрических параметров профилей на производительность и работоспособность героторной гидравлической машины. На основе полученных и проанализированных данных выработаны рекомендации по проектированию оптимальных профилей торцевого сечения героторных гидравлических машин.Материалы и методы. Материалы включают в себя известные методики расчета параметров профиля, основанные на применении классических формул эквидистант гипоциклоид, используемых для очерчивания профилей зубьев рабочих органов героторных машин. Основной метод исследования - моделирование профиля героторной машины с помощью системы компьютерной математики Mathcad. Получены расчетные данные для выбранных диапазонов варьируемых параметров, обработанные методом регрессионного однофакторного анализа.Результаты исследования. Разработан алгоритм анализа гладкости профилей зубьев. Определены два целевых параметра: площадь сечения торцевого профиля, влияющая на производительность, и наименьший приведенный радиус контакта, определяющий работоспособность рабочего органа. Предложена методика по расчету целевых параметров на ранней стадии проектирования. Получен ряд оптимальных значений параметров профиля по критериям производительности и работоспособности героторной машины. Построены зависимости, позволяющие установить оптимальные значения параметров профиля на стадии проектирования.Обсуждение и заключение. Разработанная авторами методика дает возможность на этапе проектирования рабочего органа получить оценку производительности и работоспособности героторной гидромашины. Результаты исследований могут быть использованы в машиностроении при проектировании героторных гидромашин для улучшения их технико-эксплуатационных характеристик.
Бесплатно
Оптимизация двухстадийного режима метаногенеза на основе принципа максимума Понтрягина
Статья научная
Введение. Статья посвящена решению задачи оптимального управления процессом получения биогаза при непрерывном режиме его переработки в двух метантенках. Цели работы: представить математическую модель данного процесса и разработать алгоритм выбора оптимального управления.Материалы и методы. Созданная математическая модель описывает получение биогаза из отходов животноводства при последовательной переработке субстрата в двух метантенках. Рассматриваются случаи одинаковых и различных температурных сред (мезофильной и термофильной). Для данной модели сформулирована задача оптимального управления в виде задачи Лагранжа. Ее управляющими параметрами являются скорости поступления субстрата в метантенки. Предложен алгоритм решения данной задачи, основанный на численной реализации принципа максимума Понтрягина. При оптимизации применялся гибридный генетический алгоритм с дополнительным поиском в окрестности лучшего решения методом сопряженных градиентов.Результаты исследования. Разработана новая математическая модель, описывающая процесс получения биогаза при последовательной переработке субстрата в двух метантенках...
Бесплатно
Оптимизация колебательных параметров ходовой системы уборочного комбайна
Статья научная
Анализируется использование вероятностных критериев при расчете оптимальности колебательных параметров мобильных сельхозмашин. Приводится пример.
Бесплатно
Оптимизация модели упрочненного слоя при поверхностном упрочнении
Статья научная
Проведены экспериментальные исследования распределения физико-механических и электромагнитных свойств по толщине изделия. Определены стандартизованные эпюры распределения свойств изделия. Определяются параметры имитационной модели многослойной проводящей ферромагнитной среды для получения оптимальной точности моделирования.
Бесплатно
Оптимизация операции глубокого сверления с учётом ограничения на величину крутящего момента
Статья научная
Рассматривается вопрос оптимизации процесса сверления глубоких отверстий под управлением адаптивной системы с контролем крутящего момента на инструменте.
Бесплатно
Оптимизация процесса электроакустического напыления по критерию микротвердости
Статья научная
Исследуется влияние акустических параметров (амплитуда ультразвуковых колебаний А, частота ультразвуковых колебаний и угол между осью волновода и направлением вектора продольно-крутильных колебаний ) процесса электроакустического напыления защитных покрытий на качество покрытия (микротвердость). На базе проведенных исследований предложена математическая модель зависимости микротвердости покрытия от акустических параметров процесса и проверена адекватность полученной модели.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано снижение энергоемкости дождевания применением на машинах низконапорных насадок. На основе математических моделей и экспериментальных данных о функциях распределения осадков по углу зоны дождевания и по ее радиусам f (α ) и f ( ρ ) рассчитаны оптимальные расстояния между насадками на трубопроводе при различных значениях давления, диаметра выходного отверстия насадки и высоты ее установки. Предложены способы размещения насадок на трубопроводе по условиям соблюдения заданной дозы и равномерности полива на всей длине трубопровода.
Бесплатно
Оптимизация себестоимости сварных нахлёсточных соединений, нагруженных продольной силой
Статья научная
Представлены результаты исследования функции стоимости сварного нахлесточного соединения на экстремум. Получены зависимости, позволяющие проектировать сварные нахлесточные соединения, равнопрочные основному металлу и минимальной стоимости. Представленные расчеты могут быть полезны при проектировании решетчатых конструкций.
Бесплатно
Оптимизация состава автомобильного антифриза
Статья научная
Проведено квантово-химическое изучение методом ab initio в базисе DZV структуры и стабильности компонентов антифриза: воды H2O, этиленгликоля CH2OH-CH2OH и их димеров различного состава. Показано, что при постепенном понижении температуры происходят самоорганизация на молекулярном уровне и структурирование водно-спиртовой среды, упорядочение и переход в твердое состояние при низкой температуре (-75оС), причем при определенном оптимальном соотношении воды и спирта в смеси.
Бесплатно
Оптимизация состава футеровки плавильных печей
Статья научная
Рассматривается задача нахождения состава футеровки, обладающей максимальной стойкостью. Приведены результаты исследования свойств футеровки тигельных печей для выплавки чугуна. Проведено моделирование процесса приготовления смеси для футеровки, и определён её оптимальный состав. Даны рекомендации подбора материалов и технологии приготовления состава футеровки, обладающей максимальной стойкостью.
Бесплатно
Оптимизация условий контактирования полимерпорошковых подшипников скольжения
Статья научная
Установлено оптимальное соотношение площадей полимера и металлокерамики в зоне трения для разработанной конструкции полимерпорошковых подшипников скольжения с комбинированной рабочей поверхностью, способной удерживать смазку в порах порошковой матрицы.
Бесплатно
Оптимизация форм геометрии раструба ветроэнергетической установки типа "ротор в раструбе"
Статья научная
Введение. В статье рассматриваются метод и результаты аэродинамического исследования вертикально-осевых ветроэнергетических установок (ВЭУ) с осесимметричным статором. Цель работы - демонстрация перспективности использования вертикально-осевых ветроэнергетических установок указанного типа в народном хозяйстве. Материалы и методы. Для выполнения поставленных задач использовался метод виртуальной аэродинамической обдувки и соответствующей оптимизации конструкции по заданному критерию. В рамках указанного метода выполнены численные аэродинамические исследования одиночного ротора заданного типа, а также рассматриваемой системы «ротор + раструб» до и после оптимизации при заданных параметрах невозмущенного потока и вращения ротора. При сопоставлении мощности полученной оптимизированной конструкции ВЭУ с аналогами при прочих равных условиях использован метод аэродинамического подобия. Результаты исследования. Получены характерные картины аэродинамического обтекания исследованного типа ВЭУ до и после оптимизации. Рассмотрены характерные распределения скалярных и векторных полей при заданных параметрах невозмущенного потока и вращения ротора. Построены графики зависимостей от линейной скорости набегающего потока для проекций момента на валу ротора (при стандартной и оптимизированной формах ВЭУ), а также для соответствующих полезной и побочной мощностей. Проведено сравнение по мощности рассматриваемой оптимизированной ВЭУ с аналогами при прочих равных условиях. Обсуждение и заключения. Показана перспективность использования вертикально-осевых ВЭУ с осесимметричным статором, предназначенным для создания полезной интерференции с ротором с целью увеличения полезной мощности на валу. Такие ветроэнергетические установки не только не уступают, но и могут превосходить, по крайней мере в среднем, соответствующие классические вертикально-осевые конструкции.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Создание высокоточных систем ориентации нового поколения с улучшенными техническими характеристиками остаётся ключевой задачей точного приборостроения — это необходимо для надёжной работы подвижных объектов длительного срока эксплуатации. Одним из перспективных путей является применение датчиков, основанных на эффекте Брайана (волновой твердотельный гироскоп, ВТГ), которые показывают существенные преимущества по стабильности характеристик в условиях внешних факторов. За последние 10 лет зарубежные и отечественные исследования достигли заметных успехов в повышении целевых параметров ВТГ, однако определенные проблемы совершенствования остаются открытыми. Так, в литературе уделяется внимание снижению погрешностей измерения ВГТ за счёт компенсации влияния несовершенств резонатора, но чаще эти методы применимы на стадиях после формообразования. Недостаточно разработаны методы ранней идентификации неоднородностей материала (разноплотности) на этапе контроля заготовок, что создаёт пробел в технологической цепочке и снижает эффективность последующей балансировки и калибровки. Цель работы — разработать метод идентификации разноплотности резонатора на ранней технологической стадии — на этапе контроля заготовки. Материалы и методы. Рассматривается оптически прозрачный материал — кварцевое стекло, являющееся наиболее распространённым материалом для изготовления резонаторов ВТГ, в частности марка КУ-1. Метод идентификации основан на связи оптических свойств кварцевого стекла (коэффициента поглощения) с искомым объёмным распределением плотности заготовки. Проведён виртуальный эксперимент, включающий формирование и решение системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) по результатам серии измерений интенсивности светового пучка, прошедшего через заготовку. Для описания распределения плотности использована полиномиальная аппроксимация, что повышает робастность метода. Решение СЛАУ получено через поиск псевдорешения методом наименьших квадратов на базе сингулярного разложения. Результаты исследования. Разработан метод идентификации разноплотности кварцевого стекла на этапе контроля качества технологической заготовки резонатора ВТГ. Получено искомое распределение плотности кварцевого стекла по объёму заготовки, совпадающее с «истинным» — отклонение не превышает 5 %. Оценена чувствительность метода к наличию макродефектов в объёме заготовки — пор, пузырьков и пр. Обсуждение. Результаты показывают, что применение предложенного метода позволяет эффективно контролировать разноплотность заготовок и оптимизировать технологию производства резонаторов, обеспечивая повышение результативности процессов минимизации влияния несовершенств на их характеристики. Виртуальные эксперименты продемонстрировали, что измерение интенсивности светового луча, прошедшего через заготовку, позволяет восстановить распределение коэффициента поглощения и плотности с точностью не менее 0,005 %. Созданная система линейных алгебраических уравнений обеспечила возможность определения этих параметров по объему. Подчеркнуты некоторые особенности, касающиеся решения неопределенных систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). Пристальное внимание уделено необходимости контроля соотношения между количеством корней и неизвестных для получения устойчивого решения. Заключение. Предложенный метод идентификации разноплотности кварцевого стекла на этапе контроля качества заготовки при производстве резонаторов ВТГ показывает высокую эффективность и точность. Метод позволяет адекватно описывать функцию распределения и гибко настраивать оптимальную размерность СЛАУ, напрямую связанную с объёмом проводимых экспериментов. Полученные результаты подтверждают применимость оптических характеристик материала для контроля объёмного распределения плотности, что даёт возможность улучшить контроль заготовок и оптимизировать производственные процессы. Требуемая точность измерений, обусловленная уровнем разноплотности, влияющим на характеристики ВТГ, практически достижима, что свидетельствует о реальной возможности внедрения метода в производстве. Данный подход может быть использован в последующих исследованиях и разработках высокоточных систем, способствуя прогрессу в точном приборостроении и повышению качества выпускаемой продукции.
Бесплатно
Опыт обеспечения эффективных механизмов инновационного развития малого бизнеса
Статья научная
Проведен анализ состояния развития малого бизнеса, особенностей и тенденций его развития в экономически развитых странах. На основе западного опыта в области создания структур поддержки и содействия становлению и развитию малого бизнеса сформулированы основные направления его адаптации к российским реалиям.
Бесплатно
Опыт создания оптимальных систем защиты воздушной среды в гальваническом производстве
Статья научная
Приведены результаты исследования режимных параметров работы технологической установки и опыт применения комбинированных средств защиты рабочей зоны от выбросов вредного электролита в сельхозмашиностроении.
Бесплатно
Организация бюджетирования в модуле управленческого учета
Статья научная
Предложен алгоритм взаимосвязи результативных показателей хозяйственной деятельности на уровне управленческого учета и бюджетирования. Рассмотрена технология бюджетирования на основе единой структуры бюджетно-учетных объектов управления. Разработан механизм формирования трансфертной цены для центров затрат и центров ответственности, позволяющий планировать внутренние цены для указанных объектов управления.
Бесплатно
Статья научная
Определено фактическое положение клинической психологии как вида предпринимательской деятельности и гуманитарной науки на рынке психолого-психотерапевтических услуг в Российской Федерации. Проведен анализ юридических и социокультурных препятствий деятельности клинического психолога в РФ. Предложен действенный механизм интеграции практических специалистов, участвующих в охране здоровья граждан.
Бесплатно
Организация исследовательской деятельности учащихся в компетентностном формате
Статья научная
Рассмотрены вопросы формирования и развития исследовательской компетенции учащихся в процессе их поисково-исследовательской деятельности. Представлены основные этапы организации учебной исследовательской деятельности и методические условия, обеспечивающие развитие мышления и становление исследовательской компетенции учащихся.
Бесплатно
Организация практической работы студентов при обучении информационным технологиям
Статья научная
Рассмотрены возможности формирования теоретических знаний, практических навыков, а также контроля с учетом уровней усвоения информационно-технологических курсов на каждой стадии обучения студентов колледжа.
Бесплатно
Организация управления интеллектуальным капиталом в условиях становления экономики знаний
Статья научная
Конец ХХ - начало ХХI столетия отмечен зарождением и развитием нового типа экономики, основанной на знаниях. Процессы перестройки проникли и в систему менеджмента организации. Статья посвящена исследованию вопросов управления интеллектуальным капиталом в экономике нового типа.
Бесплатно
