Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1573
Статья научная
Исследуются возможности решения задачи идентификации таких трудноопределимых физических параметров математической модели участка магистрального газопровода, как удельный усреднённый по длине трубопровода коэффициент трения и фактическая средняя по трубопроводу температура при использовании изотермического варианта модели. Разрабатывается математический аппарат для такой идентификации на основе спланированного эксперимента.
Бесплатно
Параметрические явления при управлении процессами обработки на станках
Статья научная
Рассматривается проблема потери устойчивости стационарных траекторий движения инструмента относительно заготовки с учётом периодического изменения параметров взаимодействующих подсистем и параметров динамической связи, формируемой процессом резания. Изменения параметров обусловлено периодическими вариациями жёсткости заготовки в направлении, нормальном к оси её вращения, а также вариациями припуска, периодическими с периодом её вращения. Показано, что периодические изменения параметров вызывают не анализируемые ранее механизмы потери устойчивости. Причём, потеря устойчивости в этом случае принципиально зависит от частоты вращения шпинделя. Кроме этого, потеря устойчивости связана также с кинематическими возмущениями, обусловленными периодической составляющей скорости продольной подачи суппорта. Приводятся примеры потери устойчивости в зависимости от параметров математических моделей системы резания.
Бесплатно
Параметрический анализ устройства для разрушения тюков соломы
Статья научная
Предметом настоящего исследования является аналитическое моделирование и многомерный анализ процесса разрушения тюков соломы барабанным разрушителем с радиальными пальцами и горизонтальной осью вращения. Цель работы - выявление закономерностей процесса разрушения тюков соломы при вариации геометрических и кинематических параметров устройства для разрушения. Задача - оценка влияния геометрических параметров, композиции и кинематики разрушителя тюков на показатели его функционирования. Метод исследования - аналитическое моделирование. Оценено влияние на процесс разрушения тюка соломы длины пальцев, их количества, частоты вращения барабана, его расположения по отношению к тюку, подачи тюков транспортером. Выявлено, каким образом рассмотренные факторы и их параметры влияют на направление и спектр выброса соломин с пальцев барабанного разрушителя с учетом попадания летящих соломин на следующий элемент системы рабочих органов. Предварительно оценена рациональность пространственного расположения барабанного разрушителя, его геометрических и кинематических параметров для технологических свойств тюков соломы и заданного интервала вариации величины производительности технологического устройства. Выявлено, что процесс разрушения тюка, перемещение соломин по пальцам и траектория их движения в воздушном пространстве в значительной степени зависят от длины рабочей зоны захвата пальцами соломин из тюка.
Бесплатно
Параметрическое самовозбуждение динамической системы резания
Статья научная
Рассматривается проблема обеспечения устойчивости траекторий формообразующих движений инструмента относительно заготовки с учётом параметрического самовозбуждения. Анализируются факторы, вызывающие периодические изменения параметров в динамической системе резания. Они связаны с пространственной анизотропией свойств упругости в подсистеме обрабатываемой заготовки, с вариациями припуска по периметру вращения заготовки, с кинематическими возмущениями со стороны механической части приводов исполнительных элементов станка, с периодическими процессами в зоне резания. Приведена обобщённая динамическая модель системы с периодически изменяющимися параметрами. Выполнено изучение влияния периодически изменяющихся параметров на устойчивость траекторий. Раскрыты особенности потери устойчивости, специфические для динамических систем резания. В частности, показано, что за счёт параметрических эффектов по мере увеличения скорости резания при возрастании частоты вращения шпинделя всегда существует критическая частота, при которой система теряет устойчивость.
Бесплатно
Статья научная
Представлена математическая модель процесса смешивания кормов в порционном циркуляционном наклонном одношнековом смесителе. Модель включает в себя систему уравнений изменения концентрации контрольного ингредиента в характерных зонах смесителя. Для решения системы уравнений рассмотрено состояние кормового материала в период начала загрузки смесителя и начала обрушения. Приведены схема и математические выражения сил, действующих на корм в процессе загрузки. В результате решения уравнений получена зависимость для определения высоты слоя корма от геометрических параметров бункера смесителя и физико-механических свойств кормового материала. Показана схема сил, действующих на кормовой материал в начале процесса обрушения. С учетом зависимости, полученной для первого состояния корма, определена величина высоты слоя обрушиваемого материала. Определено, что из первоначальной зоны условного вытеснения формируется две зоны. Одна - зона идеального вытеснения в направлении транспортирования корма снизу вверх и вторая - зона идеального вытеснения в направлении обрушения корма сверху вниз. Площади поперечного сечения данных зон могут быть определены на основе выведенных уравнений.
Бесплатно
Перестановочный алгоритм биэкстремального решения однородной распределительной задачи
Статья научная
Разработан эффективный алгоритм построения оптимальных решений однородных распределительных задач, который назван алгоритмом биэкстремального решения, поскольку позволяет находить распределение, доставляющее экстремум одновременно двум популярным оценкам качества распределения: критерию равномерности распределения и минимаксному критерию. Изложена сущность его работы, заключающаяся в формализующей перестройке структуры загрузочной матрицы, полученной алгоритмом Романовского, с дальнейшей формализованной перестановкой заданий между их исполнителями. Приведен пример пошагового решения конкретной задачи.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Статья посвящена измерениям линейных и угловых составляющих малых перемещений поверхностей объектов контроля. Для выполнения таких измерений разработано высокоточное бесконтактное устройство, основанное на современных лазерных технологиях и методах оптической интерферометрии, а именно двухходового лазерного интерферометра с совмещенными ветвями. Представлено расчетно-экспериментальное обоснование данного устройства. Таким образом, качество и состояние материалов и изделий могут контролироваться с помощью акустических неразрушающих методов. Материалы и методы. Предложены новые программное обеспечение и математические модели, которые описывают оптические поля интерференционных картин, создаваемые рассматриваемым интерферометром. При численном моделировании распределений интенсивности в интерференционных картинах использованы различные виды светоделителей и различные случаи поляризации. Результаты исследования. Разработаны новые математические модели и программное обеспечение для численного моделирования полей интенсивности оптического излучения в интерференционных картинах, учитывающие как линейную, так и угловые составляющие малого перемещения поверхности объекта контроля. Разработан и научно обоснован новый интерференционный метод измерений малых линейных и угловых перемещений, позволяющий объединить в одном измерительном средстве возможности измерителя как малых линейных, так и угловых перемещений поверхностей объектов контроля. Предложены новые оптические интерференционные способы и средства для бесконтактных измерений малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов контроля, реализующие возможности метода и расширяющие функциональность известных измерителей малых перемещений. Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы для высокоточных измерений малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов контроля. Сферы применения: экспериментальные исследования, оценка и диагностика состояния образцов конструкционных материалов; исследования быстропротекающих волновых процессов в слоистых конструкциях сложной формы, выполненных из анизотропных композиционных материалов. Методы, разработанные в рамках данного исследования, применимы в таких отраслях, как машиностроение, судостроение, авиастроение, приборостроение, энергетика и т. д.
Бесплатно
Статья научная
Одной из важнейших задач в настоящее время является разработка и совершенствование технологии и средств механизации очистки закрытого горизонтального дренажа. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований были разработаны низконапорная технология очистки закрытого горизонтального дренажа, дренопромывочный агрегат АДПН-250, а также обоснованы основные параметры дренопромывочного устройства.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены перспективы применения вибрационных механохимических твердосмазочных покрытий. Даны примеры практического применения твердой смазки на основе дисульфида молибдена, образованные в условиях виброобработки. Приведена схема модели формирования покрытия дисульфид молибдена.
Бесплатно
Перспективы технологии интернета вещей
Статья научная
Введение. Технология интернета вещей является одной из многообещающих инновационных технологий. С каждым годом все большее количество людей вовлекается в использование умных вещей. При этом относительно небольшое число работ посвящено исследованию социального значения технологии и опыта взаимодействия людей с этой технологией. Важно изучить особенности и перспективы технологии, проанализировать отношение и готовность людей ее применять. Материалы и методы. Проведен интернет-опрос, особое внимание в котором было уделено месту интернета вещей в жизни современного человека, его отношению к концепции устройств. Полученные данные обработаны и систематизированы. Результаты исследования. Анализ результатов опроса позволил сделать выводы относительно готовности молодых людей применять эту технологию. В ходе проведенного исследования раскрыто содержание понятия интернета вещей, описаны необходимые условия для существования и функционирования технологии, обобщены преимущества технологии интернета вещей, выделены взаимодействующие с этой технологией информационные технологии, перечислены задачи, которые требуют решения для успешного и эффективного внедрения IoT в российскую действительность. Обсуждение и заключения. Интернет вещей является технологией, которая при последовательном и системном решении ряда задач может стать значимым фактором развития как отдельных сфер жизни и деятельности, так и страны в целом. При этом важно изучать и учитывать социальное влияние распространения технологии. Это позволит увеличить доверие к IoT и устранить отрицательные воздействия. Как показывает опрос, молодежь стремится больше использовать умные вещи. Необходимо расширять круг умных вещей, увереннее вводить в образовательные программы основы практического применения технологии интернета вещей, широко обсуждать в средствах массовой информации проблемы, пути их решения и пилотные проекты, связанные с этой технологией. Благодаря этому можно подготовить не только практически заинтересованных в IoT людей, но и квалифицированные кадры, способные решать задачи по-новому.
Бесплатно
Планетарные передачи с внецентроидным внутренним цевочным зацеплением в машиностроении (обзор)
Статья научная
Рассмотрена история возникновения и применения планетарных передач с внецентроидным внутренним цевочным зацеплением. Дана информация по величине их КПД, массогабаритным, инерционным характеристикам и виброактивности. Приведена конструкция наиболее перспективной схемы исполнения данных механизмов.
Бесплатно
Планирование эксперимента и обработка результатов при помощи программного средства EOSupport
Статья научная
Описываются возможности программного средства EOSupport, разработанного автором и предназначенного для поддержки принятия решений в задачах, требующих планирования эксперимента и статистической обработки результатов. Приводятся научные результаты некоторых практических применений программы.
Бесплатно
Повышение адекватности механико-математической модели динамики ротора на балансировочном станке
Статья научная
Цель данного исследования - определение условий повышения эффективности функционирования балансировочного оборудования. В качестве задачи рассматривается повышение точности и снижение трудоемкости балансировки ротора. В основе исследования - модель ротора на балансировочном станке, рассмотренная с точки зрения теории колебаний как динамическая система с двумя степенями свободы. В результате проведенных изысканий, во-первых, обоснована необходимость использования в модели ротора векторных значений коэффициентов влияния дисбаланса в каждой из плоскостей коррекции на колебания опор ротора на балансировочном станке. Во-вторых, представлена методика их экспериментального определения. Полученные результаты могут быть использованы при создании балансировочного оборудования (балансировочные станки и балансировочные комплекты) нового поколения. Проведенное исследование представляет собой развитие современной теории и практики балансировки, направленное на повышение адекватности динамической модели ротора.
Бесплатно
Повышение безопасности труда на основе управления профессиональными рисками
Статья научная
Предложена модель управления профессиональными рисками на примере механообрабатывающего цеха. Данная модель направлена на уменьшение влияния потенциальных негативных факторов рабочей среды на работников и, как следствие, сокращение случаев производственного травматизма и профессиональных заболеваний. В ходе проведённых теоретических исследований получены и проанализированы обобщённые количественные показатели профессиональных рисков. Выявлена прямая зависимость между начальной оценкой фактического риска идентифицированной опасности (I i, ед.) и двумя показателями условий труда — начальной оценкой фактического риска идентифицированной опасности (Х i, баллы) и численностью работников, находящихся под воздействием идентифицированной опасности (N i, чел.). Экспериментальные значения, вычисленные с использованием фактических данных об опасных и вредных производственных факторах (ОВПФ), позволяют оценить реальные условия труда на рабочих местах. Чем выше балл профессионального риска, тем большее несоответствие требованиям охраны труда наблюдается по конкретной выявленной опасности. Поэтому повышение профессионального риска ОВПФ и его действие на организм человека увеличивает риски возникновения несчастных случаев. Таким образом, разработанная модель управления профессиональными рисками устанавливает объективную последовательность выполнения мероприятий по охране труда для предвидения наступления нежелательных событий без специализированных и громоздких вычислений.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В листовых и корпусных конструкциях, работающих под давлением, разрушение, как правило, локализуется вдоль линии перехода от основного металла к металлу шва. Рассмотрены методы повышения долговечности сварных стыковых соединений, которые направлены на снижение концентрации напряжений и создание благоприятных остаточных напряжений сжатия. Материалы и методы. Опыты проводились на установке для двухосного изгиба, создающей двухосное поле напряжений. Испытывались образцы заводского исполнения и образцы с дополнительно обработанной зоной перехода от металла шва к основному металлу. Показана эффективность дополнительной обработки следующими методами: - зачистка абразивным инструментом; - дробенаклеп; - зачистка абразивным инструментом с дробенаклепом; - оплавление границы шва в аргоне без присадочной проволоки; - оплавление границы шва в аргоне с присадочной проволокой ЭП-410У; - оплавление границы шва без присадочной проволоки с пластическим деформированием между узкими роликами. Результаты исследования. Анализировались зарождение, развитие разрушения и его особенности при разных способах дополнительной обработки сварных соединений. Рассчитаны доверительные интервалы (95 %) зарождения и развития разрушений для сварных соединений и основного металла. Оценивалась эффективность предложенных методов дополнительной обработки. Обсуждение и заключения. Анализ эффективности методов повышения долговечности стыковых сварных соединений показал, что создание плавного перехода от металла шва к основному металлу значительно снижает концентрацию напряжений. Это позволяет увеличить количество циклов до зарождения разрушений и живучесть соединений. Благодаря сжимающим напряжениям в околошовной зоне можно повысить долговечность сварных соединений. Наиболее результативные методы дополнительной обработки сварных швов сочетают уменьшение концентрации напряжений и создание остаточных напряжений сжатия. Самое технологичное решение - переплав зоны перехода в среде аргона с дополнительной присадочной проволокой ЭП-410У.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Структура литых деталей подвижного состава железных дорог (ПСЖД) по технологическим причинам часто имеет внутренние дефекты, которые существенно влияют на их прочность. Степень влияния зависит от множества факторов, включая форму и расположение дефектов в изделии. Форма дефекта оказывает наибольшее влияние при знакопеременных нагрузках. Это часто относиться к динамически нагруженным деталям экипажной части ПСЖД. Максимально снижает долговечность детали дефект, ориентированный перпендикулярно к направлению растягивающих нагрузок. Для выявления внутренних дефектов детали подвергаются ультразвуковому контролю классическим эхо-импульсным методом. Однако такие методики требуют повышения достоверности и информативности. Например, они не позволяют определить тип и ориентацию дефекта.Материалы и методы. Рассмотрены особенности, преимущества и недостатки классического эхо-импульсного метода ультразвукового неразрушающего контроля, который основан на регистрации следующих эхо-сигналов: посланный; отраженный от противоположной поверхности (дна) объекта; отраженный от дефекта (при его наличии)...
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследований методов поверхностного пластического деформирования гибкой гранулированной средой. Определены глубина внедрения частицы среды, среднее арифметическое отклонение профиля установившейся шероховатости, глубина упрочненного слоя и степень упрочнения. Приведена зависимость шероховатости от времени для различных видов обработки методом поверхностного пластического деформирования гибкой гранулированной средой.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Одна из причин нежелательных расслоений полимерных композитов с тканевым армированием - низкие трансверсально-сдвиговые характеристики. Известно, что армирование полимерных тканевых композитов в направлении Z уменьшает чувствительность к расслоению и повышает вязкость межслойного разрушения. В литературе предлагаются разные способы трехмерного армирования полимерных тканевых композитов. Однако они усложняют процесс изготовления конструкции. Проблему решает предложенный в данной статье способ трехмерного армирования - фелтинг. Это локальное армирование композита в направлении Z при минимальных производственных изменениях. Степень Z-армирования определяется плотностью фелтинга, т.е. количеством ударов иглы на 1 см2 тканевого пакета. Цель работы - оценить влияние фелтинга на межслойную трещиностойкость композитного материала.
Бесплатно
Повышение механических свойств горячедеформированных порошковых сталей
Статья научная
Целью работы являлось изучение основополагающих процессов формирования горячедеформированных порошковых сталей (ГДПС), а также сращивание материала частиц на уже имеющихся и вновь образующихся контактных поверхностях. Роль сращивания особенно велика при производстве материалов, работающих в нагруженных условиях. Очевидно, что какая бы ни была структура в объеме материала, окруженном бывшей поверхностью частицы порошка, до определенного уровня сращивания свойства порошкового материала будут определяться не морфологическими структурными особенностями, а качеством сращивания. Поэтому исследование межчастичного сращивания при формировании ГДПС остается актуальной задачей порошкового материаловедения. Таким образом, дополнительная обработка давлением горячедеформированных порошковых сталей может быть предложена не только для формоизменения, но и для повышения уровня их механических свойств.
Бесплатно
Повышение надёжности свинцовых аккумуляторов сельскохозяйственных машин
Статья научная
Введение. Статья посвящена решению задачи повышения надёжности работы сельскохозяйственной и мелиоративной техники за счёт улучшения основных показателей надёжности свинцовых стартерных аккумуляторных батарей (АКБ) в процессе их эксплуатации и хранения. Целью работы являлась разработка способов повышения эксплуатационной надёжности свинцовых аккумуляторов сельскохозяйственных и мелиоративных машин при различных режимах работы и хранения АКБ. Материалы и методы. Предложены способы повышения эксплуатационных характеристик свинцовых аккумуляторов в процессе их работы и хранения за счет применения органических соединений класса пространственно-затруднённых фенолов (ПЗФ) в качестве добавок в электролит из расчета 1 г/л. Проведены исследования для оценки действия ПЗФ на коррозию токоотвода гладкого и пористого диоксидсвинцовых электродов. Для более объективной оценки ингибирующих свойств ПЗФ проводили ресурсные испытания серийных отечественных аккумуляторов в заводских условиях по существующим ГОСТам методами циклирования. Результаты исследования. Разработан способ повышения срока службы свинцового аккумулятора за счет применения ПЗФ в качестве добавок в электролит, так как они обладают свойствами ингибировать процесс коррозии токоотвода положительного электрода. Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы в процессе эксплуатации АКБ на сельскохозяйственной и мелиоративной технике, автомобильном транспорте и других машинах, так как замедляют процесс коррозии решёток положительных пластин. Кроме этого, добавки ПЗФ могут быть эффективно использованы при сезонном режиме работы свинцовых аккумуляторов, что характерно при эксплуатации в системе агропромышленного комплекса.
Бесплатно
