Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don) @vestnik-donstu
Статьи журнала - Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)
Все статьи: 1596
Статья научная
Приводится методика расчета термограмм тепловой обработки вареных колбасных изделий с автоматической корректировкой параметров процесса. Даны начальные и конечные термограммы для колбас в натуральной и искусственной оболочках.
Бесплатно
Применение математической регрессии для определения параметров трёхфазного асинхронного двигателя
Статья научная
Статистический разброс параметров электротехнических устройств часто является проблемой для анализа их работы и точного определения оптимальных режимов. В этих условиях требуются математические алгоритмы, позволяющие производить диагностику таких устройств с точностью, достаточной для инженерных расчётов. В настоящей работе предложен новый алгоритм расчёта характеристики момент-скольжение трёхфазного асинхронного двигателя. Он позволяет определить величины максимального момента и критического скольжения. Для этого статистически обрабатывается начальный участок характеристики, полученный экспериментальным путём. Этот в значительной степени универсальный метод решения подобных электротехнических задач базируется на общих математических подходах. В связи с этим он может быть положен в основу электронного диагностического устройства на базе микропроцессора.
Бесплатно
Применение метода двойной аппроксимации для построения матриц жесткости объемных конечных элементов
Статья научная
Введение. При численном решении задач теории упругости в трехмерной постановке методом конечных элементов применяются конечные элементы (КЭ) в форме параллелепипедов, призм и тетраэдров. Обычно построение матриц жесткости объемных КЭ базируется на принципе изопараметричности, суть которого состоит в использовании для аппроксимации геометрии и перемещений полиномов Лагранжа. В расчетной практике наибольшее распространение получили так называемые полилинейные изопараметрические КЭ с линейным законом аппроксимации перемещений. Главный недостаток данных элементов кроется в эффекте «loсking» («запирания») при моделировании изгибных деформаций. Причем погрешность численного решения существенно возрастает в случае, когда конструкция, по сравнению с обычными деформациями, претерпевает значительные смещения как жесткое целое. Многолетний опыт решения задач механики деформируемого твердого тела методом конечных элементов показал, что существующие объемные КЭ обладают медленной сходимостью при моделировании изгибных деформаций пластин и оболочек. Цель настоящего исследования состоит в построении на основе метода двойной аппроксимации матриц жесткости полилинейных объемных КЭ повышенной точности, позволяющих учитывать жесткие смещения.Материалы и методы. Для построения матриц жесткости объемных КЭ применен математический аппарат метода двойной аппроксимации, суть которого состоит в раздельном представлении функций распределения перемещений и деформаций внутри элемента. Хранение и обработка результирующей системы уравнений реализованы в алгоритмических терминах разреженных матриц. Разработка программного обеспечения и проведение вычислительных экспериментов осуществлены с использованием 64-х разрядной вычислительной платформы Microsoft Visual Studio 2013 и компилятора Intel® Parallel Studio XE 2019 со встроенным текстовым редактором Intel® Visual Fortran Composer XE 2019. Визуализация результатов расчетов выполнена с помощью дескрипторной графики пакета компьютерной математики Matlab. В качестве тестового образца использован объемный восьмиузловой КЭ SOLID185 программного комплекса ANSYS Mechanical.Результаты исследования. Разработано математическое и программное обеспечение для исследования напряженно-деформированного состояния массивных конструкций при различных видах внешнего воздействия. На тестовых примерах с известными аналитическими решениями выполнена верификация авторизированного пакета прикладных программ. Показано, что построенные КЭ по точности удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к конечно-элементному моделированию пространственных задач теории упругости.Обсуждение и заключение. Проведенное тестирование разработанного математического и программного обеспечения показало, что построенные на основе метода двойной аппроксимации конечные элементы успешно конкурируют с аналогичными объемными элементами SOLID185 программного комплекса ANSYS Mechanical. Предлагаемые элементы могут быть интегрированы в отечественные импортозамещающие программные комплексы, реализующие метод конечных элементов в форме метода перемещений.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Целью работы является разработка нового универсального численного метода решения краевых задач для линейных уравнений эллиптического типа. Материалы и методы. Предложенный метод основан на приведении исходного уравнения математической физики к более простому неоднородному уравнению с известным фундаментальным решением. Затем предлагается произвести переход к неоднородному интегральному уравнению с ядром, выражаемым через известное фундаментальное решение. Полученное интегральное уравнение совместно с граничными условиями решается численно. В результате было получено искомое приближенное решение, потенциал поля в аналитическом виде, что позволило не только находить приближенное значение потенциала поля в любой точке области решения, но и дифференцировать этот потенциал, причем без заметной потери точности. Это свойство разработанного численного метода выгодно отличает его от традиционных численных методов решения краевых задач, таких, например, как метод конечных элементов. Результаты исследования. Для подтверждения эффективности предложенного численного метода решена двумерная и трехмерная краевые задачи с известными решениями. Получены зависимости погрешности численного решения от числа линейных уравнений в результирующей системе. Показано, что даже при небольшом числе уравнений в системе (порядка нескольких сотен) достигается точность решения на уровне сотых долей процента. Еще одной важной иллюстрацией эффективности предложенного метода является решение квантово-механической задачи для одномерного и двумерного квантового осциллятора. Показано, что рассматриваемый метод позволяет находить собственные значения энергии и собственные функции с приемлемой точностью. Разработанный численный метод позволяет существенно расширить область применения традиционного метода точечных источников поля при решении прикладных задач моделирования полей различной физической природы, включая задачи на собственные значения. Обсуждение и заключения. Полученные результаты подтверждают, что физическое поле, описываемое практически любым линейным уравнением эллиптического типа, можно представить в виде суперпозиции полей точечных источников, удовлетворяющих более простому уравнению, решение которого находится с помощью метода точечных источников поля. Таким образом, представленный в данной работе численный метод можно рассматривать как обобщенный метод точечных источников поля.
Бесплатно
Статья научная
Излагается подход Лагранжа к решению задач динамики гидравлических систем гидроприводных и теплоэнергетических установок. В качестве примера приводятся результаты расчёта и данные экспериментальных исследований процессов запуска струйных и лопастных насосов при заполнении жидкостью каналов гидравлических магистралей модельной установки.
Бесплатно
Применение раскрашенных временных сетей Петри для моделирования цементного производства
Статья научная
Целью работы является создание модели сложного распределенного объекта - цементного производства на основе раскрашенных временных сетей Петри, ее анализ и оценка с точки зрения эффективности и достоверности. В работе рассмотрены различные виды сетей Петри, способы их задания и динамика работы. Для раскрашенных временных сетей Петри сформулирован алгоритм функционирования в матричной форме. На основе раскрашенных временных сетей построена математическая модель, позволяющая спрогнозировать объем цементного производства за определенный период. Модель реализована на языке программирования C++. Проведено сравнение результатов моделирования с фактическими данными. Установлено, что реализованная модель с достаточной точностью предсказывает объем выпуска продукции цементного производства. Разработанные методы работоспособны и применимы в моделировании производственных процессов в составе автоматизированной системы управления технологическими показателями.
Бесплатно
Применение современных маркетинговых концепций в модернизации системы здравоохранения Палестины
Статья научная
Приведены результаты анализа системы здравоохранения Палестины, выдвинуты конкретные маркетинговые мероприятия, направленные на достижение целей модернизации отрасли на макро- и микроэкономических уровнях, определена экономическая и социальная эффективность предлагаемого комплекса маркетинговых мер.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Совершенствование расчётных методик объектов машиностроения - актуальная и востребованная задача. В полной мере это относится и к методикам расчёта на прочность цельносварных газоплотных конструкций котлоагрегатов. Нормативные расчётные методики основаны на упрощённых моделях, имеющих ограниченные возможности для оптимизации этих конструкций. Низкая точность расчёта, присущая таким методикам, неприемлема в условиях реального проектирования, когда перед инженером стоят задачи разработки в сжатые сроки конкурентоспособных конструкций, то есть снижения металлоёмкости при обеспечении прочности этих конструкций и ограниченном времени разработки. Использование упрощенных моделей было оправдано в прошлом, в условиях недостаточного развития компьютерной техники. Применение наиболее совершенных методик, основанных на компьютерном моделировании, позволяет повысить точность расчётов, обеспечить оптимизацию таких конструкций, улучшить качество проектирования. Цель данного исследования - разработка новой специальной методики расчёта на прочность цельносварных газоплотных конструкций, основанной на компьютерном моделировании, с применением наиболее совершенных методик моделирования мембранного экрана и факторов, воздействующих на него. Сопутствующей задачей авторов статьи являлась верификация разработанной методики на основе сравнения результатов расчётов с применением разработанной методики и нормативного метода.Материалы и методы. Разработанная методика основана на замене мембранного экрана ортотропной пластиной или оболочкой. Использованы компьютерное моделирование с применением метода конечных элементов цельносварных газоплотных конструкций и воздействий, которым они подвержены в процессе эксплуатации, а также эффективный метод оценки технического состояния этих конструкций.Результаты исследования. Разработана новая двухэтапная методика расчёта на прочность цельносварных газоплотных конструкций котлоагрегатов, получившая патент на изобретение. Проведено сравнение результатов расчётов по предложенной методике и по нормативному методу. Показано, что предложенная методика позволяет повысить точность моделирования и расчёта. Погрешность расчёта цельносварных газоплотных конструкций котла большой мощности снижена более чем на 30 % для рекомендованных шагов между поясами жесткости. Для подкреплённых специальным образом мембранных экранов с шагами, превышающими допустимые значения, снижение погрешности достигает 70 % и выше.Обсуждение и заключение. Разработанная методика используется при моделировании и расчёте цельносварных газоплотных конструкций. Применение ее позволяет оптимизировать шаг между поясами жесткости конструкции опорных и соединительных узлов газоплотных экранов. По результатам применения двухэтапной расчётной методики были разработаны новые конструкции, получившие патенты на изобретения. Разработанная методика применяется в реальном проектировании котлоагрегатов с 2014 года
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено применение стробоскопического отображения Пуанкаре для восстановления невозмущенной траектории движения динамической системы в случае возмущения в виде аддитивных помех амплитудного характера и при отсутствии априорных сведений о частоте восстанавливаемого сигнала.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы применения теории Марковских процессов для принятия эффективных управленческих решений на основе моделирования бизнес-процессов на промышленном предприятии.
Бесплатно
Применение трансреакторов в устройствах измерения токов короткого замыкания
Статья научная
Теоретически и экспериментально подтверждено положение о том, что трансреакторные преобразователи с магнитодиэлектрическими магнитопроводами на основе порошков карбонильного железа имеют линейную передаточную характеристику по амплитудным значениям во всем диапазоне изменения значений реальных токов. Рассмотрены особенности функциональной схемы линейного измерителя периодической составляющей тока короткого замыкания.
Бесплатно
Применение уравнений нейтрального равновесия к задаче о цилиндре, сжатом боковым давлением
Статья научная
Рассматривается задача потери устойчивости полого кругового цилиндра. Используется теория малых деформаций, наложенных на конечную. Докритическое начальное напряженное состояние неоднородное. Закон состояния определен соотношением Блейтц–Ко.
Бесплатно
Применение численных фундаментальных решений в методе точечных источников поля
Статья научная
Целью работы является получение интегрального уравнения, с помощью которого, используя известное фундаментальное решение другого уравнения, возможно численным методом найти фундаментальное решение линейного уравнения эллиптического типа. Вводится понятие численного фундаментального решения (ЧФР). Полученные таким образом численные фундаментальные решения (ЧФР) могут быть использованы при решении краевых задач для уравнений эллиптического типа различной размерности с помощью метода точечных источников поля (МТИ). Результатом работы является создание эффективного численного метода решения краевых задач с использованием ЧФР. Это позволяет расширить круг решаемых с помощью МТИ задач. Таким образом, МТИ выступает в качестве универсального численного метода при решении краевых задач для линейных уравнений эллиптического типа. Особенно эффективно применение предложенного способа при решении трехмерных задач Дирихле для уравнений со сферически симметричными фундаментальными решениями. В качестве тестовой задачи предложенным способом решено уравнение Шредингера для одномерного квантового осциллятора. Показано, что, используя фундаментальные решения уравнения Шредингера, полученные численно, удается найти собственные значения и собственные функции квантового осциллятора. Найденные собственные функции осциллятора соответствуют известным аналитическим решениям квантовой задачи. В качестве другого тестового примера решается двумерная краевая задача для уравнения Гельмгольца. В этом случае предварительно находится численное фундаментальное решение для уравнения Гельмгольца. Вычислены зависимости погрешности численного решения от числа узлов в области решения задачи. На основании полученных результатов делается вывод о перспективности предложенного численного метода.
Бесплатно
Применение экспертных систем в системе управления безопасностью труда на предприятиях машиностроения
Статья научная
Проведен анализ применения экспертных систем в области безопасности труда на предприятиях машиностроения. Обоснована эффективность использования этих систем. Представлены процедурные цепи принятия решения с учетом гибких стратегий управления.
Бесплатно
Пример оценки близости управлений, синтезированных на основе принципа максимума и метода АКАР
Статья научная
Введение. Рассмотрен частный случай синтеза одной и той же электромеханической системы управления методом максимума Понтрягина и методом синергетического синтеза. В качестве задачи была определена задача синтеза оптимальной по быстродействию электромеханической системы позиционирования, при этом момент сопротивления движению линейно зависел от выходной координаты системы. Этот подход к выбору задачи синтеза был обусловлен тем, что синтез оптимальных по быстродействию систем является одной из самых широко распространенных задач, которая решается при повышении эффективности действующих систем управления.Материалы и методы. Синтез оптимальной по быстродействию линейной системы управления на основе принципа максимума — широко распространенная задача в современной теории управления. Однако процедура синергетического синтеза такой формализации не имеет. Исходя из этого, в статье предложен подход, сближающий эти два метода, который, по мнению авторов, позволит повысить эффективность метода синергетического синтеза, добавив в него некоторые особенности методологии синтеза оптимальных систем...
Бесплатно
Статья научная
Поставлена и решена задача оптимального выбора конструктивных параметров элементов приводов зерноуборочных комбайнов, когда эти элементы реализуются с помощью клиноремённых и гидравлических передач. Для этого использован принцип минимакса, реализованный с помощью метода оптимального проектирования параметров динамических систем в пространстве состояний под действием переменных нагрузок. Для формирования пространства состояний использована ранее полученная автором теоретическая модель динамической системы привода комбайна с нелинейными неголономными связями первого порядка.
Бесплатно
Статья научная
Представлена концепция создания нанокристаллических ферромагнетиков методами порошковой металлургии. Рассмотрено применение магнитно-мягких аморфных сплавов и низкотемпературных технологических связок для получения полусухим прессованием с последующей термообработкой магнитопроводов с достаточной механической прочностью и требуемым комплексом электромагнитных свойств.
Бесплатно
Статья научная
Описаны принципы построения и функционирования системы наблюдения за станками в компьютеризированном производстве. В центре внимания - состояние инструментов и управление инструментальным обеспечением. Предложенный подход ориентирован на создание условий для эффективного функционирования и управления состоянием инструментов с помощью системы знаний блока ИНСТРУМЕНТ смарт-паспорта станка. Архитектура блока представлена совокупностью модулей, в число которых входят регистрирующий модуль, модуль наблюдений за изменениями состояний инструментов и управления, модуль мониторинга и др. Новация данной работы - введение понятий нечёткой границы и пограничных полос размерного износа и общей стойкости инструментов на базе представлений теории нечётких знаний. Использование этих понятий связано с необходимостью адаптации режимов резания и принятия решений в зависимости от состояния инструмента и его влияния на точность обработки детали.
Бесплатно
Принципы организационно-технологического проектирования роботизированных сварочных комплексов
Статья научная
Сформулированы принципы организационно-технологического проектирования роботизированных технологических комплексов для изготовления крупногабаритных, пространственных, нежестких конструкций с большим количеством коротких швов. Рассмотрен алгоритм процесса проектирования роботизированных сварочных комплексов.
Бесплатно
Принятие решений по технологической регулировке комбайна на основе нечеткого логического вывода
Статья научная
Рассматривается механизм нечеткого логического вывода интеллектуальной информационной системы (экспертной системы), предназначенной для принятия решений по технологической регулировке сложных уборочных машин.
Бесплатно
