Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1552
Рационализация шнекового рабочего органа для отжима сока из зеленых растений
Статья научная
Рассмотрен процесс отжима сока на шнековом прессе, проведен анализ недостатков конструкции и выбрано направление ее рационализации. Рабочий орган прошел испытания. Получены результаты, подтверждающие эффективность разработанной конструкции.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты экспериментальных исследований по формированию рациональной подсистемы операций и технических средств для повышения эффективности функционирования воздушно-решетной очистки зернокомбайна.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Широкое использование пьезоматериалов в различных отраслях стимулирует изучение их физических характеристик и обусловливает актуальность таких изысканий. В рассматриваемом случае модальный анализ позволяет определить рабочую частоту и коэффициент электромеханической связи пьезоэлементов различных устройств. Эти индикаторы представляют серьезный теоретический и прикладной интерес. Цель исследования - разработка численных методов для решения задачи определения частот резонанса в системе упругих тел. Для достижения цели нужны новые подходы к дискретизации задачи на основе метода конечных элементов и выполнение программной реализации выбранного метода на языке С# на платформе .net. Актуальные решения созданы в контексте библиотеки классов комплекса ACELAN-COMPOS. Основанные на обращении матриц известные методы решения обобщенной задачи на собственные значения неприменимы к матрицам большой размерности. Для преодоления этого ограничения в представленной научной работе реализована логика построения матриц масс и созданы программные интерфейсы для обмена данными о задачах на собственные значения с модулями пре- и постпроцессинга.Материалы и методы. Для реализации численных методов задействовали платформу .net и язык программирования C#. Валидация результатов исследования проводилась путем сравнения найденных значений с решениями, полученными в известных CAЕ-пакетах (англ. computer-aided engineering - компьютеризированная инженерия). Созданные подпрограммы оценивались с точки зрения производительности и применимости для задач большой размерности. Проводились численные эксперименты с целью валидации новых алгоритмов в задачах малой размерности, которые решаются известными методами в MATLAB. Далее подход тестировали на задачах с большим числом неизвестных и с учетом распараллеливания отдельных операций. Чтобы избежать нахождения обратной матрицы, программно реализовали модифицированный метод Ланцоша. Рассмотрели форматы хранения матриц в оперативной памяти: триплеты, CSR, СSC, SKyline. Для решения системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) задействовали итерационный симметричный метод LQ, адаптированный к этим форматам хранения.Результаты исследования. Разработаны новые расчетные модули, интегрированные в библиотеку классов комплекса ACELAN-COMPOS. Проведены расчеты для определения применимости различных форматов хранения разреженных матриц в оперативной памяти и различных методов реализации операций с разреженными матрицами. Графически визуализирована структура матриц жесткости, построенных для одной и той же задачи, но с различной перенумерацией узлов конечноэлементной сетки. Применительно к задаче теории электроупругости обобщены и представлены в виде таблицы данные о времени, необходимом на выполнение базовых операций с матрицами жесткости в различных форматах хранения. Установлено, что перенумерация узлов сетки дает существенный прирост производительности даже без изменения внутренней структуры матрицы в памяти. С учетом поставленных задач исследования названы преимущества и слабые стороны известных форматов хранения матриц. Так, CSR оптимален при умножении матрицы на вектор, SKS - при обращении матрицы. В задачах с числом неизвестных порядка 103 выигрывают в скорости итерационные методы решения обобщенной задачи на собственные значения. Оценивалась производительность программной реализации метода Ланцоша. Измерялся вклад всех операций в общее время решения. Выяснилось, что операция решения СЛАУ занимает до 95 % от общего времени работы алгоритма. При решении СЛАУ симметричным методом LQ наибольшие вычислительные затраты нужны для умножения матрицы на вектор. Для увеличения производительности алгоритма прибегли к распараллеливанию с общей памятью. При использовании восьми потоков производительность выросла на 40-50 %.Обсуждение и заключение. Полученные в рамках научной работы программные модули были внедрены в пакет ACELAN-COMPOS. Оценена их производительность для модельных задач с квазирегулярными конечноэлементными сетками. С учетом особенностей структур матриц жесткости и масс, получаемых при решении обобщенной задачи на собственные значения для электроупругого тела, определены предпочтительные методы для их обработки.
Бесплатно
Реализация кластерного подхода как детерминанта инновационного развития регионов
Статья научная
Рассмотрен процесс реализации кластерного подхода как одного из перспективных направлений развития региональной экономики. Даётся оценка роли кластеров в инновационном развитии регионов. Анализируется перспективность применения кластерного подхода в России.
Бесплатно
Реализация нечёткого выбора оборудования в системе проектирования информационной сети
Статья научная
Рассматривается реализация процесса выбора оборудования в системе проектирования информационной сети на основе нечётких критериев. Выбор осуществляется в реляционной базе данных посредством нечётких SQL-запросов, формируемых в программной оболочке системы проектирования. Предложен алгоритм формирования нечётких SQL-запросов. Приведён пример построения нечёткого запроса для выбора наилучшего по соотношению цены и качества оборудования. Представлен фрагмент графического интерфейса системы, содержащий окно выбора оборудования. Описанный способ выполнения нечётких запросов применим для реализации нечёткого поиска в различных предметных областях, не требует от пользователя дополнительных знаний в нечёткой логике, автоматизирует процесс формирования функций принадлежности термов лингвистической переменной. Направление дальнейшей работы будет связано с расширением возможностей интерфейса системы по непосредственному конструированию нечётких запросов пользователем.
Бесплатно
Реализация принципов организационно-технологического проектирования роботизированных комплексов
Статья научная
Изложен опыт создания роботизированных сварочных технологических комплексов (РТК) с использованием принципов организационно-технологического проектирования. Рассмотрены организация, технология и оборудование участка сварки барабанов роторной жатки комбайна «Дон-680».
Бесплатно
Реализация принципов проектирования и анализа свойств поликомпонентных композиционных материалов
Статья научная
Представлены результаты исследования свойств поликомпонентных порошковых материалов, формируемых из отдельных ингредиентов в факторном пространстве «состав-свойства» на плоской симплексной диаграмме. При этом на основе общих принципов построения информационно-аналитической системы (ИАС) найдено решение частных задач проектирования и анализа свойств композиционных материалов систем , , для изделий машиностроения.
Бесплатно
Реализация стратегии и тактики маркетинга дошкольных сервисов на основе модульно-сетевого подхода
Статья научная
Рассматриваются разработанные в зарубежной и отечественной науке положения маркетинга образовательных услуг. Доказано, что первые этапы освоения маркетингового подхода в данной сфере уже пройдены, однако самостоятельная маркетинговая концепция функционирования системы дошкольного образования не разработана.
Бесплатно
Реализация цифровой модели тепловых характеристик на основе температурного поля
Статья научная
Введение. Компьютерное моделирование позволяет инженерам принимать обоснованные проектные решения за счет точной оценки тепловых характеристик объектов проектирования. Актуальным направлением научных исследований и разработок является реализация технологии цифровых двойников в процессе проектирования технических объектов. Для этого необходимо разрабатывать компьютерные модели, точность которых соответствует требованиям, предъявляемым к цифровым двойникам. Однако в научной литературе недостаточно широко представлены результаты исследований, направленных на реализацию технологии цифровых двойников в процессе проектирования. В основном рассматриваются общие вопросы, связанные с применением цифровых двойников в различных отраслях промышленности. Поэтому целью данного исследования явилась разработка цифровой модели и сравнительный анализ точности расчетов тепловых характеристик объекта проектирования.Материалы и методы. В качестве основного инструмента для проведения исследования выступает предложенная авторами методика разработки компьютерной модели тепловых характеристик для реализации технологии цифровых двойников. Численное решение реализовано путем построения тепловой модели для расчета температурного поля на основе метода конечных элементов в системе инженерного анализа «Ansys» от компании «Ansys Inc» (США). Для аналитического решения применяется разработанная на основе метода пространства состояний компьютерная модель тепловых характеристик, реализованная в модуле «Ansys Twin Builder». Модель пространства состояний приводится в соответствие с поведением исходной тепловой модели путем приближения передаточной функции к пошаговому отклику тепловой нагрузки с применением метода векторной аппроксимации во временной области. Верификация построенной аналитической модели выполнялась в системе инженерных расчетов «MATLAB» от компании «The MathWorks» (США). Исследования проводились для станка модели 400V производства предприятия ООО «НПО «Станкостроение» г. Стерлитамак (Россия).Результаты исследования. Разработана цифровая модель, позволяющая с высокой точностью выполнить расчет тепловых характеристик объекта проектирования. Результаты сравнительного анализа показывают высокую степень соответствия значений тепловых характеристик, полученных с помощью предложенной цифровой модели, результатам численного моделирования. Максимальная погрешность расчета тепловых характеристик не превышает 0,1 °C.Обсуждение и заключение. Компьютерное моделирование, сочетающее численные методы расчета и научный подход, основанный на технологии цифровых двойников, позволяют получить результат максимально приближенный к результатам экспериментов. Предложенная в исследовании цифровая модель является эффективным решением, поскольку позволяет выполнить расчеты для оценки тепловых характеристик в режиме реального времени, что является одним из важнейших требований при реализации технологии цифровых двойников.
Бесплатно
Статья научная
Представлены современные аспекты развития системы государственного регулирования производственной сферы. Построена система государственных органов управления как основа разработки и организации государственной политики в сфере охраны окружающей среды. Разработана государственная система регулирования процесса экологизации производственной сферы на региональном уровне. Проанализированы основные направления по развитию экологизации производственной сферы.
Бесплатно
Региональный центр здоровьесбережения в сфере образования
Статья научная
Разработка «новых технологий, механизмов и регламентов отслеживания и поддержки здоровья школьников» определена в качестве одного из приоритетных направлений развития отечественного образования в национальной образовательной стратегии «Наша новая школа». Пилотный проект Министерства общего и профессионального образования Ростовской области направлен на создание глобального здоровьесберегающего образовательного пространства в Ростовском регионе. Центральным элементом пилотного проекта является функционирование Регионального центра здоровьесбережения в сфере образования Ростовской области. Это первый в РФ здоровьесберегающий центр в системе образования регионального уровня, выступающий координационным центром здоровьесберегающих школ Ростовской области и направленный на решение комплекса задач — организационных, мониторинговых, методических, экспертных, информационных. Создание Регионального центра здоровьесбережения в сфере образования выводит Ростовскую область в лидеры в сфере здоровьесберегающей педагогики.
Бесплатно
Статья научная
Описывается цифровой измерительный прибор, предназначенный для измерения кинематических параметров электродвигателей приводов технологического оборудования. Данный измерительный прибор разработан на базе современного микроконтроллера с реализацией принципа раздельной архитектуры системного программного обеспечения.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рассмотрена дуговая наплавка путем подачи дополнительной присадочной проволоки, подогреваемой дополнительной дугой, горящей между присадочной и электродной проволокой. В условиях такой наплавки исследована минимизация поступления металла переплавляемой подложки в наплавляемый металл. Цели работы: изучение условий, обеспечивающих саморегулирование данного перспективного процесса дуговой наплавки, а также оценка возможности управления мощностью теплового воздействия на металл и на поток наплавляемого металла.Материалы и методы. При решении широкого круга задач сварки и наплавки целесообразно использовать методы инженерного анализа, основанные на физико-математическом моделировании процессов и явлений. К их числу относятся:саморегулирование дугового процесса при совместном плавлении электродной и присадочной проволок;оценка возможности управления мощностью теплового воздействия на металл и на поток наплавляемого металла при формировании наплавочной ванны.В работе рассмотрены особенности дуговой наплавки антикоррозионных хромоникелевых сталей на низколегированную сталь.Результаты исследования. Предложены новые математические зависимости, описывающие физические явления при наплавке с дуговым взаимодействием между электродной и присадочной проволокой. Разработана физико-математическая модель совместного плавления электродной и присадочной проволок. Она позволяет определять значения регулирующих параметров. Кроме того, можно узнать, с какой мощностью на подложку воздействует тепло от:тепловыделения в основной дуге,потоков капель наплавляемого электродного и присадочного металла,излучения плазмы дуг.Обсуждение и заключения. Установлено, каким образом на ток и длины основной и дополнительной дуг воздействуют напряжения питания. Определена скорость подачи электродной и присадочной проволок диаметром 1,6 мм и 1,2 мм из сплава Inconel 625. Показано, какое тепловое воздействие в этом случае испытывает подложка. Отмечено, что ввиду большего значения тока основной дуги диаметр электродной проволоки должен быть больше, чем у присадочной. Тепловой поток в подложке создается преимущественно потоком капель наплавляемого металла.
Бесплатно
Регулирование инвестиционной деятельности как фактор управления региональным развитием
Статья научная
Исследованы актуальные вопросы государственного регулирования инвестиционной деятельности на региональном уровне управления. Рассмотрены возможности применения в инвестировании программно-целевого подхода и направления совершенствования региональной инвестиционной политики.
Бесплатно
Режимы одноцепных воздушных линий электропередачи 110-330 кВ с использованием резервной фазы
Статья научная
Для повышения надёжности работы воздушных линий электропередачи предлагается использовать резервную фазу, резервирующую любой из повреждённых фазных проводов и позволяющую производить пофазную плавку гололёдно-изморозевых отложений при сохранении бесперебойности электроснабжения потребителя. Проведён анализ режимов и последующее обоснование, исходя из полученных данных, возможности применения на воздушных линиях классом напряжения 110—330 кВ резервной фазы без существенного нарушения качества электроэнергии. В качестве резервной фазы используется грозозащитный трос с параметрами фазного провода и фазной изоляцией, использующийся в грозовые сезоны для защиты воздушных линий от грозовых перенапряжений, а в остальное время — в качестве четвёртого резервного провода. В программе Matlab (Simulink) разработана электродинамическая модель и проанализированы параметры режима работы воздушной линии при использовании четвёртого провода в качестве резервной фазы.
Бесплатно
Результаты гендерного анализа образовательного процесса технического вуза
Статья научная
Представлены результаты гендерного анализа образовательного процесса технического вуза. Гендерный анализ проводится поэтапно, характеризуется чётко структурированной схемой. В рамках данного исследования гендерный анализ представляется составной частью гендерной стратегии технического университета. Он позволяет выявить уровень гендерной чувствительности основных составляющих образовательного процесса. Гендерная стратегия вуза обоснована и рассматривается как практический механизм реализации идей и принципов гендерного подхода в образовательной практике учебных заведений высшего звена. Автором разработана шкала оценки гендерной чувствительности образовательного процесса вуза и обоснованы критерии, которые необходимо учитывать, проводя гендерный анализ. С этой точки зрения исследовались интеракции субъектов образовательного процесса, содержание учебного материала, научно-исследовательские интересы студентов и студенток, системы методов и приёмов работы со студенческой молодёжью. В результате выявлен ряд важных гендерных проблем образовательного процесса технического вуза — в частности, низкий уровень гендерной чувствительности названных выше объектов исследования.
Бесплатно
Результаты микрометражных исследований деталей тестоделительных машин вакуумного типа
Статья научная
Введение. В настоящее время на производствах с объемом выпуска до 4 000 булок в день используются тестоделительные машины вакуумного типа. В процессе эксплуатации тестоделительного устройства из-за износов рабочих поверхностей поршня, камеры, барабана зазор между ними выходит за величину, равную 50 мкм, при которой обеспечивается вакуум во всасывающей камере. В результате этого процесс всасывания становится нестабильным, тестоделительное устройство нарушает точность развесовки хлебобулочных изделий. Ремонт такого оборудования проводится в основном с использованием полной или частичной замены изношенных деталей и узлов на новые. Для повышения их долговечности возникает потребность в разработке новой высокоэффективной технологии с восстановлением изношенных поверхностей деталей сварочнонаплавочными методами.Материалы и методы. Представлена новая методика определения количества объектов для исследования с использованием программы «Статистика». Определены поверхности износа деталей тестоделительных машин вакуумного типа.Результаты исследования...
Бесплатно
Результаты экспериментальных исследований ротационного рыхлителя почвы
Статья научная
Приведены результаты экспериментальных исследований бесприводного ротационного рыхлителя почвы. Даны рекомендации по выбору его конструктивных параметров.
Бесплатно
Результаты экспериментов по смешиванию сыпучих материалов в вибрационном смесителе
Статья научная
Представлены результаты экспериментов по определению энергии на вибрационное смешивание сыпучих материалов. На основе теоремы Карно о не вполне упругом ударе построена зависимость энергии смешивания от параметров вибрации и механических свойств материала.
Бесплатно
Реконструкция дефектов в слоистых композитах
Статья научная
Предлагаются методы реконструкции двух типов дефектов в слоистых композитах: расслоений (интерфейсные трещины) и разрывов слоев (поперечные трещины). Обратные геометрические задачи реконструкции трещин сводятся к решению последовательности систем граничных интегральных уравнений (ГИУ), полученных на основе принципа взаимности работ при установившихся колебаниях исследуемых образцов. Решение ГИУ проводится на основе сочетания метода конечных элементов (МКЭ), метода граничных элементов (МГЭ) и метода регуляризации А.Н. Тихонова. Дополнительной информацией для решения обратных задач служит поле смещений, измеренное на части внешней границы тела, свободной от механических напряжений. Рассмотрены численные примеры идентификации расслоений и разрывов в рамках плоской задачи теории упругости.
Бесплатно
