Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don) @vestnik-donstu
Статьи журнала - Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)
Все статьи: 1615
Статья научная
Введение. Современные тенденции в строительстве, связанные с оптимизацией массы и материалов, требуют точных методов расчёта напряжённо-деформированного состояния, в частности для балок переменной жёсткости. Аналитический расчёт напряжённо-деформированного состояния таких балок сопряжён со значительными трудностями, что ограничивает его практическое применение. Для решения подобных задач широко используются численные методы, в частности метод конечных элементов (МКЭ), при этом закон изменения жёсткости обычно аппроксимируется ступенчатой (дискретной) функцией. Цель настоящей работы — разработать подход на основе кусочно-линейной аппроксимации жёсткости. Линейная аппроксимация жёсткости обеспечивает оптимальное соотношение точности, сложности и вычислительных ресурсов. Предлагаемый подход обеспечивает существенно более высокую точность по сравнению с традиционной дискретной аппроксимацией при сопоставимой вычислительной сложности — это позволяет адекватно моделировать как плавные градиенты жёсткости, так и резкие её изменения. Материалы и методы. В первом приближении матрица жесткости одномерного балочного конечного элемента с линейно изменяющейся изгибной жесткостью получена на основе вариационной формулировки задачи. Точная матрица жесткости — методом непосредственного интегрирования дифференциального уравнения изгиба балки. Точные решения в примерах расчета получены с применением программного комплекса Maple. Численное решение, с использованием метода конечных элементов, реализовано в разработанной автором программе на языке программирования Python. Результаты исследования. В ходе исследования были получены приближенная и точная матрицы жесткости балочного конечного элемента, а также вектор узловых реакций (нагрузок) от распределенных нагрузок. Эффективность предложенного подхода продемонстрирована на примерах численного расчета. При этом результаты, полученные методом конечных элементов, верифицированы посредством аналитических вычислений. По итогам проведённых расчётов были выработаны рекомендации и критерии для использования точной или приближенной матрицы жесткости. Обсуждение. Конечные элементы, учитывающие линейное изменение жесткости по длине, позволяют повысить точность получаемых результатов и снизить степень дискретизации расчетной схемы более чем в два раза. Приближенная матрица демонстрирует хорошую сходимость при плавном изменении жесткости по длине. В подобных случаях также допустимо применять дискретную аппроксимацию. Точная матрица позволяет с малой погрешностью рассчитывать ситуации, в которых жесткость в пределах балки изменяется на несколько порядков. Классическая дискретная аппроксимация в таких случаях не обеспечивает высокой точности результатов расчета. Заключение. В данной работе были получены матрицы жесткости конечных элементов с учетом линейного изменения жесткости по длине. Их вывод осуществлен двумя методами: на основе вариационной постановки задачи и путём непосредственного интегрирования дифференциального уравнения изгиба. Полученные матрицы позволяют выполнять более точный анализ напряжённо-деформированного состояния балок переменной жесткости. Они обладают аналитическим видом, что упрощает их внедрение в существующие программные комплексы. Дальнейшие исследования будут направлены на применение этих матриц к расчёту железобетонных балок с учетом физической нелинейности, а также на решение задач устойчивости и динамики балок переменной жесткости.
Бесплатно
Точность срабатывания адаптивной фрикционной муфты с раздельным силовым замыканием
Краткое сообщение
За счёт раздельного силового замыкания пар трения основной и дополнительной фрикционной группы выявлена возможность увеличения коэффициента усиления обратной связи и точности срабатывания адаптивной фрикционной муфты. Нагрузочная характеристика адаптивной фрикционной муфты представлена в форме кривой, монотонно возрастающей в полном интервале изменения величины коэффициента трения. Полученные результаты по трём вариантам варьирования переменных величин параметров адаптивной фрикционной муфты показали, что для достижения наибольшей точности срабатывания муфты с раздельным силовым замыканием, выполненной по второму варианту, необходимо принимать максимально возможное число пар трения основной фрикционной группы и максимальную величину коэффициента усиления.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены особенности процесса транснационализации в сфере производства и распределения туристических услуг, определены исторические формы отраслевых транснациональных корпораций, специфика их организационной структуры и хозяйственного функционирования. Дано современное определение транснационализации как тренда развития мирового туристического рынка, факторы и условия ее интенсификации.
Бесплатно
Трансфер инноваций: организация и управление инфраструктурными элементами
Статья научная
Рассмотрена система трансфера инноваций в аспекте интегрирования её разрозненных инфраструктурных звеньев. Предлагается методика формирования института инновационного брокерства как наиболее эффективного инструмента управления нововведениями. Проанализированы региональная специфика и организационное устройство инновационной инфраструктуры на примере Ростовской области.
Бесплатно
Трение и изнашивание фторопластсодержащих композитов (обзор)
Статья обзорная
Описывается композиционная структура, особенности трения и изнашивания антифрикционного полимерного фторопластсодержащего покрытия.
Бесплатно
Трехмерная интегральная модель сухого трения для движения прямоугольного корпуса
Статья научная
Введение. Исследуется трехмерная модель сухого трения при взаимодействии прямоугольного тела и горизонтальной шероховатой поверхности. Предполагается, что отрыв корпуса от горизонтальной поверхности отсутствует. Движение тела происходит в условиях комбинированной динамики, когда помимо продольного движения тело участвует в верчении.Материалы и методы. Предложены дробно-линейные аппроксимации Паде, которые заменили громоздкие аналитические выражения, наиболее точно описывающие движение тел по шероховатым поверхностям. Предложены новые математические модели, описывающие скольжение и верчение тел с прямоугольным основанием.Результаты исследования. Разработаны и научно обоснованы аналитические выражения главного вектора и момента сил трения для прямоугольных площадок контакта. Разработана модель трения, которая учитывает взаимосвязь между скоростями скольжения и верчения, позволяющая находить решения для зависимостей Паде. После численного решения уравнений движений, получены и построены зависимости скорости скольжения и угловой скорости от времени. Построены графики зависимостей сил трения и их момента от угловой скорости и скорости проскальзывания, которые позволили сравнить интегральную и нормированную модели трения. Результаты сравнения показали хорошее соответствие интегральной модели и модели на основе аппроксимаций Паде.Обсуждение и заключения. Полученные результаты позволяет учесть динамическую связь компонентов, которая определяет силовое взаимодействие прямоугольного корпуса и горизонтальной поверхности. Эти результаты могут быть использованы в мобильной робототехнической сфере. Анализируемое движение корпуса происходит за счет управления движением материальной точки внутри корпуса. Такие мобильные роботы могут использоваться при решении широкого класса задач: при создании автономных роботов для исследования космического пространства и планет; при диагностике и лечении в части прохождения по сложным структурам вен и артерий; при исследованиях под водой, в местах больших перепадов температур; при подземных работах.
Бесплатно
Трехмерная контактная задача о взаимодействии упругого слоя с двумя штампами при учете трения
Статья научная
Изучены пространственные контактные задачи для упругого слоя конечной толщины, в одну грань которого симметрично вдавливаются два одинаковых жестких эллиптических штампа с учетом трения при разных типах граничных условий на другой грани. Задачи сведены к интегральным уравнениям относительно контактного давления, которые решены методом Галанова.
Бесплатно
Трехмерная механическая модель для описания больших упругих деформаций при одноосном растяжении
Статья научная
Предложена трехмерная механическая модель для описания больших деформаций нелинейно-упругих тел. Модель отражает различные случаи анизотропии: ортотропный, трансверсально-изотропный, а также изотропный материалы. Рассмотрено одноосное растяжение. Изучены две характеристики нелинейного материала: аналоги модуля Юнга и коэффициента Пуассона. Анализируется влияние внутренних параметров модели на характеристики материала.
Бесплатно
Трехуровневая модель складского хозяйства предприятий технического сервиса
Статья научная
Предложена модель трехуровневой системы организации складского хозяйства в структуре АПК на базе статистики отказов зерноуборочных комбайнов
Бесплатно
Триботехнические свойства экспериментальных твёрдых сплавов с модифицированной кобальтовой связкой
Статья научная
Введение. Работа посвящена исследованию триботехнических характеристик экспериментальных твёрдых сплавов с модифицированной связкой при трении без смазки по труднообрабатываемым в процессе резания материалам - нержавеющей стали и титановому сплаву. Целью исследований является оценка процесса фрикционного взаимодействия для каждой пары трения по ряду параметров и определение на основании установленных трибопоказателей оптимальных сочетаний «экспериментальный твёрдый сплав - конструкционный материал».Материалы и методы. Трибологические испытания твёрдых сплавов проводились по схеме трения «цилиндр-диск» для различных скоростей скольжения и температур при постоянной нагрузке без применения смазочного материала. Сравнение процесса фрикционного взаимодействия производилось по силе трения, объёмному износу и шероховатости дорожек трения на контртеле. В качестве материалов контртел применялись нержавеющая сталь 12Х18Н9Т и титановый сплав ВТ3-1. Определение устойчивости экспериментальных составов к абразивному виду изнашивания осуществлялось путём измерения поверхностной микротвердости на сканирующем нанотвердомере путём анализа толщины нанесенных индентором царапин.Результаты исследования. По результатам микроидентирования наибольшей микротвердостью характеризуется экспериментальные сплавы 2.22 (связка 5,65%Со+l,8%Mo+0,6%Ti) и 2.23 (связка 5,1%Со+2,7%Mo+0,61%Ti). Для этих материалов средняя ширина царапины при различных усилиях была минимальна. В ходе трибологических испытаний наилучшие характеристики были зафиксированы для нержавеющей стали в сочетании со сплавом 2.22 и для пары трения «титановый сплав ВТ3-1 - твёрдый сплав 2.23». Процесс трения для этого сочетания материалов характеризуется невысокими коэффициентами трения с низким уровнем флуктуаций, минимальным износом образцов и изменениями начального микрорельефа их поверхностей.Обсуждение и заключения. В результате исследований установлены оптимальные с точки зрения трибологического взаимодействия пары трения: «титановый сплав ВТ3-1 - твёрдый сплав 2.23» и «нержавеющая сталь 12Х18Н9Т - твёрдый сплав 2.22». Процесс фрикционного взаимодействия для данных сочетаний материалов характеризуется минимальным объёмным износом, что будет способствовать повышению износостойкости инструмента на участках упругого контакта на передней и задней поверхностях.
Бесплатно
Трибохимический аспект влияния износостойких покрытий на износ при резании
Статья научная
Расчетами теплоты реакций окисления карбидов и нитридов ряда металлов как элементов износостойких покрытий определена вероятность образования соответствующих оксидов базовых металлов в условиях резания. Для оценки эффективности покрытий из нитридов, карбидов и алюминидов, образующихся оксидов впервые вводится показатель защитности (коэффициент объема) соединения, экспериментальные данные окисления чистых металлов, двойных сплавов, в том числе и алюминидов, позволяют считать, что эффективность использования алюминидов Ti, Fe, Cu, Nb, Zr, Ni коррелирует с значениями их показателей защитности. Исследования резания твердых сплавов с покрытиям TiC, TiN и Al2O3 на воздухе и в атмосфере азота подтвердили эффективность этих покрытий при замедлении (торможении) трибохимических реакций на контакте.
Бесплатно
Трибоэлектрические явления и износ инструментальных материалов
Статья научная
Определены мощности объёмных источников тепла Томсона. Показано, что нагревающий объёмный источник способствует уменьшению доли суммарного потока, поступающего в пластину, и расширению зоны прогрева. Охлаждающий объёмный источник в пластине инструментального материала, наоборот, отводит из зоны контакта дополнительное количество тепла, увеличивая температурный градиент и снижая зону прогрева.
Бесплатно
Трёхмерная контактная задача для трансверсально изотропного тела
Статья научная
Изучена пространственная контактная задача с неизвестной областью контакта для трансверсально-изотропного упругого полупространства, граница которого перпендикулярна плоскостям изотропии. Жёсткость границы упругого тела зависит от направления, поэтому для кругового в плане штампа область контакта, как правило, не является круговой. Задача сведена к интегральному уравнению (ИУ) относительно контактного давления, ядро которого не содержит квадратур. Для решения ИУ применяется численный метод Галанова, позволяющий одновременно определить область контакта и давление в этой области. Простой вид ядра ИУ облегчает его регуляризацию, параметр которой зависит от шагов сетки и параметров анизотропии. Для отладки программы использовано известное точное решение задачи для штампа в форме эллиптического параболоида. Сделаны расчёты для разных трансверсально-изотропных материалов при внедрении конического и пирамидального штампов.
Бесплатно
Трёхмерная контактная задача о взаимодействии упругого клина с двумя штампами при учёте трения
Статья научная
В квазистатической постановке изучена пространственная контактная задача для упругого клина, в одну грань которого симметрично вдавливаются два одинаковых эллиптических в плане жёстких штампа с учётом трения. Другая грань клина свободна от напряжений. Область контакта считается неизвестной. Рассмотрены случаи движения штампов перпендикулярно ребру клина. При этом штампы могут приближаться к ребру или удаляться от него. При использовании известной функции Грина для трёхмерного клина контактная задача сведена к интегральному уравнению (ИУ) относительно контактного давления. Для решения ИУ применяется метод Галанова, позволяющий одновременно определить область контакта и давление в этой области. Сделаны расчёты при разных коэффициентах трения, углах раствора клина и расстояниях между штампами.
Бесплатно
Угловые селективные характеристики светопропускания решеточного оптического фильтра
Статья научная
Исследованы решеточные оптические фильтры с целью определения степени влияния геометрических параметров решеток на угловые характеристики светопропускания. Решетки образованы чередующимися пропускающими и поглощающими полосами. Относительное расположение двух решеток обеспечивает угловую селективность светопропускания. Для достижения поставленной цели разработан графоаналитический метод, позволяющий рассчитывать угловую характеристику светопропускания фильтра в виде зависимости коэффициента светопропускания от угла падения лучей. Установлено влияние характеристического угла фильтра (данный угол определяет сдвиг решеток на входной и выходной поверхностях), шагов полос (шаг полос на каждой решетке равен суммарной ширине двух соседних чередующихся полос) и кратности шагов (отношение шагов полос входной и выходной решеток) на угловые характеристики светопропускания. В диапазоне углов падения от 0° до 60° характеристики фильтров на участках убывания и возрастания коэффициента светопропускания эквидистантны, линейны и практически симметричны относительно характеристических углов фильтров. При больших углах падения эквидистантность, линейность и симметричность характеристик нарушаются. Полученные закономерности необходимо учитывать при определении геометрических параметров фильтров, удовлетворяющих требуемым для конкретной остекленной конструкции и заранее заданным угловым характеристикам светопропускания. Целесообразно применение фильтра в областях, где требуется регулирование светопропускания при изменении угла падения лучей вследствие движения источника света и/или остекленного объекта друг относительно друга, прежде всего в архитектурном остеклении.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рассматриваются порошковые антифрикционные материалы, применяемые в нефтегазовой промышленности. Особое внимание уделено материалам, обладающим эффектом самосмазываемости. Предлагается применение такого материала в узле трения одного из наиболее распространенных видов оборудования сервиса нефтегазовых скважин - плунжерном насосе высокого давления. Приводится конструктивная схема насоса с описанием модернизируемого узла, рассматриваются проблемы, возникающие при изготовлении и эксплуатации подшипниковой группы малой головки шатуна. Материалы и методы. С учетом опыта применения в машиностроении вкладышей подшипников из порошковых антифрикционных материалов подобран железографитовый пористый материал. Произведено изменение конструкции, учитывающее особенности работы самосмазывающихся материалов, позволяющее наиболее полно использовать их свойства. Рассматривается один из важнейших параметров работы подшипника скольжения - зазор между втулкой и валом. Подобрана посадка, обеспечивающая наибольшее прилегание втулки к валу по всей поверхности, что улучшает теплоотвод, способствует равномерному распределению нагрузки по поверхности трения и, тем самым, повышает работоспособность подшипникового узла. Результаты исследования. Предложен вариант изменения конструкции узла трения малой головки шатуна приводной части насоса с использованием самосмазывающегося подшипника из порошкового антифрикционного материала на основе железа. Предложенный подшипник удовлетворяет условиям нагружения рассматриваемого узла. Конструкция разработана с учетом условия самосмазываемости, что позволяет упростить изготовление шатуна, исключив необходимость изготовления смазочных отверстий в теле шатуна. Анализ предлагаемой модернизации проводится с применением 3D моделирования. Построенные модели позволяют наглядно оценить упрощение всей конструкции шатуна, изготовления входящих в него деталей, а также его сборки. Обсуждение и заключения. Полученные модели позволяют сделать вывод о целесообразности изменения конструкции подшипника для узла трения-скольжения малой головки шатуна плунжерного насоса высокого давления с учетом использования порошкового антифрикционного материала взамен существующего. Применение такого подшипника с эффектом самосмазывания позволит значительно упростить конструкцию шатунного узла.
Бесплатно
Улучшение качества дизельного двигателя с ограниченным теплоотводом
Статья научная
Приводятся результаты анализа по улучшению качества дизеля за счет ограничения теплоотвода. Рассматриваются особенности повышения степени влияния тепловой изоляции на основные параметры двигателя, возможность утилизации энергии отработанных газов.
Бесплатно
Статья научная
Изложена методика синтеза ультратонких пленок на сапфире методом лазерной абляции и результаты их исследования методом атомно-силовой микроскопии.
Бесплатно
Управление гражданской службой глазами «молодых» и опытных чиновников
Статья научная
Изложены некоторые результаты социологического исследования, проведенного в целях изучения отношения государственных гражданских служащих к процессам реформирования гражданской службы, формирования системы управления гражданской службой, выявления взаимосвязи между функционированием системы управления гражданской службой и изменением условий труда чиновников, выявления мнений гражданских служащих относительно степени эффективности работы регионального органа по управлению гражданской службой. Данные приведены в зависимости от стажа государственной гражданской службы опрошенных чиновников.
Бесплатно
Управление качеством при разработке программного обеспечения
Статья научная
Введение. В научной литературе рассматриваются разные подходы к менеджменту качества в сфере информационных технологий (ИТ). Проработаны вопросы выявления и исправления дефектов, показаны возможности их минимизации. Есть материалы об управлении качеством в сложных технологических процессах. Доказано, что работа с качеством цифровых продуктов требует в числе прочего прояснения вопросов качества кода. При этом нет детального описания управления качеством на каждом этапе жизненного цикла ИТ-продукта, включая тестирование. Отметим, что координация релизов (выпусков) программного обеспечения тесно связана с управлением качеством, однако данный процесс редко или фрагментарно рассматривается в литературе. К тому же не учитывается взаимодействие процессов, поэтому нет комплексного представления об управлении качеством при создании, тестировании и доработке программного обеспечения (ПО). Данное исследование призвано восполнить указанные пробелы. Его цель - представить комплексный подход, связывающий теорию, практику и методы управления качеством ПО.Материалы и методы. Исследована, проанализирована и отреферирована профильная теоретическая и прикладная литература. Задействован профессиональный опыт автора в управлении качеством ИТ-продуктов. Учтены практики глобальных поставщиков цифровых товаров и услуг. Автор использовал эти материалы и методы для детальной проработки вопросов тестирования ПО и развертывания кода.Результаты исследования. Сформирована, описана и представлена в виде схемы комплексная модель управления качеством при создании ПО. Выявлены ее взаимосвязи с моделью менеджмента проектов и жизненным циклом продукта, а именно: анализом, дизайном, разработкой, тестированием, развертыванием и поддержкой. Указаны принципы управления качеством на каждой из этих стадий. Систематизированы и представлены в виде схемы процессы и проверки при развертывании кода. Показаны их особенности в трех средах: при разработке, тестировании и производстве.Обсуждение и заключение. Алгоритм позволяет специалистам по качеству выстроить последовательность действий для исключения в будущем выявленных дефектов, понимания ситуации, когда можно (или нельзя) развертывать код и определения момента, когда следует передать ПО пользователю. Кроме того, предложенная схема может быть базой для автоматизации развертывания кода. Решение позволит сократить время на разработку. Как следствие, продукт быстрее выйдет на рынок, что ускорит окупаемость затрат. Внедрение в производственную практику ИТ-компаний модели, созданной в рамках данной научной работы, предполагает стратегические изменения. Их реализация требует значительных затрат времени и других ресурсов, поэтому общий процесс трансформаций следует разбить на части. Предложенный подход адаптируется под нужды различных организаций и продуктов. Можно работать с отдельными компонентами, чтобы создать оптимальный план для достижения целей по управлению качеством.
Бесплатно
