Статьи журнала - Инженерные технологии и системы
Все статьи: 2047
Моделирование квадратно-гнездового посева
Статья научная
Введение. Для пропашных культур оптимальной формой площади питания является квадратная, которая обеспечивается квадратно-гнездовым способом посева. В настоящее время из-за высокой металлоемкости и низкой производительности этот способ посева заменен на пунктирный. Но это не решает задачу рационального распределения семян на поле, и проблема точного размещения растений с оптимальной квадратной формой площади питания остается актуальной. Целью исследования является разработка и анализ имитационной модели квадратно-гнездового посева на основе алгоритма управления исполнительными механизмами секций сеялки с применением устройств для локального координирования посевного агрегата. Материалы и методы. Рассмотрен программируемый квадратно-гнездовой посев с применением локального координирования посевного агрегата и алгоритм для его осуществления. Описано построение имитационной модели посева в программной среде Simulink Matlab с обоснованием ее элементов. Учтены разброс семян в борозде и переменная величина скорости сеялки. Теоретически обосновано количество импульсов на один оборот вала энкодера. Результаты исследования. Построены графики пройденного пути, координаты позиций открытия заслонок и сигналов управления в зависимости от времени. Проведен анализ настроек энкодера. При изменении шага посева и координат первого открытия заслонок отклонение последнего гнезда семян варьируется в диапазоне от -2,6 ∙ 10-3 до 2,7 ∙ 10-3 м. С увеличением скорости сеялки от 1,5 до 3,0 м/с математическое ожидание отклонений гнезд семян увеличивается от 0,054 до 0,218 м, а коэффициент вариации снижается с 61,2 до 15,0 %. Обсуждение и заключение. Анализ имитационной модели квадратно-гнездового посева показал, что алгоритм управления исполнительными механизмами вместе с системой локального координирования работает адекватно и обеспечивает высокую точность размещения гнезд семян на поле. Определены зависимости оптимального количества импульсов на один оборот вала энкодера от заданного шага посева и радиуса путеизмерительного колеса. Выяснено, что величина максимального отклонения последнего гнезда семян не превышает 2,7 мм на 1 000 м (при x = 0,3 м и t = 0,7 м). Установлено, что точность распределения гнезд семян на поле определяется в большей степени скоростью сеялки, нежели настройками измерительного устройства.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Статья посвящена исследованию напряженно-деформированного состояния распределительной пары агрегатов объемного гидропривода и поиску путей повышения его долговечности. Материалы и методы. В процессе исследования были использованы общепринятые положения теорий трения, надежности, упругости, механизмов и машин, математического моделирования. Для моделирования напряженно-деформированного состояния была использована система инженерного анализа ANSYS. В качестве объектов исследования выбраны распределительные пары гидронасосов 313.3.112, ГСТ-112 и Sauer Danfoss 90R075. Результаты исследования. Получены значения действительных контактных напряжений и длительно действующей эксплуатационной нагрузки в распределительных парах агрегатов объемного гидропривода: для гидронасоса 313.3.112 - 26,93 МПа; для гидронасоса ГСТ-112 - 22,21 МПа; для гидронасоса Sauer Danfoss 90R075 - 27,12 МПа. Установлено, что наибольшим нагрузкам подвержена область, расположенная со стороны нагнетания. Это является причиной одностороннего износа сферических поверхностей, довольно часто встречающегося у снятых с эксплуатации агрегатов. Значения контактных напряжений в соединениях, упрочненных методом электроискровой обработки, в среднем на 1,4-9,4 % ниже, чем в неупрочненных. В процессе электроискровой обработки идет перераспределение напряжений по поверхности, что приводит к снижению эксплуатационной нагрузки в соединениях. Обсуждение и заключение. Проведенное исследование позволило смоделировать напряженно-деформированное состояние в новых и упрочненных распределительных парах агрегатов объемного гидропривода в эксплуатационных условиях, а также предложить пути повышения его долговечности. Установлено, что для повышения износостойкости ресурсолимитирующего соединения и, как следствие, долговечности агрегатов объемного гидропривода необходимо обеспечить в распределительных парах максимальную удельную нагрузку бóльшую, чем максимальная длительно действующая эксплуатационная нагрузка. Для решения данной задачи предложено создавать покрытия с высокими триботехническими свойствами методом электроискровой обработки.
Бесплатно
Моделирование параметров развития мясопродуктового подкомплекса Республики Мордовия
Статья научная
В статье дается прогноз состояния и предложены меры по оптимизации развития мясопродуктового подкомплекса Республики Мордовия.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Для ведения малых хозяйств актуальной является задача приспособления типовых комбикормовых агрегатов к местным кормам. Из семечек подсолнечника необходимо получать масло и жирный жмых для крупного рогатого скота. Универсальных прессов, которые подходили бы для этого, нет. Сложности вызывает и процесс измельчения жмыха. В связи с этим существует высокая необходимость в наборе специальных машин для данного вида операции. Цель исследования. Разработка математической модели приготовления подсолнечного жмыха на участке и комбикормов-концентратов на комбикормовом агрегате, которая позволит определять оптимальный участок и агрегат с минимальными технико-экономическими показателями.
Бесплатно
Моделирование процесса обработки почвы методом концентрации напряжений в обрабатываемом пласте
Статья научная
Введение. Обработка почвы - важнейшее звено в технологии возделывания сельскохозяйственных культур. В настоящее время на обработку почвы в среднем приходится 35-40 % энергетических затрат всего объема полевых работ и до 20 % энергии, потребляемой в сельском хозяйстве. Обработка почвы позволяет регулировать водно-воздушный режим, интенсивность биологических процессов и поддержать необходимое фитосанитарное состояние почвы и посевов. Энергоемкость и качество обработки почвы зависят от степени совершенства технических средств. Математическое моделирование процесса обработки почвы различными почвообрабатывающими рабочими органами является актуальной задачей, поскольку позволяет разработать более совершенные энергоэффективные технические средства. Цель статьи. Представить результаты исследования по разработке математических моделей для определения и анализа показателей процесса обработки почвы рабочим органом скобообразной формы. Материалы и методы. В процессе теоретических исследований скобообразного почвообрабатывающего рабочего органа для сплошной поверхностной обработки почвы использовались методы анализа, обобщения и систематизации, теоретической механики, математической статистики и моделирования, теории вероятности, методы дифференциального исчисления, теория взаимодействия рабочих органов с почвой и их движения по поверхности поля. Результаты исследования. Получены аналитические модели для определения создаваемого давления, тягового сопротивления, суммарной силы сжатия почвенного пласта, времени его движения через рабочий орган, требуемой мощности и количества энергии, затрачиваемых на сжатие и крошение почвенного пласта в зависимости от скорости перемещения предложенного скобообразного рабочего органа. Приведены графические зависимости исследованных параметров скобообразного почвообрабатывающего рабочего органа и установлены закономерности их изменения. Обсуждение и заключение. Предложенные математические модели и выявленные закономерности изменения параметров процесса обработки почвы рабочим органом замкнутого контура позволят разработать новые эффективные рабочие органы, рассчитать их конструктивно-технологические параметры.
Бесплатно
Моделирование процесса сварки боковой стенки вагона зерновоза в среде SolidWorks Simulation
Статья научная
В статье рассматривается вариантная оптимизация проектирования технологического процесса сварки-сборки боковой стенки вагона зерновоза. В процессе сборки-сварки сборочные единицы подвижного состава подвергаются существенным температурным деформациям, что может оказать влияние на выполнение технических требований, предъявляемых к форме и взаимному расположению поверхностей свариваемых элементов. В этой связи представляется актуальной задача оптимизации проектного решения (в технологическом аспекте) на основе предварительного анализа напряженно-деформированного состояния конструкции. Поставленная задача решалась как нестационарная, несвязанная задача термоупругости в линейной постановке с использованием CAD/CAE системы SolidWorks (SolidWorks Simulation). Проводилось сравнение полученных результатов напряженно-деформированного состояния модели с деформациями, полученными на ОАО «Рузхиммаш» при опытном изготовлении боковой стенки вагона зерновоза.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В настоящее время актуальным является вопрос снижения затрат электроэнергии в технологиях переработки сельскохозяйственной продукции, в частности молока. В значительной мере эти затраты связаны с реализацией процессов тепловой обработки. Снижения затрат можно добиться несколькими способами, например, разработкой и применением установок, использующих солнечную энергию. В этом случае расход традиционной электрической энергии существенно снижается, но у производственников возникает задача согласования параметров установки с реальными условиями предприятия. Материалы и методы. Анализ потребления энергии в технологиях переработки молока, режимов работы пластинчатого теплообменника, показателей работы гелиоколлекторов. Температура нагрева теплоносителя и продукта определялась с помощью приборного комплекса, позволяющего регистрировать значения температур в восьми различных контрольных точках и передавать полученные сигналы на жесткий диск портативного компьютера. Предложен метод определения параметров установки для подготовки теплоносителя в технологиях переработки молока с использованием комплексной энергозамещающей установки, которая обеспечит снижение затрат электроэнергии от 30 до 70 %. Результаты исследования. Затраты электрической энергии на тепловые процессы могут быть снижены за счет использования энергии Солнца. Для того чтобы решить задачу оптимизации соотношения расхода теплоносителя, площади нагрева в теплообменнике и площади гелиоколлекторов энергозамещающей установки, рекомендовано использование полученных графических зависимостей, а также формул для определения площади гелиоколлекторов. Обсуждение и заключение. Определение площади гелиоколлекторов комплексной энергозамещающей установки для реальных производственных условий возможно с помощью полученной аналитической зависимости, учитывающей взаимосвязь указанного параметра от температурного режима нагрева, площади поверхности нагрева в теплообменнике, массы обрабатываемого молока в единицу времени. Полученные графические зависимости дают возможность определить расход теплоносителя и площадь нагрева для заданных значений температуры нагрева.
Бесплатно
Моделирование температурного поля поверхности при электроискровом легировании металлов
Статья научная
Введение. В настоящее время особую актуальность приобретает проблема повышения эксплуатационных свойств деталей машин, инструментов и технологической оснастки посредством улучшения физико-химико-механических характеристик их исполнительных рабочих поверхностей. Одним из современных методов получения покрытий на поверхностях деталей является метод электроискрового легирования, при котором важную роль играет выбор теплофизических свойств материалов для получения покрытий с заданными физико-механическими и триботехническими свойствами. С целью выбора материала электрода в статье изложены результаты разработки метода расчета нестационарного температурного поля обрабатываемого материала (катода) в виде прямоугольного параллелепипеда, на одной грани которого в процессе электроискрового легирования формируется легированный слой. Материалы и методы. Для формирования легированного слоя при каплевидном электромассопереносе в качестве обрабатываемого материала (катода) использовалось железо в форме параллелепипеда, а в качестве обрабатывающего материала (анода) - вольфрам. Предложена нелинейная начально-краевая задача и вычислительная схема для определения значений температуры во всех точках температурного поля катода в форме параллелепипеда с расположением нескольких теплоизлуча-ющих капель на его грани. Результаты исследования. В статье изложен алгоритм решения задачи в соответствии со второй формулой Грина для нахождения температурного поля в катоде, имеющем форму параллелепипеда; при этом описанная нелинейная модель потока из капель в параллелепипед заменяется линейной моделью. Построен алгоритм, проведены расчеты для определения значений температуры во всех точках и температурного потока в катоде в случае одной среднестатистической капли на его грани. По данному алгоритму создан пакет программ, проведены экспериментальные расчеты. Показана динамика значений температуры (во всех точках) и теплового потока исследуемых точек катода. Обсуждение и заключение. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что для достижения более высоких свойств покрытий и большей эффективности электроискрового легирования необходим расчет температурного поля и теплового потока исследуемых точек катода. Представленная математическая модель получена для нанесения одной капли, помещенной на границу теплопроводящего полупространства. При выборе анодного материала в зависимости от эрозионной стойкости для получения необходимой толщины поверхностных слоев с заданными функциональными свойствами используется разработанный метод расчета, который позволяет описать процесс остывания одной нанесенной капли и использовать затем полученную информацию для усредненного описания эффекта нагрева тела параллелепипеда рядом таких капель.
Бесплатно
Моделирование, изучение и изготовление стойки культиватора из композитных материалов
Статья научная
Введение. До настоящего времени композитные материалы не были широко распространены в народном хозяйстве, особенно в сельском. В связи с этим актуально их применение для изготовления отдельных деталей сельскохозяйственной техники, например, стоек культиваторных лап, часто ломающихся из-за концентрации напряжения в местах изменения их толщины при выполнении пахотных работ. Эти напряжения можно уменьшить, повысив надежность работы стоек, если использовать для их изготовления композитные материалы. Материалы и методы. В исследовании применялись композитные материалы для изготовления культиваторных стоек и изучения их свойств при соответствующем подборе объемного соотношения волокон в каждом из слоев ткани и связующего материала. Получение опытным путем молекулярного соотношения волокон ткани и связующего слоя послужило исходным материалом для проектировочных расчетов и дало возможность использовать шаблонный метод для набора слоя. Результаты исследования. Был получен расчетный коэффициент безопасности, равный 2. Следует отметить, что были изменены значения механических характеристик материала из-за наличия в материале пористости, коэффициент которой оказался равен 11,6 %, тогда как допустимое значение - 4 %. Полевые испытания показали долговечность изготовленной из композитных материалов стойки (даже при тяжелых условиях работы) по сравнению с обычной стойкой, выполненной из легированной стали. Обсуждение и заключения. В результате исследования механического поведения геометрической модели стойки и моделирования ее материала, обладающего высокими механическими свойствами и впоследствии использованного для производства композитного материала, было достигнуто минимальное значение коэффициента безопасности - 4 (при максимальном коэффициенте безопасности для работников 15). Также была доказана экономическая целесообразность производства стоек из композитных материалов как менее дорогого, чем при использовании традиционных материалов - сталей.
Бесплатно
Модель демократии для постсоветской России: опыт метатеоретизирования И. А. Ильина и реальность
Статья научная
В статье рассматривается социально-политическое наследие великого русского философа И. А. Ильина (1883-1954) как показательный опыт метатеоретизирования в области модели демократии для будущей России. Подчеркивается, что дальнейшая демократизация может успешно осуществляться на основе органической парадигмы, т. е. учета культурно-цивилизационной специфики политического развития России и оценки состояния демократии не только с точки зрения западных «передовых» образцов, но в соответствии с внутренней логикой преобразования общества, увязывания общих принципов демократии с национальной духовной традицией.
Бесплатно
Модель перемещения опрыскивателя для обработки тростника рисовой оросительной системы
Статья научная
Введение. Рисоводство - важная отрасль растениеводства для экономики Кубани, производящей около 80 % российского риса. Одним из существенных факторов, снижающих урожайность данной культуры, является наличие высокостебельных сорняков, растущих в каналах и на валиках рисового чека. Проблема состоит в отсутствии конструктивно-технологической схемы опрыскивателя для защиты рисовой оросительной системы от тростника, обеспечивающего локальную обработку его метелок. При обработке сорняка по периметру рисового чека агрегат находится под воздействием возмущений, которые возникают из-за неровностей рельефа чека. Данные возмущения вызывают колебания штанги в вертикальном и горизонтальном направлениях, что оказывает негативное влияние на качество обработки метелок тростника. Цель статьи. Повышение эффективности защиты рисовых чеков от тростника путем обоснования конструктивно-технологической схемы опрыскивателя для локальной обработки метелок и модели его перемещения с учетом рельефа рисового чека. Материалы и методы. В теоретических исследованиях использовались положения математики и теоретической механики. Экспериментальные исследования проводились на рисовых оросительных системах Красноармейского района Краснодарского края с использованием планирования эксперимента. Результаты исследования. Предложена конструктивно-технологическая схема опрыскивателя с правосторонней штангой, выполненная по форме размещения верхних точек тростника y = 310,84x0,0955, находящегося в канале чека. На основании модели перемещения опрыскивателя диапазон изменения положения штанги отличается от регулируемого значения по вспашке - 3,1 %; стерне риса - 1,4 %; рапсу - 0,6 %; чистому пару - 2,3 %; озимой пшенице - 1,4 %. Обсуждение и заключение. Полученные данные показывают незначительное отличие изменения колебаний штанги предлагаемого опрыскивателя от регулировочного значения, что положительно влияет на качество и точность обработки метелок. Представленные в статье результаты могут быть использованы для серийного производств опрыскивателей, позволяющих выполнять обработку высокостебельных сорняков рисовой оросительной системы и высокорослых культур.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Цель исследования - разработка математической модели, позволяющей оценивать и прогнозировать комплексное негативное воздействие на водные объекты технологий сельхозпроизводства. Данная проблема актуальна ввиду необходимости укрупнения сельхозпредприятий. Модель прогнозирования важна для оценки с учетом комплексного влияния машинных технологий сельхозпроизводства и всех биогенных элементов, отрицательно воздействующих на водные объекты. Материалы и методы. Использован метод логико-лингвистического моделирования Спесивцева - Дроздова, позволяющий формализовать экспертные знания в математическую модель. Были опрошены 4 эксперта, а полученные данные обработаны и подвергнуты регрессионному анализу. Адекватность модели проверена с помощью коэффициента детерминации и критерия Фишера. Результаты исследования. Сформирована иерархическая система из 6 факторов и 14 подфакторов, включающих как применяемые машинные технологии, так и принимаемые управленческие решения. Получена модель, содержащая полиномиальное уравнение, отражающее влияние факторов на уровень негативного воздействия технологий, и уравнения, определяющие влияние подфакторов на факторы. Обсуждение и заключение. Полученная модель может быть использована в практических целях для поддержки принятия решений планирования, прогнозирования и выбора сценариев модернизации сельхозпредприятий. Уравнения модели позволяют понять значимость факторов и подфакторов, влияющих на уровень негативного воздействия (диффузную нагрузку) на водные объекты. Это позволяет выбирать эффективные пути снижения негативного воздействия путем выбора в качестве объектов наиболее значимых факторов и/или подфакторов.
Бесплатно
Статья научная
Дается информация о некоторых итогах исследований 1982-2008 гг. по видовому составу как пресноводных переднежаберных моллюсков рода Melanopsis (Gastropoda, Prosobranchia), так и по их паразитофауне. Изучение трематодофауны моллюсков Melanopsis praemorsa позволило установить, что она характеризуется удивительным богатством и разнообразием, уникальна по составу и практически не сопоставима с паразитами легочных моллюсков и обычных прозобранхий умеренной зоны. В состав этой фауны входят ряд видов, патогенных для человека и животных.
Бесплатно
Мониторинг заболеваемости ВИЧ-инфекцией в Республике Мордовия (по данным 2015 г.)
Статья научная
Введение. ВИЧ-инфекция является медленно прогрессирующим вирусным заболеванием иммунной системы, которое приводит к ослаблению иммунной защиты от опухолей и инфекций. Это одна из важнейших инфекционных патологий человека, отличающаяся пандемическим распространением и приводящая к значительным социально-экономическим потерям. К сожалению, темпы развития эпидемии ВИЧ/СПИД в Российской Федерации являются самыми стремительными в мире. Материалы и методы. В данной работе представлены показатели заболеваемости и смертности населения Республики Мордовия за 2015 г., обусловленных ВИЧ-инфекцией; определены возрастная, половая и социальная структуры заболеваемости. Результаты исследования. Эпидемическая ситуация по ВИЧ-инфекции в Республике Мордовия имеет тенденцию к ухудшению. До настоящего времени сохраняется высокий уровень заболеваемости; увеличивается общее количество смертей ВИЧ-инфицированных. Наблюдается высокий уровень инфицированных в возрастных категориях 21-30 лет и 31-Ю лет, т. е. у лиц трудоспособного возраста. Несмотря на это, РМ имеет статус относительно благополучного региона ПФО и продолжает оставаться в числе территорий РФ с низким уровнем распространения ВИЧ-инфекции. Обсуждение и заключения. Увеличение случаев заражения и показателей заболеваемости могут свидетельствовать о втором пике заболеваемости ВИЧ-инфекцией на территории РМ.
Бесплатно
Статья
Объектом исследования был наземный легочный моллюск Cepaea nemoralis (Gastropoda, Pulmonata). Исследования проводились в течение двух лет с весны по осень 2006-2007 гг. Проводилось изучение популяционной изменчивости по полиморфным фенотипическим признакам (окраска и полосатость раковины). Был проведен анализ соответствия полиморфизма окраски раковин в популяциях ха- рактеру растительности местообитаний.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
