ИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО. ТЕХНИКА В ЦЕЛОМ

В журнале публикуются оригинальные экспериментальные и теоретические статьи и обзоры по наиболее актуальным проблемам физики твердого тела, материаловедения, технике эксперимента, конденсированных сред, наноструктур, изучению поверхностей тонких пленок и межфазных границ раздела. Особое внимание уделяется использованию современных методов анализа. Приоритетными являются статьи и обзоры, посвященные получению и диагностике новых наноматериалов.

Снижение скорости передачи и повышение качества синтезированного широкополосного речевого сигнала по показателям естественности его звучания и узнаваемости говорящего может быть достигнуто за счет учета особенностей восприятия речи человеком. В статье предложен новый метод использования свойств психоакустики. Показана возможность оптимизации распределения информационных ресурсов кодека с переменной структурой

Для повышения точности резонансных приборов контроля с линейной частотной модуляцией, применяемых для измерения толщины немагнитных покрытий, предлагается выполнять аддитивную коррекцию фазовых погрешностей, а также компенсировать погрешность измерений, возникающую от «сноса» резонансной частоты, за счет двухтактной развертки частоты возбуждающего сигнала первичного измерительного преобразователя

Для повышения точности резонансных приборов контроля с линейной частотной модуляцией, применяемых для измерения параметров окружающей среды, предлагается компенсировать погрешность измерений, возникающую от «сноса» резонансной частоты, за счет двухтактной развертки частоты возбуждающего сигнала первичного измерительного преобразователя

Дан краткий обзор докладов, представленных на 5-й Международной научно-технической конференции «Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов», которая прошла на базе Белорусско-Российского университета в г. Могилев (Беларусь) 24 – 25 сентября 2014 г

Авторами статьи получены экспериментальные зависимости расслоения стеклопластика, используемого для изготовления элементов кузова автомобилей при резании гидроабразивной струей наномодифицированным абразивом, что позволило улучшить качество обработанных поверхностей

Повышение эффективности и производительности исследований, получение высокоточных результатов экспериментов требует планирования и стандартизации этапов разработки схемы автоматизации производства. В этой связи в статье рассматривается вопрос разработки алгоритма планирования функций системы управления, ее экспериментального исследования на примере производства распылительной сушки. Предлагается архитектура автоматизированных процедур функционирования системы управления исследуемого производства При решении задачи по систематизации этапов планирования работы системы управления была предложена блок-схема интеллектуального моделирования c элементами информационного запроса, поиска, выбора, контроля и управления данными.

Рассмотрена проблематика метода прямого линейного предсказания речевого сигнала в контексте понижения скорости передачи с сохранением приемлемого качества на основе учета взаимозависимостей элементов декомпозиции речевого сигнала

Рассмотрена задача воспроизводимости результатов натурных исследований трибологических свойств системы колесо-рельс в условиях глобализации рынка рельсовых транспортных средств. Отмечено влияние множества факторов, имеющих вероятностную природу, на процесс сцепления. Анализ экспериментальных исследований показал отсутствие эффективных методов, которые позволили бы выявить достоверные зависимости коэффициента сцепления колеса с рельсом от скорости движения и наличия промежуточной среды (разного рода загрязнений)

Представлены результаты параметрического анализа электрогидравлической установки для функционального резервирования системы топливоподачи дизелей, выполненного на основе лабораторных экспериментов разряда в среде дизельного топлива, а также на основе математического моделирования

Рассматриваются вопросы эксплуатации шаровых опор, их конструктивные особенности и влияние различных факторов на их работоспособность. Определяются направления совершенствования методов диагностирования в рамках проведения планового технического обслуживания легковых автомобилей

Опыт проектирования многоэтажных железобетонных каркасов показывает, что проблемы сопротивления аварийным воздействиям, в частности, прогрессирующему разрушению, продолжают сохранять актуальность. Последовательное приложение аварийных нагрузок может вызвать чрезмерное увеличение усилий в элементах каркаса. Это требует различных конструктивных и расчетных мер, снижающих возможные расходы на увеличение несущей способности конструкций

Формулируется метод оценки условий образования продольных трещин железобетонных элементов в зависимости от характера армирования, особенностей коррозионных повреждений бетона и арматуры. Установлена значимость влияния толщины защитного слоя, уровня коррозионных повреждений бетона и арматуры, прочностных и деформативных качеств обоих материалов

В статье перечислены причины пылевых отложений в аспирационных системах и, как следствие, понижение эффективности пылеулавливающего оборудования. Приведены и проанализированы решения вышеуказанных проблем, путем применение закрутки потока в воздуховодах систем аспирации, существенно повышающей устойчивость работы систем аспирации при снижении аспирационных объемов

Проанализированы научные основы важных аспектов расчета и проектирования конструкций зданий и сооружений в сейсмических районах. Рассматриваются укоренившиеся заблуждения в теории сейсмостойкости, препятствующие дальнейшему ее развитию. Излагаются некоторые аспекты проектирования конструкций зданий и сооружений в сейсмических районах.

Приведены современные требования к обеспечению радиационной безопасности термоядерных установок. Рассмотрены источники и дана классификация радиационного излучения при термоядерном синтезе. Основное внимание уделено проблемам проектирования, выбора конструктивных решений и эксплуатации радиационной защиты термоядерных реакторов. Проанализированы результаты расчетно-экспериментальных исследований и концептуальные проработки конструкций сборно-разборной радиационной защиты термоядерных установок.

Изложены теоретические основы составления гиперболических уравнений колебания однородной изотропной упругой пластины, предварительно напряженной пластины, пластины переменной толщины, трехслойной пластины; показаны пределы применимости полученных уравнений и приближенные методы их решения, приведены примеры числового расчета.

Для прогнозирования долговременной прочности дорожной конструкции и усталостной долговечности материалов покрытия важным является учет изменения состояния грунтов основания в условиях сезонных колебаний температуры и влажности

В работе предлагается использовать оптимизационный алгоритм метода неопределенных множителей Лагранжа в составе предложенного в более ранних работах авторов комплексного метода расчета, объединяющего положительные стороны существующих математических моделей и методов расчета турбины. Представлены характеристики турбин по КПД и по мощности в стационарном потоке.

Показано, что автоматизированные электроприводы составляют энергетическую основу автоматизации технологических процессов. Предложена функциональная схема автоматизированного электропривода. Установлено влияние на характеристики автоматизированного электропривода «длинного» кабеля, соединяющего устройство управления и электромеханический модуль автоматизированного электропривода

В статье рассматриваются вопросы колебаний и силового нагружения локомотива с челюстными тележками, снабжѐнного адаптивным торсионным рессорным подвешиванием, а так же описана методика инженерного расчѐта основных геометрических параметров адаптивной торсионной рессоры и адаптивного гидромеханического демпфера

Описаны основные преимущества лезвийного инструмента из композита 10 при обработке комбинированных поверхностей. Приведены примеры замены круглошлифовальной операции на чистовое точение инструментом из композита 10 и замены материала режущей части (сплава ВК2) на композит 10

Комплексные информационно-измерительные и управляющие системы (КИИУС) играют важнейшую роль в обеспечении контроля за всеми системами дизель-электрических подводных лодок (ДЭПЛ). Особенно это важно при контроле электропитания всех технических средств. Показано, что агрегаты бесперебойного электропитания занимают одно из важнейших мест в энергообеспечении ДЭПЛ.

Наземное лазерное сканирование — эффективный инструмент построения трехмерных моделей реальной поверхности, однако практика применения этого метода на объектах нефтегазовой отрасли показала наличие определенных сложностей его практического использования. В статье рассматриваются возникающие проблемы и перспективы развития методов мониторинга пространственного положения резервуаров, находящихся в эксплуатации, с использованием трехмерных лазерных сканирующих систем.

Проведен анализ рынка и выбрано оборудование для двусторонней шлифовки и полировки подложек полуизолирующего карбида кремния политипа 6Н диаметром 3 дюйма. Достигнутые в работе параметры прогиба и коробления подложек не превышают 5 мкм, разброс по толщине не превышает 1 мкм, а шероховатость поверхности после двусторонней полировки находится в пределах 1ч2 нм

Проведен анализ рынка и выбрано оборудование для резки монокристаллов SiC. Оптимизирована технология резки монокристаллов SiC диаметром 3 дюйма. Достигнутые в работе параметры прогиба и коробления подложек не превышают 17 мкм, разброс по толщине подложек после резки не превышает 20 мкм

Описаны результаты работ в ОАО «Светлана» по созданию базовой промышленной технологии роста монокристаллического полуизолирующего карбида кремния и изготовления подложек из него. Обсуждены параметры полученных подложек и рассмотрены наиболее перспективные применения

Кратко перечислены приобретшие популярность за последнее десятилетие приближённые эволюционные и нейросетевые методы поиска глобального оптимума в задачах синтеза многопараметрических антенн. Указаны примеры синтеза микрополосковых антенн. Рассмотрены перспективы уменьшения электрических размеров антенн и улучшения их характеристик излучения с использованием новых искусственных материалов, высокотемпературных сверхпроводников и достижений наноэлектроники. Обсуждён дискутируемый уже длительное время вопрос о связи размеров антенн с их добротностью, эффективностью излучения и способом возбуждения. Приведены примеры сверхширокополосных вибраторов с оригинальными схемами возбуждения

Описан эффективный метод решения многопараметрических задач оптимизации; приведен пример применения метода для расчета антенны

Основной качественно нерешенной проблемой использования водоугольного топлива является его низкая реакционная способность на начальном участке горения. Эта проблема является сдерживающим фактором его дальнейшего развития. Описаны наиболее известные разработки системы воспламенения водоугольного топлива, их приемущества и недостатки. Сформулированы основные принципы оптимальной системы воспламенения искусственного композиционного жидкого топлива. Показаны основные преимущества плазменной системы зажигания топлива. Высказаны идеи о разработке схемы плазменного воспламенения искусственного композиционного жидкого топлива с автоматическим управлением плазматрона. Произведено сравнение плазменной технологии воспламенения водоугольного топлива и технологии с использованием циклонного предтопка тепловой мощностью 6,5 МВт. Отмечено, что автоматическое управление плазматроном позволит решить проблему, связанную с зажиганием искусственного композиционного жидкого топлива, и качественно улучшить процесс горения топлива.

Сегментация изображений на основе текстурных признаков играет важную роль в задачах обработки и анализа изображений. Для сегментации анизотропных текстур широко используется градиентный структурный тензор, представляющий собой матрицу вторых моментов производных первого порядка по вертикальному и горизонтальному направлениям двумерной функции яркости. Обычно в алгоритме сегментации на основе градиентного структурного тензора используется нормированная мера когерентности, принимающая значения от 0 до 1. Мера когерентности использует различие собственных значений градиента структурного тензора. Однако применение этой меры когерентности вместо компонент матрицы вторых моментов потенциально ведет к увеличению уровня ошибок сегментации. Для решения проблемы автоматической сегментации анизотропных изображений используется гауссовская аппроксимация совместного распределения компонент градиентного структурного тензора. Оценки параметров гауссовой модели смеси получены с помощью ЕМ-алгоритма, представляющего собой итерационный алгоритм вычисления оценок максимального правдоподобия. EM-алгоритм в значительной степени зависит от начальных условий. Он может сходиться к локальным минимумам и давать ошибочные решения. Для автоматического выбора начальных условий предлагается использовать метод Оцу. Этот метод выбирает оптимальный порог для разделения анизотропных текстур путем максимизации межклассовой дисперсии. Экспериментальные данные показали, что предложенный алгоритм приводит к значительному улучшению точности сегментации анизотропных изображений на основе градиентного структурного тензора.

Приводятся сведения об обеспечении промышленной безопасности при проходке тоннеля протяженностью 840 м

Описаны перспективные технологии переработки высококачественного железорудного, марганцевого минерального сырья месторождений Республики Казахстан.

В статье показано, что в гидроакустических каналах с импульсными помехами или кратковременными перерывами связи для повышения качества передачи данных могут быть применены различные варианты сверточных и циклических кодов. Уменьшить вероятность ошибки на выходе канала для известной статистики ошибок позволяют сверточные коды со скоростью R ≤ 3/4 совместно с широкополосными сигналами ( ШПС) или сверточные коды R ≤ 2/3 с алгоритмом перемежения кода. С учетом энергетического выигрыша от кодирования и вычислительной сложности перемежения кода выгоднее вариант “код + ШПС” до 4ч5 перемежений. С учетом многоразрядности оптимального фильтра ШПС его реализация всегда сложнее, чем реализация порогового декодера сверточного кода.

Рассмотрены основные принципы расчета и проектирования сварных конструкций. Представлены основы расчета стыковых и угловых сварных соединений, выполненных дуговыми способами сварки, соединений, выполненных контактной стыковой, точечной и роликовой сваркой. Рассмотрены особенности расчета сварных соединений, работающих при переменной нагрузке, в условиях усталости, особенности расчета на устойчивость. Для анализа работы конструкций при переменной нагрузке представлен раздел по линиям влияния. На основе вышеперечисленных основных принципов расчета приведены методы расчета и проектирования конкретных конструкций, таких как сварные балки, сварные фермы, сварные стойки и листовые конструкции (сосуды, резервуары).

Изложены математические основы надежности, показатели долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости. Представлены аналитические зависимости между основными показателями надежности. Обоснован выбор показателей, а также определены факторы, влияющие на них. Предназначено для обеспечения учебных занятий по курсу «Основы надежности радиоэлектронных средств».

Изложены основы теории, расчета и проектирования пневмогидравлических систем (ПГС) и агрегатов автоматики жидкостных ракетных двигательных установок (ЖРДУ). Рассмотрены основные принципы построения систем управления и расстановки агрегатов управления ЖРДУ. Уделено внимание описанию гидродинамики внутрибаковых процессов, вопросам выбора основных параметров ПГС. Описаны основные методы контроля герметичности ПГС.

Рассмотрены основные положения дисциплины «Порошковая металлургия», а также теоретические аспекты процесса и технология изготовления материалов и изделий. Издание предназначено для проведения лекционных занятий по дисциплине «Порошковая металлургия».

Проведен анализ используемых электронных блоков и обновление для контроля и регулирования топливной аппаратуры дизельных двигателей. Приведены сравнительные характеристики и требования ко вновь разработанному оборудованию.

Рассмотрены перспективы и особенности развития энергосберегающих и энергоэффективных технологий в области альтернативной энергетики в Чеченской Республике. Поиск альтернативы сжигаемому органическому топливу ведется уже не один десяток лет, и особое место занимают геотермальные ресурсы. Чеченская Республика занимает третье место в России по запасам геотермального сырья, уступая месторождениям Республики Дагестан и Камчатке Приведены технико-экономические показатели, характеризирующие целесообразность и перспективы использования опытно-промышленной геотермальной станции на основе реализации циркуляционной схемы использования глубинного тепла земли. Проанализированы экономические и финансовые вопросы ее сооружения. Выявлена и обоснована необходимость развития данной сферы в регионе. Обосновано, что неисчерпаемая тепловая энергия земли — основа будущей энергетики.

В учебном пособии, подготовленном учеными Южного федерального университета, содержится краткая история развития нанотехнологий и 14 оригинальных проектных работ, иллюстрирующих важнейшие понятия нанотехнологии.

Превалирование импортного металлорежущего инструмента в отечественном машиностроении привело к тому, что затраты на инструмент достигают 30-70% от цены изделия. Приведены примеры разработки технологических процессов изготовления металлорежущего инструмента, обеспечивающих конкурентоспособность и импортозамещение за счёт упрочняющих воздействий на разных этапах изготовления инструмента.

Проведен анализ особенностей применения многорядных фотоприемных устройств с режимом ВЗН для регистрации точечных источников излучения. Определены зависимости регистрируемого сигнала и отношения сигнал/шум от размера фоточувствительных элементов, размера и положения пятна в фокальной плоскости, времени интегрирования фототока. Проведена оценка требований на синхронность скорости сканирования и опроса матрицы чувствительных элементов.

Рассматривается схема построения 14-разрядного дельта-сигма аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с конвейерным считыванием. Анализируются основные концепции построения (АЦП) в накопительной ячейке для матричных ФПУ ИК-диапазона. Наличие АЦП в ячейке БИС считывания позволяет в десятки раз увеличить время накопления и, улучшить пороговые характеристики. Предложен способ оптимизации АЦП по площади за счет применения LFSR-счетчика, работающего в двух режимах: формирования цифрового кода и его последовательного считывания.

Предлагается способ самонастройки исполнительной системы технологического робота с механизмами пассивного манипулирования в процессе движения основанный на обеспечении инвариантностей корней характеристического полинома, построенного с использованием формальной передаточной функции с интегральной линеаризацией глобальных нелинейностей

В статье представлены результаты работ, направленных на создание обоснованных конструкций гидростатических подшипников для главных циркуляционных насосов инновационных реакторов на быстрых нейтронах, охлаждаемых свинцовым теплоносителем. Условия работы подшипникового узла: жидкометаллический свинцовый теплоноситель реакторного контура; температура 450 ÷ 550°С; средний расход через подшипник до 0,1 ÷ 0,5% подачи насоса (осевого типа); давление теплоносителя на входе в подшипник – напор насоса; содержание термодинамической активности в теплоносителе при испытаниях: от 10-5 до насыщения и с наличием дисперсных частиц примесей в потоке теплоносителя.

Работа посвящена разработке и реализации в виде комплексов программ эффективных методов моделирования течений вязкой жидкости или газа для исследования аэрогидродинамических нагрузок на тела, совершающие произвольные движения, включая изменение формы, и для решения задач движения тел под действием аэродинамических сил.

Рассмотрены вопросы стружкодробления при обработке токарными тангенциальными режущими пластинами бывших в эксплуатации колёс грузовых железнодорожных вагонов. Оценена эффективность стружкодробления при использовании режущих пластин разных производителей. Предложена конструкция пластин.

В статье представлены теоретические результаты определения напряженно-деформированного состояния в пазах диска турбины ГТД в результате термопластического деформационного упрочнения.

Проводится параллель между формированием трещин при разрушении материалов и трещинами при отделении стружки. Показано, что износ режущего инструмента меняет напряженное состояние среды в окрестности режущей кромки и коэффициенты концентрации напряжений. Это определяет доли вязкого и хрупкого разрушений и, соответственно, скорость распространения трещин, что и формирует спектральный состав виброакустического сигнала, сопровождающего процесс разрушения.