МГТУ им. Н.Э. Баумана (статьи)

Рассмотрена задача моделирования характеристик слоистых композитов с конечными деформациями по характеристикам отдельных слоев, имеющая важное значение для проектирования резинотехнических деталей, эластомерных конструкций и др. Предложен вариант метода асимптотической гомогенизации для слоистых упругих композитов с конечными деформациями и периодической структурой, при этом использовано предложенное Ю.И. Димитриенко универсальное представление определяющих соотношений для слоев композита, объединяющее в себе комплекс различных нелинейно-упругих моделей. Разработан численный метод решения задачи на ячейке периодичности для слоистых композиционных материалов с конечными деформациями, реализованный в виде программного кода на языке С++. Метод позволяет рассчитывать эффективные диаграммы деформирования слоистых композитов с конечными деформациями, связывающие компоненты осредненных тензоровнапряжений Пиолы — Кирхгофа и градиента деформаций. Представленный пример расчета демонстрирует реализуемость и эффективность разработанного метода расчета упругих характеристик слоистых композитов с конечными деформациями.

Рассмотрена задача оптимизации толщины нагруженной балки, а именно — минимизация веса конструкции, при заданных краевых условиях и ограничении по податливости. Установлено, что математической моделью в данном случае является краевая задача для обыкновенного дифференциального уравнения 4-го порядка. Решение возникшей оптимизационной задачи построено на двух разных подходах. Первый — классический вариационный метод, основанный на изучении вариации минимизируемого функционала и исследовании стационарной точки данного функционала. Во втором методе применяется принцип максимума Л.С. Понтрягина для задачи с закрепленными левым и правым концами. Численные эксперименты, проведенные для разных видов изгибающих нагрузок, проиллюстрированы графиками. Сопоставление полученных результатов свидетельствует об эквивалентности обоих подходов, что существенно расширяет круг оптимизационных задач, для решения которых разрабатываются программные комплексы с моделями сложных систем.

В работе проанализировано влияние процесса обжатия отверстий под заклепочное соединение в обшивке летательных аппаратов на прочность и определена оптимальная величина обжатия, при которой образуемое поле остаточных напряжений приводит к снижению напряжений под действием эксплуатационных нагрузок. Для этого в вычислительном комплексе ANSYS Workbench создана параметрическая конечно-элементная модель одноосно нагруженной пластины (обшивки) с центральным отверстием, обжимаемым сферическим штампом. Данная модель обеспечивает комплексное исследование напряженно-деформированного состояния в окрестности отверстия. Проведенные сравнительные расчеты пластины без предварительного обжатия отверстия и с предварительным обжатием показали, что при определенном уровне обжатия можно добиться снижения максимальных напряжений. Также в работе показано влияние радиуса сферического штампа.

Задача, рассматриваемая в данной работе, является актуальной в области оптимизации форм упругих тел. Предложенный авторами способ решения удобен для применения на практике. Исследованы различные условия закрепления концов балки. При численном решении экстремальной задачи использовались метод последовательных приближений и метод проектирования градиента. Задача решена с учетом ограничений, наложенных на параметры балки, естественно возникающие при решении подобного рода задач. Для расчета оптимальной формы прогиба балки с помощью современных информационных технологий разработано удобное для конечного пользователя программное решение, которое позволяет наглядно демонстрировать результаты вычислений.

Представлены результаты исследований по адаптации измерительной технологии пьезометрии к высокоскоростным процессам терминальной баллистики. Получены регистрации истории замедления ударника для случая проникания ударника в мишень с эрозией материала при скоростях свыше 1000 м/с. Изложены особенности частного варианта разработанной авторами статьи технологии акселерометрии терминальной баллистики и конструктивные данные применяемого специального пьезоакселерометра АСМ-4. Показана с применением теории подобия и моделирования возможность взаимного пересчета одноименных текущих параметров рассматриваемых процессов в условиях геометрического подобия. Эта возможность пересчета обоснована результатами сравнения данных лабораторного и натурного (реализованного со значением коэффициента геометрического подобия 4,33) испытаний.

Проведен анализ современного состояния и основных направлений развития зарубежной наземной военной робототехники. Рассмотрены современное состояние и основные проблемные вопросы роботизации наземной военной техники в Российской Федерации. Предложены перспективные направления развития технологий и технических средств мобильной робототехники военного назначения.

Изложена концепция создания информационно-вычислительного комплекса имитационного моделирования в форме адекватного цифрового аналога пространственно-временной области баллистико-навигационного обеспечения функционирования орбитального сегмента спутниковых систем совместно с «дополнениями» и сопутствующими динамическими процессами, входящими в сферу интересов потребителей спутниковой навигационной информации.

Одним из способов торможения возвращаемого аппарата является применение тормозных двигательных установок. Независимо от конфигурации этих установок при истечении струй и взаимодействии их с набегающим потоком образуется сложная пространственная картина течения, приводящая к изменению аэродинамических характеристик аппарата, что требует дополнительного изучения. В статье представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований обтекания модели возвращаемого аппарата с работающей тормозной двигательной установкой при транс и сверхзвуковых скоростях набегающего потока. Выполнен газодинамический анализ конфигурации ударных волн, структуры течения, режимов истечения струй и влияния этих режимов на аэродинамические характеристики аппарата; проанализировано изменение донного давления. Также представлены результаты численного моделирования при использовании различных расчетных схем в сравнении с экспериментом, получено удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных данных.

В статье рассмотрена задача об изменении давления, действующего на стенки плоского канала прямоугольного сечения при замерзании жидкости, которой он заполнен. Предполагается, что при замерзании жидкости из-за разности плотностей твердой и жидкой фаз изменяется объем, который она занимает в щели, и под действием разности давлений между внешней средой и внутренней областью происходит деформация стенок канала. При допущении о несжимаемости твердой и жидкой фаз изменение объема внутренней области канала в результате деформации ограждающих стенок приравнивается к изменению объема жидкости за счет изменения агрегатного состояния. Предполагается, что замерзание происходит в верхней части канала, температура жидкости постоянна и равна температуре кристаллизации, а граница раздела твердой и жидкой фаз является плоской. Боковые стенки и дно считаются теплоизолированными и абсолютно жесткими. Для определения давления, которое действует на стенки плоского канала прямоугольного сечения при замерзании жидкости, заполняющей канал, получены аналитические выражения.

Численно исследован одновременный взрыв в воде трех и пяти сферических зарядов одинаковой суммарной массы, размещенных на прямой линии и разнесенных на расстояние 6 и 10 радиусов зарядов. Сравнение параметров взрыва одиночного, а также трех и пяти зарядов одной массы показывает, что в плоскости симметрии размещения зарядов наблюдается повышение максимального давления и удельного импульса водной ударной волны до 80 %. При этом с увеличением расстояния между зарядами выигрыш в давлении уменьшается, а в удельном импульсе — возрастает.

Предложен приближенный аналитический метод расчета времени плавления шугообразного криопродукта в сферической емкости при дренажном хранении. Рассмотрена задача о нахождении положения границы раздела между чистой жидкостью и шугой с учетом тепловых потоков со стороны стенок сферической емкости и из области чистой жидкости. В задаче принято, что область шуги изотермична и имеет температуру плавления твердой фазы, граница раздела шуга — чистая жидкость плоская, свободная поверхность жидкости неподвижна и имеет температуру насыщения при заданном давлении. Температура в области чистой жидкости распределена по линейному закону. Полученные приближенные соотношения позволяют оценить время плавления шугообразного криопродукта в емкости без детального расчета температурных полей в области чистой жидкости.

Проведены исследования, относящиеся к приоритетному направлению — рациональному природопользованию. Работа является продолжением изучения важной проблемы межоперационной промывки деталей в механическом, гальваническом, заготовительном и других производствах. Представлены результаты численных расчетов процесса струйной промывки деталей с глухими резьбовыми отверстиями, заполненными жидким загрязнением. Выработано обоснование ограничения по диаметру резьбовых отверстий, допускающих эффективное удаление загрязнений. Выполнено сравнение струйной промывки деталей с глухими отверстиями и глухими резьбовыми отверстиями. Проведенные исследования конкретизируют экспозицию деталей при струйной промывке.

Исследована возможность повышения точности лазерного гироскопа (ЛГ) путем подавления составным цифровым фильтром помехи, вносимой вибрационной частотной подставкой (ВЧП) в выходной сигнал ЛГ. Проведено моделирование работы цифрового фильтра, состоящего из одного–трех заградительных (режекторных) цифровых фильтров, подобраны оптимальные значения частоты подавления. В результате исследования установлено, что предложенный трехсекционный цифровой фильтр обеспечивает коэффициент подавления влияния ВЧП в выходном сигнале ЛГ, равный 124 дБ, позволяя снизить среднее квадратическое отклонение значения выходного сигнала до 0,133 ?/ч, что практически полностью исключает влияние ВЧП на погрешность ЛГ.

Выполнено численное моделирование процесса взаимодействия кумулятивных струй (КС) и элементов динамической защиты (ЭДЗ) с различными материалами. Показано, что для взрывной динамической защиты при равных массах взрывчатых веществ (ВВ) и пластин-обкладок небольшим преимуществом обладают ЭДЗ с керамическими обкладками. Их защищающая способность, выраженная в долях глубины пробития L0 преграды из броневой стали, составляет 0,95L0, а для ЭДЗ со стальными обкладками — 0,93L0. Наименьшей защищающей способностью обладает ЭДЗ с инертным наполнителем. В результате численного моделирования получено значение этого параметра 0,87 L0.

На основании анализа кинематики и динамики взаимодействия высокоскоростных стержней с движущимися в одном направлении с ним плитами с учетом известных экспериментальных данных выявлены следующие режимы взаимодействия: 1) отсутствие взаимодействия, 2) взаимодействие по типу «скольжение», 3) взаимодействие со слабым разрушением стержня и 4) взаимодействие с сильным разрушением стержня. С использованием модели проникания стержней в преграды Алексеевского — Тейта получены аналитические критерии реализации этих режимов. Для проверки данных критериев в программном комплексе ANSYS Autodyn выполнено трехмерное численное моделирование процесса взаимодействия стержней из высокоплотных материалов со смещающимися стальными плитами, подтвердившее, в основном, аналитические критерии.

Приведены методы моделирования процессов получения наноструктур в результате распада на ферро- и парамагнитную фазы твердых растворов с объемноцентрированной кубической (ОЦК) решеткой на основе систем Fe–C, Fe–Cr–Co в целях прогнозирования оптимальных способов создания материалов с высокими демпфирующими свойствами. Изложены требования к структуре сплавов с высокими демпфирующими свойствами. Выбраны два перспективных подхода к получению высоких демпфирующих свойств сплавов с помощью многоступенчатой термообработки. При первом подходе используют сплавы со структурой типа ферромагнитной губки, при втором — один из 12 основных типов структуры, возникающих при распаде в сплавах на основе Fe–Cr, но с малыми различиями как состава фаз, так и их намагниченностей. Моделирование основано на прямой минимизации свободной энергии двухфазного сплава при учете химического взаимодействия, магнитного и атомного упорядочения, упругих деформаций фаз. Рассмотрены оптимальные типы наноструктур для получения демпфирующих свойств и схемы их получения. Определены области нестабильности и метастабильности твердых растворов и перспективные области составов и температур многоэтапных термообработок, направленных на получение высоких демпфирующих свойств этих сплавов.

Перечислены основные математические методы, используемые при описании межатомарных взаимодействий: квантово-механические методы, методы молекулярной динамики на основе эмпирических потенциалов и молекулярно динамические методы на основе аппроксимации сильных связей. Приведены их достоинства и недостатки. Рассмотрен математический аппарат для приближенного расчета волнового уравнения атома на основе гамильтониана и теории сильных связей. Для моделирования перемещений взаимодействующих атомов использован корректирующий алгоритм расчета кинематических характеристик. Представлены два методологических этапа: расчетный, на котором задают начальные условия и определяют уровни энергетических барьеров возможных химических реакций, и модельный, на котором выполняют оценку сил межатомарного взаимодействия. Особенностью моделирования является комбинация методов молекулярной динамики и аппроксимации сильной связи. Преимущество такого подхода — существенное увеличение размеров системы без значительной потери точности при расчетах. Методология продемонстрирована на примере образования химических связей при адсорбции.

Выполнен анализ особенностей формообразования некруглых профилей, описанных циклоидальными кривыми и их эквидистантами. Проведены исследования для схемы обработки многогранной детали эксцентричной круглой фрезой. Применен метод получения многогранного профиля обкаткой образующих окружностей, связанных с заготовкой и фрезой. Исследование параметров схемы и относительных траекторий движения резца выполнено с использованием единой математической формы выражения циклоидальных траекторий в виде параметрических уравнений. Показано влияние на форму грани параметров станка, инструмента и отношения угловых скоростей абсолютных движений. Для иллюстрации определены параметры схемы обработки эксцентричной фрезой, обеспечивающие прямолинейность граней изделия. При исследовании формы изделия рассмотрены траектории центра фрезы. Выявлено влияние изменения сечения срезаемого слоя и кинематических углов резания на закономерности изменения силовых параметров процесса обработки. С помощью современных информационных технологий построены схемы срезания припуска. Приведены особенности прохождения отдельных относительных траекторий вершин фрезы через припуск. Даны рекомендации по применению результатов исследования.

Проведен анализ наиболее значимых изобретений в области несущих систем транспортных средств среди ведущих мировых автопроизводителей и производителей автомобильных компонентов. Описаны наиболее рациональные и технологичные конструкции рам, поперечин, лонжеронов, подрамников. Пояснены основные подходы, примененные к их разработке. Уделено внимание различию несущих систем транспортных средств с зависимой и независимой подвесками. Описаны конструктивные решения, обеспечивающие необходимую прочность, долговечность и защиту компонентов и узлов в процессе эксплуатации транспортных средств. Сформулированы основные тенденции и направления развития в области несущих систем грузовых автомобилей.

В рамках предложенной кинетической модели для многоатомного газа с вращательными степенями свободы молекул, в которой учтены вращательно- поступательные переходы молекул газа, решена задача о барнеттовском скольжении газа вдоль плоской поверхности. Получен коэффициент барнеттовского скольжения в виде функции, зависящей от частоты неупругих столкновений молекул газа и от коэффициента аккомодации тангенциального импульса.

Предложена математическая модель газожидкостного аккумулятора как системы с сосредоточенными параметрами, позволяющая учесть изменение степени воздействия на динамические свойства гидравлической системы путем их регулирования (например, изменением газового объема или массы подвижных элементов).

Рассмотрены экспериментальные и расчетные результаты по высокоскоростному взаимодействию (800…1500 м/с) пластинчатых ударников из дюралюминия толщиной h = 1,5 мм и h = 3,0 мм с массивными (полубесконечными) мишенями из дюралюминия. Ширина и длина ударников составляли соответственно 7,7h и 14h для ударников толщиной 3 мм и 15,5h и 28h для ударников толщиной 1,5 мм. Исследовано влияние скорости взаимодействия на глубину, объем и форму кратера (каверны), образуемого в мишени. Рассмотрено влияние наличия поддона на результаты ударного взаимодействия. Показано, что поперечные размеры кратера составляют (5…9)h, при этом продольные размеры кратера могут составлять 1,35…2,0 ширины пластинчатого ударника. Проведено сравнение результатов взаимодействия пластинчатых ударников и осесимметричных стержневых ударников при одинаковых условиях встречи с мишенью.

Статья посвящена численному моделированию возбуждения детонации в экранированных тонких слоях взрывчатых веществ (ВВ) при воздействии на них высокоскоростных ударников. При моделировании учитывалась ударно-волновая десенсибилизация, которая возникает вследствие предварительного сжатия ВВ ударной волной, образующейся на начальной стадии проникания ударника в экранированный слой ВВ. При решении этой задачи с помощью программы LS-DYNA установлено, что поскольку в кинетике Ли — Тарвера, интегрированной в программу LS-DYNA, не учитывается эффект ударно-волновой десенсибилизации, не представляется возможным воспроизвести экспериментальный факт существования максимальной толщины экрана, при превышении которой детонация в заряде ПВВ-12М толщиной 6 мм не возбуждается при воздействии на него ударника диаметром 17,5 мм со скоростью 2,21 км/с. Для учета эффекта ударно-волновой десенсибилизации в задачах возбуждения детонации был использован решатель «Эрудит» — двухмерный численный решатель задач механики сжимаемой прочной сплошной среды, разработанный в МГТУ им. Н.Э. Баумана С.В. Федоровым. В этот решатель интегрирована модернизированная кинетика разложения ВВ Ли — Тарвера, учитывающая возможность десенсибилизации ВВ при немонотонном нагружении. Разработанный метод численного моделирования позволяет воспроизводить экспериментальные данные. Как показали расчеты, при воздействии ударника на экранированный тонкий слой ПВВ-12М толщиной 6 мм при толщине лицевой пластины 7 мм возбуждения детонации не происходит, а при толщине пластины 6 мм происходит, что согласуется с экспериментальными данными.

Предложены способ отделения корпуса боеприпаса от разрывного заряда взрывчатого вещества под действием предварительно созданного в материале корпуса и в зарядной каморе, а затем резко сброшенного у его внешней поверхности магнитного поля, а также способ извлечения металлической облицовки кумулятивного заряда с использованием магнитно-импульсного воздействия на элементы конструкции. Проведен теоретический анализ, выполнены оценочные расчеты необходимых параметров магнитного поля и проверочные лабораторные эксперименты.

Приведены результаты исследования водородной стратифицированной плазмы, выполненного на установке «Плазма», адаптированной для использования комплекса оборудования фирмы Phywe (Германия). Показано, что программная среда Phywe Measure позволяет упростить обработку экспериментальных данных и повысить точность вычисления параметров плазмы стратифицированного водородного разряда. Представлены результаты экспериментов по регистрации локальных параметров плазмы в зависимости от удельной мощности разряда, позволяющие идентифицировать наблюдаемые страты в рамках кинетической теории стратификации.

Построена математическая модель отражения лазерного излучения линзой Люнеберга, используемой в эталонном спутнике «Блиц». Определены траектория распространения лучей внутри линзы и угловые характеристики отраженных световых лучей. Рассчитаны скоростная аберрация и дополнительное отклонение лучей относительно наземного приемника, что необходимо учитывать при спутниковой лазерной дальнометрии космических аппаратов, входящих в состав ГЛОНАСС.

Разработан подход к формированию структуры базы данных «Оружие нелетального действия» (ОНД), рассматриваемой как средство информационного обеспечения для автоматизированных систем проектирования оптимального облика ОНД и инструмент формирования входных данных для систем оценки и прогнозирования рисков развития ОНД-технологий с перспективой создания фундамента для развития современных CALS-средств применительно к исследуемой предметной области. В основу положены авторские классификации ОНД по различным признакам, в том числе по физической природе фактора воздействия и уровню завершенности разработки. Предложен новый подход к классифицированию исследований в области ОНД. Представлены заложенная в программную реализацию базы данных общая схема жизненного цикла ОНД, схема реляционной базы данных, а также пользовательский интерфейс доступа к данным.

Представлены результаты численного моделирования процесса возбуждения детонации в зарядах взрывчатого вещества (ВВ), ограниченных стальными оболочками толщиной 4 и 12 мм, при воздействии цилиндрических ударников массой 18,6г в диапазоне скоростей 750…2 300 м/с. При воздействии высокоскоростных ударников на ограниченные оболочкой заряды в ВВ образуются сильные ударные волны (УВ), которые могут инициировать детонацию. Возникнет ли детонация или нет, зависит не только от амплитуды и длительности УВ, которые, в свою очередь, определяются скоростью и диаметром ударника, но и от характера ограничения. Получено, что при воздействии ударников на заряды ВВ в тонкостенных оболочках детонация возникает в УВ, образующихся на начальной стадии ударного взаимодействия, с малым временем задержки, а при воздействии на заряды ВВ в толстостенных оболочках возбуждение детонации на пределе происходит с заметной задержкой при пересечении УВ, отраженных от стенок оболочки. В исследованных случаях критическая скорость ударника, необходимая для возбуждения детонации в зарядах ВВ в толстостенной оболочке, оказалась меньше, чем для зарядов ВВ в тонкостенной оболочке. Разработана численная методика, которую можно использовать в дальнейших исследованиях для определения критических условий ударно-волнового возбуждения детонации в различных оболочечных взрывных устройствах.

На основе представления полиномиального распределения как условного совместного распределения независимых пуассоновских случайных величин получены доверительные интервалы для эмпирических функций распределения, построенных по группированным данным. Оценки доверительных границ далее применяются при построении доверительных интервалов для ROC-кривых. Указанные оценки могут быть использованы в автоматизированных процедурах контроля качества продукции при обнаружении и идентификации несплошностей, аномалий в структуре конструкционных материалов и их элементов, для повышения надежности и эффективности этих процедур при малых объемах выборок.

Аналитически и численно исследованы связанные с генерацией внутренних волн силовые воздействия резко стратифицированного течения морской среды на элементы различных конструкций. Получены интегральные представления для волнового сопротивления и подъемной силы, влияющих на элементы конструкций как в нижнем, так и в верхнем слое стратифицированного потока. Проведены численные расчеты для реальных морских течений. Выявлены условия, при которых гидродинамические воздействия на элементы конструкций достигают экстремальных значений.

Рассмотрены вопросы решения задач с нелинейными системами управления схождением колес автомобиля в движении. Обосновано применение нелинейных элементов в математических моделях этих систем. Представлена модель системы управления схождением в математическом пакете MATLAB Simulink, примененная для решения во временной области, а также схема решения задачи расчета передаточных функций системы. Приведены результаты расчета нелинейной и линеаризированной систем управления схождением колес во временной области и дана их сравнительная оценка. Определены коэффициенты линеаризации нелинейных элементов системы, которые могут быть использованы в расчетах системы управления схождением при случайном нагружении.

Статья посвящена актуальной в настоящее время задаче контроля нефтяных загрязнений на водной поверхности. Разработан лазерный спектрофотометрический метод, позволяющий дистанционно проводить измерения толщины пленок нефти и нефтепродуктов на речных, озерных и морских акваториях. Лазерный измеритель основан на использовании четырех длин волны излучения. Он расположен на авиационном носителе и облучает морскую поверхность вертикально вниз. Показано, что разработанный четырехволновой лазерный метод позволяет измерить толщину тонких (толщиной менее длины волны лазерного излучения) пленок нефти и нефтепродуктов на взволнованной морской поверхности с погрешностью не более 20 %.

Рассмотрен способ определения пеленгов и координат источника радиоизлучения при приеме радиосигналов с использованием антенных систем (АС) произвольной формы, состоящих из слабонаправленных и направленных элементов (вибраторов). В настоящее время используют многопозиционные системы регистрации, размещенные как на земле, так и на летательных аппаратах. Повышения точности и скорости определения пеленгов и координат источника радиоизлучения в описываемом способе достигают за счет использования при определении пеленгов особенностей АС, позволяющих учесть влияние помех на значения пеленгов, и путем сведения алгоритма определения параметров сигнала к прямому расчету по элементарным формулам. Определяют точечные оценки координат источника радиоизлучения по имеющемуся набору измерений пеленгов различными методами с учетом погрешностей всех измерений и получают эллипсоид рассеяния координат. Достигаемый технический результат — существенное повышение скорости и точности определения азимутальных и угломестных пеленгов и амплитуды сигналов при приеме радиосигналов источника радиоизлучения. Повышение точности определения координат источника получают также за счет использования методов конфлюэнтного анализа, которые учитывают погрешности всех исходных данных, участвующих в расчете параметров сигнала.

Рассмотрена возможность использования в технологиях разрушения и разделения материалов электродинамических воздействий, связанных с электрическим взрывом в жидкой среде, созданием электродинамических сил между токопроводящими элементами путем пропускания по ним импульсного электрического тока, использованием методов магнитно-импульсной обработки материалов, в частности, метания металлической пластины, разогнанной импульсным магнитным полем. Предложенные технологии могут прийти на смену традиционным взрывным технологиям с использованием химических взрывчатых веществ, которые загрязняют окружающую среду и небезопасны при транспортировке и хранении.

Рассмотрены вопросы анализа, оценки и расчета надежности автоматизированных станочных систем (АСС), а также основные параметры, влияющие на надежность АСС. Представлен расчет функциональной надежности гибкого производственного модуля с использованием схемно-функционального метода. Проанализирована возможность получения информации о надежности АСС при ограниченном числе объектов испытания. Рассмотрены вопросы формирования запаса надежности АСС и его использования для оценки надежности АСС. Приведены примеры влияния запаса надежности по отдельным параметрам на ресурс АСС.

В статье приведены результаты применения математического моделирования для одного из основных методов исследования физико-химических свойств поверхности твердого тела ? дифракции электронов. Кратко изложены основы теории процесса дифракции микрочастиц, описан алгоритм расчета (в программе MathCAD) и приведено графическое представление полученных результатов. Рассматриваемая работа позволяет прогнозировать процессы дифракции отраженных электронов на поверхности монокристалла при задаваемых параметрах исследуемого процесса. Полученные результаты моделирования дифракционных процессов могут быть использованы в качестве наглядного иллюстративного материала при изучении электронографии.

Обоснован выбор органического цикла Ренкина для утилизации теплоты. Приведен алгоритм расчета полезной работы в установках, где температура греющего источника составляет порядка 100 °С и действительный КПД цикла равен примерно 7 %. Проведен анализ различных рабочих тел. Особое внимание уделено выбору детандера. Рассмотрена возможность применения радиальных и осевых турбомашин, роторных, поршневые, пластинчатых и спиральных детандеров. Отдано предпочтение спиральным детандерам, так как они обладают рядом преимуществ, таких как отсутствие клапанов, возможность полного уравновешивания, компактность, большой ресурс работы. Проанализировано несколько вариантов применения цикла Ренкина, рассказано о перспективах дальнейших исследований.

Рассмотрено решение некорректных задач методами многокритериального математического программирования, позволяющими избежать введения параметров регуляризации. Используются одновременно метод сжатия области допустимых значений и целевое программирование, позволяющие учесть неотрицательность и ограниченность решения. Метод показан на примере определения параметров ядерного взрыва по изотопам криптона и ксенона. При регистрации малого числа изотопов применяют объединение двух видов мгновенного деления урана 235 и плутония 239 в один вид деления. Одновременно рассматривают варианты механизма ядерного взрыва. Находят точечные оценки вкладов различных видов деления в суммарную активность изотопов. Для определения момента сепарации tq вклады qN j рассчитывают при разных значениях tq и выбирают значение tq , при котором отношение 2 true 2 1 1 1? ( ) ( , )( ) / ( ) n m m i ij q j j i j j A t a t t N N ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? минимально. Для этой цели сформирован функционал F, из которого искомые вклады получают путем дифференцирования его по элементам системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) при фиксированных значениях удельной активности на каждой итерации.

Разработана математическая модель системы регулирования конденсационной турбины ПТ-25/30-90/10М (ПТ-12/15-35/10М) Калужского турбинного завода. Турбина активного типа имеет два регулируемых (производственный и теплофикационный) и три нерегулируемых объема для регенеративного подогрева питательной воды. Эта турбина предназначена для привода синхронного электрического генератора типа ТВС-30 мощностью 30 МВт с частотой вращения 3000 об/мин и для снабжения тепловых потребителей паром из регулируемых отборов. Динамика системы регулирования турбины описывается нелинейной системой из двенадцати дифференциальных уравнений. Проанализированы модели турбины путем численного решения дифференциальных уравнений на ЭВМ и проведено сравнение полученных результатов с результатами экспериментов, подтвердившее высокую степень адекватности математических моделей.

Рассмотрена задача доверительного оценивания показателей надежности системы с нагруженным резервированием внутри различных подсистем по результатам испытаний ее компонентов (элементов, подсистем). Получены асимптотические (для случая высокой надежности) выражения для доверительных границ функции надежности системы.

Построена гидродинамическая модель деформируемого хвостового плавника, работающего в режиме равномерного прямолинейного движения. Получены зависимости коэффициента силы тяги и гидродинамического коэффициента полезного действия от частоты колебаний и положения оси угловых колебаний. Исследовано влияние деформации концов модели хвостового плавника на его гидродинамические характеристики.

Представлены результаты исследования динамики движения и переноса энергии при сверхзвуковом течении в донной области. Показано, что течение в донной области существенно зависит от структуры пограничного слоя на участке между задней кромкой и точкой прилипания на осевой линии, в которой сходится пограничный слой, оторвавшийся от задней кромки. Исследовано влияние массоподвода газа в донную область с поверхности тела и дна и теплообмена в донной области. Получено решение задачи о ближнем следе за осесимметричным телом без учета рециркуляции на ограниченном расстоянии от кормовой части.

Одной из операций, выполняемых манипуляционными роботами (МР), является приближение МР к объекту с помощью системы технического зрения (СТЗ) для получения данных о взаимном расположении схвата и объекта. Предложен способ определения координат камеры СТЗ относительно объекта посредством обработки изображения при управлении космическим манипуляционным роботом (КМР) в режиме близкого движения у мишени. Разработано программное обеспечение и представлены результаты полунатурного моделирования операции наведения МР.

В МГТУ им. Н.Э. Баумана разработан аппаратно-программный комплекс для моделирования и отработки роботизированных операций захвата и перемещения объектов. Представлены структура, алгоритмы функционирования и программное обеспечение аппаратно-программного комплекса для решения задач автоматического захвата объектов манипулятором, оснащенным схватом с тактильным очувствлением. Приведены примеры выполнения операций автоматического захвата недеформируемых объектов прямоугольной формы.

В статье представлены основные цели, стоящие перед системой образования на этапе перехода к постиндустриальному обществу. Показано, что пособом достижения этих целей является организация исследовательской деятельности обучающихся в системе непрерывного образования. Разработана обобщенная модель организации исследовательской деятельности для всех категорий обучающихся в системе непрерывного профессионального образования.

Рассмотрены предназначение и содержание учебной дисциплины «Физика и естествознание», в основе которой лежат фундаментальные физические положения, принципы и законы. Дисциплина носит универсальный и интегральный характер, что позволяет рассматривать самые разнообразные по своей природе и сложности явления и объекты и делать заключения об их динамике и эволюции. Предполагается, что освоение данной дисциплины позволит студентам поднять общекультурный статус приобрести широкий набор универсальных компетенций, которые потребуются будущим бакалаврам при осуществлении профессиональной деятельности.

Исследованы возможности повышения точности лазерного гирометра в режиме измерения малых постоянных угловых скоростей путем подавления помех на выходе прибора различными цифровыми фильтрами. При этом рассмотрен случай, когда уровень помех, вызванных вибрационными возмущениями, на несколько порядков превышает уровень измеряемого сигнала. Проведено моделирование работы таких цифровых фильтров, как фильтры Баттерворта и Чебышева II рода с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), фильтра Блэкмана — Наталла с конечной импульсной характеристикой (КИХ), фильтра, построенного на базе робастной селекции прямых линий регрессии, в условиях вибраций. В результате исследования установлено, что в случае достаточной ресурсоемкости микропроцессора наиболее эффективно подавляет помехи фильтр, построенный а базе робастной селекции прямых линий регрессии, что позволяет измерить постоянную малую угловую скорость с приемлемой точностью при интенсивных вибрациях основания, вызванных, например, работой двигателя.

Кристаллизация биоматериалов в настоящее время необходима в биологии и медицине для определения пространственных структур органических молекул кристаллографическими методами, что в дальнейшем позволяет проводить как синтез новых веществ с требуемыми свойствами, так и решать некоторые фундаментальные вопросы функционирования живых систем в целом. Одним из важнейших факторов, определяющих успех этих исследований, являются процессы роста биокристаллов, осуществляемые не только в наземных, но и в космических экспериментах. Способ температурного управления процессами кристаллизации белка является значительно более технологичным и более эффективным для выращивания высокосовершенных кристаллов по сравнению с традиционными методами, при этом исключается конвекция в растворе, а также практически устраняется влияние вибраций на процессы кристаллизации, и таким образом в земных условиях обеспечивается максимально возможное приближение к диффузионным условиям тепломассопереноса в растворе белка, а в космических условиях — диффузионный режим, т. е. условия самоорганизации макромолекул белка при встраивании их в кристаллическую решетку. При этом процесс кристаллизации макромолекул становится управляемым и воспроизводимым. На основе проведенного анализа сделан вывод о необходимости создания автоматизированной установки с управлением температурой процессов зарождения и кристаллизации белков как наиболее эффективной для получения высокосовершенных белковых кристаллов. На основе разработанной простой по конструкции маломассогабаритной установки-кристаллизатора проведена серия экспериментов по успешному получению качественных кристаллов белка лизоцима.

Посвящена исследованию процесса останова и повторного запуска ПВРД на твердом топливе. Представлены результаты математического моделирования процесса останова ПВРД газогенераторной схемы путем изменения критического сечения газогенератора и создания в камере дожигания непригодных для горения условий. Намечены пути уточнения модели путем исследования границ устойчивого горения топлива при различных сочетаниях давления, температуры и коэффициента избытка окислителя, а также границ устойчивой работы воздухозаборного устройства при наличии газогенераторной струи.

Рассмотрена задача управления колебаниями системы «маятник — тележка» с приводом. Тележка с маятником является механической системой, состоящей из маятника, прикрепленного к тележке, которая катится свободно по плоской поверхности. для синтеза алгоритма управления используется метод скоростного биградиента. Поскольку система управления является двухкаскадной, а цель управления зависит от фазовых переменных только выходного каскада, целесообразно воспользоваться первым и третьим этапами этого метода. Управление механической подсистемой осуществляется на основе энергетического подхода с частичной линеаризацией. Энергетический подход хорошо зарекомендовал себя в задачах стабилизации неустойчивого положения равновесия маятниковых систем и управления колебаниями. В работе приводится процедура синтеза и результаты моделирования, подтверждающие достижение заданной цели управления.