Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом

В методических указаниях приведены рекомендации по выполнению лабораторных работ в соответствии с рабочей программой дисциплины. В каждой лабораторной работе указаны цели и задачи, приведены контрольные вопросы для подготовки к ее выполнению. Список литературы поможет студенту подготовиться к выполнению и сдаче лабораторной работы. Выполнение лабораторных работ позволит студентам освоить общекультурные и профессиональные компетенции, что важно для их будущей профессиональной деятельности.

Пособие содержит материалы по основным вопросам функционирования и разработки микропроцессорных систем. В издание включены лабораторные работы, которые выполняются с использованием современных интегрированных систем разработки программного обеспечения для микроконтроллеров, а также расчетно-графическое задание по проектированию микропроцессорной системы.

Рассмотрена разработка программного обеспечения для современных многоразрядных микропроцессоров отечественного производства. Представлены практические работы по изучению архитектуры микропроцессора, применению его аппаратных модулей для решения различных задач, возникающих в приборостроении. Практические работы проводятся с использованием учебного микропроцессорного стенда.

Практикум состоит из двух частей. Во второй части приведены лабораторные работы по изучению инструментов для подготовки и проведения инженерного анализа объектов с контролируемой микроструктурой композитных конструкционных материалов.

В учебно-методическом пособии рассмотрены практические и самостоятельные работы по курсу «Машины и оборудование непрерывного транспорта», охватывающие расчёт основных машин и оборудования — ленточного конвейера, пластинчатого конвейера, винтового конвейера и пирамидального бункера. Пособие направлено на изучение методик расчёта машин и оборудования непрерывного транспорта, их основных механизмов и определение основных параметров.

В первой части учебного пособия рассматриваются математические модели динамических систем в виде дифференциальных уравнений, передаточных функций и переменных состояния. Представлен пример разработки программного модуля для исследования системы управления с двигателем постоянного тока. Во второй части пособия рассмотрен процесс разработки автоматных моделей систем на примере коптильной установки.

Приведена классификация основных методов местоопределения в глобальных навигационных спутниковых системах. Рассмотрены абсолютные и относительные методы местоопределения различной точности и оперативности по измерениям систем ГЛОНАСС и GPS, в том числе с использованием систем широкозонной дифференциальной коррекции. Описано местоопределение как статического, так и динамического потребителя. Значительное внимание уделено высокоточному абсолютному местоопределению. Изложены теоретические и методические материалы к лабораторным работам по местоопределению потребителя в глобальных навигационных спутниковых системах.

Рассмотрен способ разработки программируемых устройств, основанный на модельно-ориентированном проектировании. Приведены примеры использования данного способа при разработке типовых радиотехнических устройств на наиболее распространенных микроконтроллерах фирмы Atmel. Освоение модельно-ориентированного проектирования на бюджетных, массового применения платах Arduino обеспечивает готовность разработчиков к широкому и эффективному использованию программируемых микроконтроллеров, сигнальных процессоров и ПЛИС при разработке радиотехнических систем различного назначения.

В учебном пособии описаны основные понятия в области нанонауки, дана классификация наноматериалов и методов их получения, представлены методы синтеза наноразмерных оксидных наноматериалов, рассмотрены основные нанотехнологии, позволяющие формировать структурированные наноматериалы. Представлено соотнесение терминов и определений на русском и английском языках, что будет полезно молодым ученым и исследователям для корректного понимания англоязычных авторов и написания рукописей на английском языке.

В учебном пособии представлены положения, рекомендации и основные особенности молниезащиты различных объектов высоковольтной электроэнергетики – воздушных и кабельных линий электропередачи, а также подстанций среднего и высокого напряжения. Особое внимание уделено действующей нормативно-технической документации по молниезащите различных элементов электрической сети, внедрению инновационных технических решений, позволяющих повысить технико-экономические показатели и надежность эксплуатации объектов электроэнергетики при воздействии грозовых перенапряжений.

Пособие посвящено рассмотрению прикладных методов моделирования гидроприводов с применением специализированного программного приложения Festo FluidSim. Даны основные теоретические сведения по гидроприводу и его базовым компонентам. Приведены методики моделирования и симуляции гидропривода путем составления принципиальных гидравлических схем. Адресовано студентам, обучающимся по указанным выше направлениям, а также будет полезно студентам при выполнении учебных заданий по дисциплинам «Гидравлика и гидропривод», «Гидро- и пневмопривод», «Гидропневмоавтоматика», «Гидравлика, гидро- и пневмопривод».

Представлены сведения в области проектирования и расчета цифровых радиорелейных линий связи и спутниковых систем по технологии VSAT. Приведен общий алгоритм проектирования ЦРРЛ, рассмотрены особенности расчета параметров РРЛ и критериальные оценки качества проектируемой трассы. Представлены особенности построения спутниковых систем по технологии VSAT, изложены методы расчета взаимного географического расположения спутника и наземной станции, энергетических показателей спутниковых линий связи и требуемых значений сигнал/шум, а также рассмотрены вопросы оптимизации спутниковой сети VSAT.

Рассматриваются вопросы изучения основных принципов управления роботами-манипуляторами, рассмотрен необходимый математический аппарат для решения задач по управлению такими роботами-манипуляторами. На примере учебного роботизированного комплекса рассмотрен ряд практических работ.

Содержит основные теоретические сведения и методические указания по выполнению лабораторных работ по разделу «Материаловедение» дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов». Для проверки полученных знаний предложены контрольные тестовые задания.

Представлены лабораторные и курсовая работы по теме курса, список рекомендованной литературы. Пособие окажет помощь в изучении дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация», а также при выполнении лабораторных и курсовой работ (включены задания и методические указания) по данной дисциплине.

Приведены методы анализа, выбора и расчета прецизионных механизмов микро- и наноперемещений с учетом их функционального назначения и заданных параметров движения исполнительных механизмов оборудования для микро- и нанотехнологий. Рассмотрены методы вибрационной защиты прецизионного оборудования, принципы разработки динамических моделей и алгоритм процесса управления прецизионными механизмами перемещений для обеспечения требуемых параметров. Определены основные параметры механизмов прецизионных перемещений.

Изложены закономерности формирования строения материалов в процессе кристаллизации, пластического деформирования, термической обработки и сварки. Приведены технологические способы управления строением и свойствами сплавов, основные свойства конструкционных и инструментальных материалов. Рассмотрены физико-химические процессы, протекающие при изготовлении изделий в парогазовой, жидкой, твердожидкой и твердой фазах, принципы выбора оптимальной марки материала и метода получения проектируемых изделий. Даны примеры изготовления деталей машин обработкой давлением и резанием, литьем и сваркой. Второе издание (1-е изд. — 2014 г.) дополнено сведениями по аддитивным технологиям, формированию фасонных изделий из твердожидких заготовок, а также о новом технологическом процессе — сварке трением с перемешиванием.

Приведены указания к выполнению лабораторной работы. Для студентов, изучающих дисциплину «Информационно-телекоммуникационные сети».

Изложены основные теоретические сведения об операторной и комплексной передаточных функциях. Приведен пример расчета передаточной функции простейшего четырехполюсника, построены графики его амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик. Представлены схемы для экспериментального исследования частотных характеристик ряда простейших четырехполюсников. Описана последовательность проведения эксперимента. Даны методические указания к выполнению лабораторной работы.

Приведена методика оптимального выбора материалов для деталей двигателей внутреннего сгорания на основе анализа условий эксплуатации. Большое внимание уделено особенностям состава, структуры и свойств современных металлических и альтернативных материалов для изделий энергетических машин. Рассмотрены методы упрочняющей обработки, проведено сравнение отечественных материалов и покрытий с зарубежными аналогами.

Учебно-методическое пособие призвано оказать помощь студентам очного и заочного обучения для бакалавров инженерных специальностей направления «Агроинженерия» в овладении знаниями и организации работы по курсу «Монтажа электрооборудования и средств автоматизации». Издание включает в себя обзор перечень заданий для самопроверки.

Рассмотрены основные характеристики сигналов и каналов телерадиовещания, базовые процедуры, используемые при обработке звукового вещательного сигнала (ЗВС); основные алгоритмы обработки сигнала в канале передачи. Проведен анализ и оценка искажений сигнала на всех этапах его передачи – от первичного цифрового преобразования до аудиопроцессорной обработки. Особое внимание уделено проблеме объективной оценки качества ЗВС в системах, не нормируемых в рамках современного метрологического обеспечения. Рассмотрен современный подход, реализованный в виде метода комплексного статистического оценивания, связанный с объективной оценкой качества передачи реального вещательного сигнала по изменению его временных и спектральных статистических параметров.

Изложены основы теории моделирования и расчета эффективности работы радиосистем управления (РСУ) атмосферными и космическими объектами с применением ЭВМ. Приведены различные виды классификации процессов моделирования радиотехнических систем и их моделей, математические описания моделирования процессов и систем. Рассмотрены методологии структурного анализа, методы и средства имитационного моделирования РСУ. Описаны пакеты прикладных программ моделирования систем самонаведения атмосферных летательных аппаратов при наличии нескольких целей и организованных помех, а также моделирования возмущенного движения космических аппаратов по некеплеровской орбите при оскулирующих элементах, учитывающих гравитацию Луны, Солнца, земные гравитационные аномалии и световое давление. Пособие соответствует программе дисциплины «Моделирование и оценка эффективности РСУ».

В учебном пособии представлены численные методы математического моделирования литейных технологий и приведены сведения о системе основных физико-математических уравнений, реализованных в программном комплексе LVMFlow для моделирования процессов, протекающих в отливках, получаемых различными способами литья. Пособие содержит теоретические материалы, рекомендации и примеры, на которых изучаются теоретические основы и практика моделирования литейных технологий с применением системы компьютерного моделирования LVMFlow.

В пособии представлена разработка компьютерных моделей электронных устройств аналоговой обработки сигналов с целью исследования частотных характеристик схем. Во второй части пособия методика частотного анализа схем использована для анализа схем, содержащих трансформаторы, гираторы, биполярные и полевые транзисторы. Рассмотрен метод переменных состояния и его применение для анализа переходных процессов с использованием системы Matlab и библиотек Simulink. Приведены типовые примеры расчёта, задания на лабораторные работы, контрольные вопросы.

Рассмотрена разработка компьютерных моделей электронных устройств аналоговой обработки сигналов с целью исследования частотных характеристик схем. В первой части пособия дано введение в систему Matlab; изложены основы методики частотного анализа электрических схем; приведены типовые примеры применения этой системы, задания на лабораторные работы и контрольные вопросы.

Практикум состоит из двух частей. В первой части приведены лабораторные работы по изучению инструментов подготовки и построения расчетных моделей, используемых при проведении анализа объектов с контролируемой микроструктурой композитных конструкционных материалов.

В учебном пособии освещены и систематизированы несколько разрозненные теоретические знания и практические навыки, полученные при изучении отдельных курсов дисциплин специальности 15.03.01 «Машиностроение», профиль подготовки «Машины и технология литейного производства».

Монография посвящена исследованию физических и конструктивно-технологических особенностей резонансных отрезков электродинамических замедляющих систем и структур с метаматериалами для создания на их основе многофункциональных элементов, узлов и модулей, обеспечивающих миниатюризацию и улучшение электрических параметров и характеристик микроволновых частотно-селективных устройств. Предложенные и разработанные конструкции перспективны для применения в составе современных средств телекоммуникаций и связи.

Рассмотрены основные вопросы математического моделирования стохастических и детерминированных процессов на основании эмпирических данных, а также формирования аналитических математических моделей. Приведены примеры построения математических моделей и задачи для самостоятельного решения.

Работа посвящена вопросам проектирования и применения печатных антенных решеток отражательного и проходного типа. Представлен электродинамический анализ и построены математические модели многоэлементных антенных решеток в интегральном исполнении. Рассмотрены этапы построения микроволновых устройств пространственной, частотной и поляризационной селекции и трансформации, конструктивно реализованных в виде многоэлементных дифракционных решеток в печатном исполнении. Разработаны методики проектирования таких устройств на основе их электродинамического анализа и последующего конструктивного синтеза. Рассмотрена возможность применения таких устройств в качестве микроволновых компонентов интеллектуальных радиоэлектронных покрытий. Проведен анализ современного состояния и тенденций дальнейшего развития микроволновых устройств пространственной, частотной и поляризационной селекции и трансформации на основе печатных антенных решеток. Исследованы электродинамические характеристики этих решеток и даны рекомендации для их автоматизированного проектирования.

В учебном пособии излагаются основы метода молекулярной динамики, являющегося одним из эффективных методов при моделировании физических процессов. Учебное пособие предназначено для подготовки бакалавров по направлению 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств». Пособие рекомендовано для студентов, обучающихся по данному направлению, а также для специалистов в области конструирования электронных средств.

Одним из решений, позволяющим повысить объем хранения и скорость обработки паллетированных грузов на складах, является использование гравитационных стеллажей для паллет. В качестве элементов безопасной эксплуатации таких конвейеров широко применяются центробежные фрикционные ролики, обеспечивающие скорость движения паллеты в пределах, не превышающих допустимых значений. При работе центробежных фрикционных роликов возможно попадание в атмосферу продуктов износа – тормозной пыли, которая оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека. Поэтому актуальной задачей является исследование работы тормозных роликов фрикционного типа с точки зрения экологической оценки выделяемой тормозной пыли. В работе проведена оценка концентрации мелкодисперсных частиц размерностью от 10 мкм до 2,5 мкм при работе центробежных фрикционных роликов в гравитационных стеллажах для паллет, предложена методика оценки их концентрации в рабочей зоне склада. Введен коэффициент экологичности конструкции тормозного ролика фрикционного типа, который является одним из факторов, определяющих максимальное количество торможений, и принимает значения от 0 до 1,0 для различных конструктивных исполнений фрикционного ролика - закрытого типа, вентилируемого и открытого типа. Результаты экспериментального исследования материалов фрикционных пар тормозных роликов показывают, что максимальное количество торможений обеспечивается при давлении на фрикционную накладку 0,1 МПа, что соответствует массе паллеты 1000 кг. Рассмотрен пример использования методики оценки концентрации частиц в рабочей зоне для склада, состоящего из одного блока гравитационных стеллажей для паллет 1200х800х1500 мм (длина х ширина х высота), массой 1000 кг, общим количеством паллетомест 546. Анализ полученных результатов показал, что максимальное количество торможений паллет при котором будет достигнута предельно допустимая концентрация частиц размерностью от 10 мкм до 2,5 мкм и максимальная оборачиваемость склада могут служить комплексной оценкой его экологичности.

В учебно-методическом пособии приведена классификация лифтов. Рассмотрены вопросы безопасности ведения монтажных работ.

Приведены условия, варианты и примеры решения типовых задач по разделу «Основы взаимозаменяемости» курса «Метрология, стандартизация, сертификация». Приведен необходимый справочный материал, выдержки из стандартов.

В монографии представлены результаты исследования способа дистанционного теплового контроля мощностных показателей машинно-тракторных агрегатов. Кроме того, с помощью разработанного способа возможно определить степень загрузки трактора при работе в полевых условиях и выполнении сельскохозяйственным орудием технологической операции на исследуемом агрофоне. При этом трактор может работать или с перегрузкой, что влияет на надежность, или недогруженным, что сказывается на экономичности – неэффективном расходе топлива. Это позволяет рекомендовать ту или иную оптимальную комплектацию при составлении машинно-тракторного агрегата. Особенностью способа также является возможность определения мощностных показателей не в стационарных условиях, а в процессе работы. При этом учитываются агроклиматические условия, рельеф местности, тип почвы, выбранный режим движения сельскохозяйственного агрегата. При разработке предлагаемого способа использован математический аппарат с оригинальным теоретическим материалом. Все это позволяет оптимизировать технологический процесс возделывания с.-х. культур в региональных условиях.

Работоспособность сборного дереворежущего инструмента зависит кроме многих факторов от особенностей конструкции узла крепления режущего элемента. Для выбора сборного дереворежущего инструмента, который соответствовал бы требованиям производства, не существует четких критериев, раскрывающих основные влияющие на стойкость факторы. Моделирование термодинамических процессов в условиях контактного взаимодействия элементов дает возможность выбора конструкции для эффективного применения и повышения стойкости устройства. Цель исследования – моделирование термодинамических процессов в узле крепления режущего элемента в корпусе сборного дереворежущего инструмента для оптимизации его конструктивных и технологических параметров, а также режимов работы. Предметом исследования являются условия контактного взаимодействия и теплообменные процессы между элементами устройства. Сконструирован узел крепления режущего элемента и разработана модель взаимодействия частей механизма сборного дереворежущего инструмента. Дальнейшие задачи: построение модели термодинамических процессов в узле крепления режущего элемента; вывод рекомендации по выбору конструкции сборного дереворежущего инструмента на стадии проектирования – реализованы в работе, продолжающей проводимое исследование. На основе стандартного исполнения дереворежущей цилиндрической насадной фрезы была создана конечно-элементная модель контактного взаимодействия шероховатых волнистых поверхностей частей конструкции. Сделаны выводы о возможности дальнейшего аналитического моделирования контактных условий при имеющихся параметрах. С учетом данных конструирования и полученных показателей сил резания древесины определены сближения контактирующих поверхностей и радиусы единичных площадок касания. Методология и методы включают теоретическое исследование и математическое моделирование, в т. ч. конечно-элементный анализ. Полученные модели могут быть использованы в создании комплексной стойкостной схемы дереворежущего инструмента с учетом других факторов. Основным результатом данного этапа работы является получение модели контактных условий и исходных данных для дальнейшего моделирования термодинамических процессов в узле крепления ножа в корпусе дереворежущей фрезы для прогнозирования его теплового состояния. Для цитирования: Капустина Н.А., Малыгин В.И., Мелехов В.И., Слуцков В.А. Моделирование дискретных контактов термодинамической системы элементов сборной дереворежущей фрезы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 4. С.162–172. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-162-172.
Operational capability of a modular wood-cutting tool depends, besides many factors, on the design features of cutting element fastening unit. There are no clear and precise methods that explain major factors influencing tool durability for selecting the design of the modular wood-cutting tool, which would meet production requirements. Thermodynamics modeling under contact interaction of elements enables to choose a design for effective application and increases the tool efficient life. The research purpose is modeling of thermodynamic processes in the cutter element fastening unit in the wood-cutting tool body in order to optimize the design, technological parameters and operating modes of the tool. The research subject is the contact interaction conditions and heat transfer processes between the device elements. The cutting element fastening unit is designed and the model of interaction between the parts of the mechanism of the modular wood-milling tool is developed. Further tasks, namely, development of a model of thermodynamic processes in the cutting element fastening unit, discussion of the results and identifying the recommendations for choosing the design of the modular wood-cutting tool at the design stage were realized in a work that continues the ongoing research. The finite-element model of rough wavy surfaces contact interaction of design elements was developed on the basis of standard design of a shell-type plain woodmilling cutter. The analysis concluded that further analytical modeling of contact conditions with existing parameters is possible. The contacting surfaces approach and the radii of single contact areas were determined taking into account the data of design and calculation of wood cutting forces. These results will be used next in modeling of thermodynamic processes. Methodology and research methods comprise theoretical study and mathematical modeling, including finite-element analysis. The models developed are possible to be used in the creation of a complex durability model of the wood-cutting tool with regard to other factors. The main result of this research stage is obtaining the model of contact conditions and initial data for further modeling of thermodynamic processes in the knife fastening unit in the milling body to predict its thermal condition. For citation: Kapustina N.A., Malygin V.I., Melekhov V.I., Slutskov V.A. Modeling of Discrete Contacts for the Thermodynamic Element System of a Modular Wood-Milling Cutter. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 4, pp. 162–172. DOI: 10.37482/0536- 1036-2021-4-162-172.

Содержит теоретический и практический материал по метрологии, системе метрологического обеспечения, взаимозаменяемости, стандартизации и сертификации.

Рассмотрены основные типы малых холодильных машин, описаны конструкции компрессоров, теплообменных аппаратов, вспомогательного оборудования малых холодильных машин и установок, методики испытания и получения характеристик ряда холодильных машин.

Предназначено для самостоятельной проработки студентами разделов «Модели и чертежи деталей, выполняемые средствами твердотельного моделирования» и «Электронная модель и чертеж сборочной единицы» дисциплины «Инженерная графика». Представлены методика и приемы работы по созданию моделей сборочных единиц изделий, сборочных чертежей и спецификаций в среде современных версий программы Autodesk Inventor. Рассмотрены основные операции для создания сборок, средства выбора элементов моделей изделий, режимы наложения сборочных зависимостей. Приведены сведения по оформлению сборочных чертежей и спецификаций в соответствии со стандартами Единой системы конструкторской документации и по управлению библиотеками стандартных изделий. Практические рекомендации направлены на совершенствование знаний и навыков, а также на ускоренное освоение программы Autodesk Inventor.

Изложены основные теоретические сведения о составе, принципе действия универсального лабораторного стенда, используемого как основное оборудование для проведения лабораторных работ по дисциплине «Электротехника». Приведены характеристики основных измерительных приборов и устройств, задание, порядок выполнения и методические указания к проведению лабораторных работ.

Рассмотрены вопросы, связанные с разработкой твердотельных усилителей для аналоговых трактов радиотехнических систем. Определена область применения транзисторных усилителей, указаны особенности их построения. Приведен алгоритм расчета усилителей в соответствии с основными системными требованиями, даны примеры расчета.

Представлены основные понятия и выражения, необходимые для расчета пространственных параметров гауссова пучка, формируемого устойчивыми двухзеркальными резонаторами и оптической системой. Рассмотрен пример выполнения домашнего задания по дисциплинам «Основы квантовой электроники», «Физические основы лазеров» и «Лазеры», приведены критерии его оценки, а также условия и варианты домашнего задания.

Приведены сведения по основам работы в системе геометрического моделирования КОМПАС-3D, системе моделирования процессов пластического деформирования листовых материалов PAM-STAMP 2G и системе моделирования процессов сварки и наплавки VISUAL WELD для моделирования процессов восстановления деталей в машиностроении.

Издание содержит материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами». Представлены сведения о физических основах капиллярных методов контроля. Подробно рассмотрены физические основы методов капиллярной дефектоскопии, оборудование и технология капиллярной дефектоскопии. В приложении даны варианты типовых заданий для проведения промежуточной аттестации студентов.

Приведены материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами», основанные на исследованиях в области контроля герметичности. Усвоение материала учебного пособия позволит студентам получить практические навыки решения теоретических и практических задач.

Приведен материал для дополнительных занятий по курсу «Научная работа студентов», который основан на работах в области ультразвукового контроля, позволяющих студентам получить практические навыки измерения акустических параметров ультразвуковых волн, построения диаграммы направленности преобразователей.

Пособие предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Ожижители природного газа». Приведено описание термодинамических основ энтропийно-статистического анализа. Рассмотрены необходимые исходные данные и среднестатистические величины, используемые в расчете установок. Показана общая последовательность определения дополнительных затрат работы для компенсации производства энтропии в различных элементах установки сжижения природного газа, в том числе в цикле с предварительным охлаждением парокомпрессионной холодильной машины. Даны вопросы и задания для самоконтроля.

Изложены краткие сведения о материалах с особыми магнитными и электрическими свойствами, которые применяют в современных конструкциях приборов и устройств. Приведена классификация пермаллоев, а также магнитотвердых материалов. Показано влияние химического состава и технологических факторов на свойства порошковых магнитомягких ферритов. Приведена методика экспериментального определения магнитных и электрических свойств материалов. Выполнение конкретных заданий на лабораторных занятиях направлено на установление закономерных связей, раскрывающих влияние химического состава и условий обработки на структурное состояние и свойства магнитомягких и магнитотвердых материалов, а также проводников электрического тока.

Изложены методы проектирования машин и механизмов на основе формирования целевых функций в виде критериев оптимальности, таких как расход энергии, габаритные размеры, время разгона машин. Акцентировано внимание на методах повышения экономичности машин с рекуперацией энергии торможения. В каждом разделе пособия приведены вопросы для самоконтроля.