МГТУ им. Н.Э. Баумана (статьи)

Обработка материалов резанием до настоящего времени является основным способом изготовления изделий машиностроения. В результате научных исследований в различных областях обработки материалов резанием повышается эффективность процесса резания. Описан эксперимент исследования температурного поля в очаге резания при фрезеровании сплава ВТ-6. На основании полученных данных построена зависимость максимальной температуры нагрева сплава в очаге резания для каждого прохода фрезы. Установлено, что с увеличением числа проходов фрезы по поверхности заготовки повышается максимальная температура нагрева в очаге.

Представлены результаты экспериментальных исследований и сравнительного анализа гидравлических характеристик дистанционирующих ячеистых решеток тепловыделяющих сборок реакторов ВВЭР. Приведено описание фрагментов используемых решеток, рабочего участка и аэродинамического стенда. Определен коэффициент гидравлического сопротивления дистанционирующих решеток с ячейками различных типов.

Исследован спектр собственных значений квантовых систем, допускающих в классическом пределе существование квадратичных по импульсам первых интегралов. В качестве примеров рассмотрена задача о двумерной потенциальной яме конечной глубины и квантовом ротаторе. Проведено сопоставление бифуркаций в классической и квантовой задачах. Показано, что наличие дополнительного первого интеграла накладывает лишь частичный запрет на существование сепаратрисных контуров. Выявлена алгебраическая структура классических интегралов, которая предопределяет возможность приведения функции Гамильтона к лиувиллевскому типу и разделению переменных в уравнении Гамильтона – Якоби, что влечет за собой разделение переменных в уравнении Шредингера.

Выведено уравнение энергетического баланса самолета с шасси на воздушной подушке, включающее затраты мощности на взлет и работу шасси. Уравнение энергетического баланса в безразмерной форме позволяет связать суммарную потребную ощность самолета с такими безразмерными параметрами, как относительная площадь, удлинение, высота воздушной подушки и аэродинамическое взлетное качество самолета. Дан краткий анализ влияния этих параметров на энерговооруженность самолета.

Проведен анализ известных методов сборки полупроводниковых приборов с помощью монтажа flip–chip и выявлены их основные недостатки. Предложена методика ормирования шариковых выводов, позволяющая значительно повысить эффективность сборки интегральных микросхем. Осуществлен подбор материалов для формирования ассива шариковых выводов, а также определены режимы формирования контактов. Особое внимание уделено установлению технологических параметров применительно к рупносерийному производственному оборудованию, что является существенным заделом для практического применения метода.Предложенный метод можно использовать ак при производстве корпусных интегральных микросхем, так и при бескорпусном монтаже полупроводниковых электронных устройств на печатные платы и гибридные нтегральные микросхемы.

Представлено описание учебного стенда и методики лабораторного количественного изучения вынужденных механических колебаний и резонанса с использованием в качестве крутильного осциллятора гальванометра или подобных приборов. Осциллятор гальванометра полностью соответствует классической задаче о вынужденных колебаниях: переменная сила, создаваемая переменным током генератора, изменяется по гармоническому закону и прикладывается непосредственно к инерционному телу, а диссипативная сила сопротивления пропорциональна скорости движения этого тела. Приведены результаты лабораторного изучения вынужденных и собственных колебаний осциллятора. Описанная методика изучения колебаний имеет преимущества по сравнению с известными способами.

Представлены результаты экспериментального исследования процессов плазменной обработки кварцевых частиц в аргоновой струе стационарных электродуговых плазмотронов различного типа и мощности. Установлены особенности модификации гранулометрического состава, структуры и химического состава твердофазных примесей и газожидкостных включений перерабатываемых концентратов. Определены условия осуществления процесса, при которых может быть получен особо чистый кварцевый концентрат.

Рассмотрены предпосылки появления нового класса объектов автобронетанковой техники. Изложена история разработки объектов типа MRAP в Российской Федерации. Описаны особенности конструкции различных образцов типа MRAP. Отмечено отсутствие в номенклатурах свойств объектов автобронетанковой техники свойства «эвакоспособность». Предложено расширить понятие «эвакоспособность» для объектов типа MRAP.

Установлена интерполяционная оценка для среднего количества безотказных срабатываний радиоэлектронной аппаратуры, у которой интенсивность отказов образует монотонно возрастающую последовательность при включениях в работу и выключениях из нее. В случае монотонного убывания интенсивности отказов при срабатываниях установлена экстраполяционная оценка среднего количества безотказных срабатываний. Доказана достижимость установленных оценок.

Приведены результаты экспериментальных исследований в широком диапазоне частот поляризационных индикатрис рассеяния октаэдрной компоновки трехгранных уголковых отражателей с секторными гранями, полученные во временной области с помощью установки для измерения параметров антенн в условиях бокса ограниченных размеров и безэховости. Выполнено сравнение результатов измерений во временной и частотной областях. Оценены метрологические возможности экспериментального стенда и рассмотрены пути их улучшения.

Приведены методики и результаты экспериментальных исследований радиопоглощающих структур на плоских металлических подложках и трехсекторных гранях одного из восьми трехгранных уголковых отражателей, образующих октаэдрную компоновку. Данные получены во временной области с помощью установки для измерения параметров антенн при автоматической калибровке коэффициента отражения либо по обратной стороне подложки, либо по одному из пяти трехгранных уголковых отражателей, оставшихся с непокрытыми гранями, в процессе вращения исследуемых структур на опорно-поворотном устройстве.

Приведены результаты измерений диаграмм направленности и коэффициентов усиления зеркальной антенны с облучателем обратного излучения трехсантиметрового диапазона, полученные во временной области в условиях бокса ограниченных размеров и безэховости при оптимальной фокусировке в зону расположения датчика поля с последующим преобразованием результатов измерений в частотную область. Предложена методика настройки оптимального расположения облучателя обратного излучения для фокусировки зеркальной антенны на бесконечность.

Начиная с 1930—1940 гг. в военно-научной литературе публикуются сведения о бронебойном действии свинцовых пуль и о предельно высокой эффективности продуктов взрыва металлического свинца. Экспериментальные результаты в то время были получены при исследовании выстрела легкой свинцовой пулей, пробивавшей броню толщиной 12,8 мм на скорости 1 700 м/с. Сохранится ли эффект бронепробития при меньшей скорости свинцовой пули (снаряда), оставалось невыясненным до настоящего времени. Показано, что эффект пробития броневой плиты средней твердости толщиной 35 мм свинцовым ударником диаметром 30 мм сохраняется и при меньшей скорости ударника, равной 667…760 м/c. Данное значение практически совпадает с критической скоростью взрывоподобного разрушения свинца, определяемой теоретически.

Рассмотрены экспериментальные исследования точностных характеристик триангуляционного метода при измерении топографии поверхности технологических изделий сложной формы, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Проанализированы выбор и влияние конструктивных характеристик системы, углов падения и отражения лазерного излучения, формы и среднеквадратического отклонения параметра шероховатости поверхности. Исследовано влияние ориентации канавок микроструктуры профиля эталонного образца на экспериментальную системную погрешность измерения на длине волны лазерного излучения 0,633 мкм. Предложен метод цифровой обработки зарегистрированного изображения профиля поверхности, позволяющий минимизировать погрешности измерения координат энергетического центра тяжести лазерного пятна подсвета и выделять четкие контуры детали на фоне спекл-шумов и шумов электронного тракта. Приведены результаты экспериментальных исследований разработанного лабораторного стенда, а также точностные границы его применения в задачах технологического контроля.

Построена математическая модель переноса тепловой энергии в композите, модифицированном фуллеренами. Получены оценки эффективного коэффициента теплопроводности такого композита при наличии промежуточного слоя между фуллеренами и матрицей, в том числе с использованием двойственной вариационной формы математической модели процесса стационарной теплопроводности в неоднородном твердом теле. Получено ограничение на интервал изменения объемной концентрации фуллеренов, в пределах которого представленные оценки сохраняют смысл.

Методами численного моделирования исследованы особенности развития вихревых возмущений на стадиях стационарной (развитой) турбулентности и затухания. Предложен и верифицирован подход к моделированию стационарной стадии турбулентности как развивающегося во времени винеровского случайного процесса. На стадии затухания турбулентности обнаружен эффект обратной эволюции возмущений, направленной на укрупнение масштабов вихревых структур за счет механизма диффузии вихрей.

Представлено описание лабораторной установки для изучения адиабатического расширения газов путем измерения давления и температуры газа перед расширением и сразу после расширения. Дано описание малоинерционного термометра сопротивления. Приведены результаты измерения адиабаты для влажного воздуха и показателя адиабаты.

Проведен расчет энергетических молекулярных постоянных (колебательных, вращательных, центробежных) и радиационных параметров (коэффициентов Эйнштейна, сил осциллятора, факторов Франка-Кондона), волновых чисел вращательных линий электронноколебательно-вращательного перехода и радиационных времен жизни для колебательно-вращательных уровней энергии возбужденного состояния димеров цезия и рубидия. Расчеты проведены на основе полуэмпирических потенциальных кривых, построенных в настоящей работе.

В статье дано описание экспериментального стенда для изучения процессов адсорбции на вакуумных адсорбентах. Приведены результаты исследования адсорбции воздуха на активированном угле марки СКТ-4 при температурах, превышающих 293 K. Этот режим интересен с точки зрения регенерации адсорбента. Получены значения постоянных адсорбции для уравнения типа Генри двумя методами. Сделан анализ полученных результатов и даны рекомендации по методике проведения экспериментов для обеспечения наибольшей точности.

Представлены результаты теоретического исследования и критерии эффективной реализации плазмохимического метода прямого получения кремния из кварца. Показана возможность производства кремния указанным методом с выходом до 90 %.

Разработана структурная схема средства аварийной защиты (САЗ) жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) на основе регистрации амплитуды напряженности магнитного поля, обладающего большим быстродействием (0,01 с) по сравнению с традиционными средствами (0,04…0,05 с). Выполнено моделирование системы камера ЖРД — первичный измерительный преобразователь магнитного поля высокотемпературного потока продуктов сгорания углеводородного топлива, определено время инерционности (время быстродействия) при скачкообразном изменении давления в камере сгорания (КС) и диаметра критического сечения сопла. В результате параметрического анализа установлено, что на конечное быстродействие такой системы главным образом влияет объем КС диагностируемого двигателя, конструктивные особенности измерительного преобразователя и параметры колебательного контура. Временны?е особенности переходного процесса предлагаемой САЗ позволяют рекомендовать электрофизические характеристики как источник информации о работоспособности ЖРД.

Представлены методика и результаты теоретического анализа эффективности применения сепарирующих устройств, предназначенных для работы в составе турбинного привода энергетической установки. Проанализированы показатели и выработаны критерии энергетической эффективности применения сепарирующего устройства в составе энергоустановки.

Рассмотрены новый метод интенсификации теплообмена с использованием пористых сетчатых материалов и принцип межканальной транспирации теплоносителя, сочетающий высокую интенсивность теплообмена, присущую высокотеплопроводным пористым материалам, и низкие гидравлические потери. Приведены результаты экспериментального исследования гидравлического сопротивления при одномерной и двумерной фильтрации теплоносителя. Получено обобщающее критериальное уравнение теплообмена при двумерном течении теплоносителя через пористый сетчатый материал. Определены оптимальные параметры материала. Показана высокая эффективность пористого теплообменного тракта с межканальной транспирацией теплоносителя по сравнению с гладким и оребренным трактами.

Построена математическая модель переноса тепловой энергии путем теплопроводности в композите с изотропной матрицей и анизотропными шаровыми включениями. Тепловой контакт матрицы с включениями является неидеальным. Получены оценки эффективного коэффициента теплопроводности такого композита для материала включений, имеющего кристаллическую структуру, соответствующую основным типам систем кристаллической решетки. В силу электротепловой аналогии эти оценки могут быть интерпретированы также применительно к электропроводности композита.

Рассматриваются вопросы, связанные с организацией и проведением экспериментальных исследований механических характеристик материалов, применяемых при изготовлении отдельных элементов космических аппаратов, а также с исследованием динамических характеристик элементов космических аппаратов на примере трансформируемого рефлектора ферменного типа. Параметры его конечнолементной модели уточняются по результатам наземных частотных испытаний. Путем исключения из расчетной модели условий нагружения конструкции при испытаниях определены частоты и формы собственных колебаний рефлектора, соответствующие условиям его функционирования на орбите. Из расчетной конечно-элементной модели рефлектора удаляются конечные элементы, описывающие систему обезвешивания, жесткости мембран силовозбудителей и массы их подвижных частей. Уточненная таким образом конечно-элементная модель рефлектора может быть включена в общую расчетную схему космического аппарата для анализа его динамики.

Для исследования теплофизических свойств сверхпроводящего ниобия разработана вставка в криостат с вакуумной камерой. Рабочий диапазон температур 1,4. . . 10 K. Представлена конструкция градусной камеры, охлаждающей образец. Расчетная холодопроизводительность градусной камеры составляет 10 мВт. Описаны особенности конструкции и работы криостата.

Рассмотрен газодинамический подход к описанию процессов, приводящих к образованию лидера — локальной области значительной пространственной неоднородности концентрации заряда и, как следствие, сильного электрического поля, инициирующего пробой атмосферного газа. Найдено решение системы нелинейных уравнений гидродинамики слабоионизованного газа в одномерном случае и получены распределения концентрации частиц и электрического поля в потоке газа. Начальные условия задачи в значительной степени определяют режимы развития неустойчивости исходного распределения концентрации заряженных частиц и исследованы области изменения параметров, при которых нарастание электрического поля приводит к возникновению линий разрыва, аналогичных ударным волнам в газах, но имеющим электрическую природу компрессии. Получены численные решения системы уравнений без каких-либо приближений, использованных ранее. Показано, что в гидродинамическом потоке происходит значительное нарастание электрического поля и неоднородности распределения концентрации, однако поле остается конечным в принятых пространственно-временных масштабах грозового облака.

Электронный курс (ЭК) начинается с учебного плана, согласно которому изучаются разделы: «Физические основы механики», «Физическая термодинамика», «Электромагнетизм» и «Волновые свойства света». В электронный сборник, насчитывающий 298 задач из известных задачников по общей физике для технических вузов со ссылками на них, подбирались задачи, имеющие эффективные реализации в технике и технологии. В теоретическом разделе, занимающем наибольшее по объему место в ЭК, рассмотрены все вопросы, указанные в учебном плане, он разбит на десять частей. Приведены примеры решения 79 задач по каждому из 16 практических занятий. Основное внимание уделено подробному решению, развитию графической составляющей этих решений и связи с теоретической частью ЭК с помощью гиперссылок между отдельными файлами. Настоящий ЭК апробирован в течение последних десяти лет в потоке плохо- и неслышащих студентов, которые обучаются в МГТУ им. Н.Э. Баумана, и рассылается студентам по электронной почте в формате pdf и doc.

Описана экспериментальная установка для измерения лазерно-индуцированных спектров флуоресценции различных подстилающих поверхностей и нефтяных загрязнений. Представлены методика измерения и последующая обработка регистрируемого сигнала. Исследована флуоресценция нефтяных загрязнений на фоне различных подстилающих поверхностей. Приведены результаты измерения спектров флуоресценции.

Рассмотрена возможность диагностики различных видов рака кожи — плоскоклеточного рака, эпителиоидноклеточной меланомы, инфильтрирующей карциномы — с помощью терагерцовой спектроскопии. Показано, что изображающая система, построенная на основе сканирующего терагерцового спектрометра, позволяет определить полную область поражения кожи раком, найти все зоны поражения, включая не обнаруживаемые визуально или с помощью существующих систем диагностики. В ходе эксперимента получены параметрические изображения образцов кожи in vitro. На параметрических изображениях всех образцов наблюдается контраст между больными и здоровыми тканями. Обзор существующих аппаратных методов исследования заболеваний кожи, а также результаты экспериментальных исследований показали перспективность разработки новых терагерцовых систем диагностики заболеваний эпителиальных тканей.

Приведены методика и результаты экспериментальных исследований, позволяющие оценить работоспособность несущих конструкций ракет-носителей в условиях нестационарного температурного и силового воздействий. Материал образцов для исследований имеет те же структурные параметры, что и реальные конструкции. Единственным отличием от них является отсутствие кривизны: образцы представляют собой плоские прямоугольные пластины с подкреплением нагруженных торцов. Работоспособность образцов оценивается в условиях одностороннего нагрева с одновременным нагружением на сжатие. Законы изменения нагрузки и температуры нагреваемой обшивки соответствуют законам изменения этих величин в наиболее опасной зоне при штатной эксплуатации. Объектами исследований могут быть образцы — элементы любых несущих конструкций. Чаще всего испытания проводятся для трехслойных образцов с сотовым заполнителем и обшивками из углепластика. В настоящей работе представлен пример таких испытаний.

Рассмотрены вопросы экспериментального определения скорости горения энергетических конденсированных систем (ЭКС) в условиях высокого давления на стационарных и нестационарных режимах. Дано обоснование выбора метода измерения, описание экспериментальной установки, обозначены особенности практической отработки установки. Приведены результаты экспериментальных исследований ЭКС различного состава.

Представлены результаты экспериментального исследования системы газодинамического воспламенения топливной смеси в ЖРД малой тяги. Принцип работы системы, состоящей из сверхзвукового сопла и резонатора с конфузорным входом, основан на реализации в ней циклического процесса прохождения в застойную зону резонатора ударных волн, генерируемых на входе в конфузор, что в конечном итоге приводит к диссипации кинетической энергии сверхзвуковой струи и интенсивному выделению теплоты. В работе экспериментально определены АЧХ системы, интенсивность тепловыделения в резонаторе и уровень температуры торцовой стенки.

Разработаны технология и методика назначения параметров изготовления теплоизоляционных материалов (ТИМ) из базальтовых волокон методом фильтрационного осаждения. Предложена методика определения геометрических размеров образцов ТИМ на основе базальтовых волокон и стеклянных микросфер. Экспериментально установлено, что указанные ТИМ при нагреве до температуры 400 °С обладают низкой теплопроводностью, равной 0,04 Вт/(м·K). Намечены пути дальнейших исследований ТИМ с другими, более теплостойкими связующими.

Рассмотрена важная проблема гальванического производства —обеспечение рекуперации воды и ценных химических соединений на базе операционных модулей травления и обезжиривания c многоступенчатой системой промывки деталей. Установлены закономерности изменения концентрации раствора на поверхностях деталей и в системе распределенной промывки, что необходимо при разработке ресурсосберегающих операционных модулей травления и обезжиривания гальванического производства.

Приведены результаты экспериментального исследования высоконапорной вихревой ступени турбомашины с устройством для снижения потерь от балластного газа в проточной части. Представлены рекомендации по геометрии устройства, обеспечивающие повышение КПД вихревой ступени турбомашины.

Методом энтропийно-статистического анализа исследованы циклы (простой и с экономайзером) парокомпрессионной холодильной машины, работающей в режиме кондиционирования воздуха на разных хладагентах. Расхождение полученных расчетных значений адиабатной работы сжатия со значениями, определенными по диаграммам. Проведенный в рамках энтропийно-статистического анализа расчет распределения потерь работы в холодильной машине дает возможность выделить определенные элементы (узлы), которые требуют особого внимания. Выявлено также влияние вида хладагента на распределение потерь работы сжатия в холодильной машине.

Методом энтропийно-статистического анализа исследованы простой, с промежуточным хладагентом и регенеративный циклы одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машины, работающей в режиме кондиционирования воздуха на разных хладагентах. Расхождение полученных в результате анализа расчетных значений адиабатной работы сжатия со значениями, определенными по диаграммам.

Построена математическая модель переноса тепловой энергии в композите с включениями шаровой формы (в общем случае в виде полых шаров). Учтена возможность возникновения промежуточного слоя между включениями и матрицей. Получены оценки эффективного коэффициента теплопроводности такого композита, в том числе с применением двойственной формулировки вариационной задачи стационарной теплопроводности в неоднородном твердом теле. Проведенный параметрический анализ позволил установить области применения найденных оценок, которые могут быть использованы для прогноза эффективного коэффициента теплопроводности композитов, в частности, модифицированных наноструктурными элементами.

Построена математическая модель переноса тепловой энергии в композите с включениями шаровой формы (в общем случае в виде полых шаров). Между включением и матрицей предполагается наличие промежуточного слоя, в котором коэффициент теплопроводности изменяется непрерывно между его значениями для включения и матрицы. Получены оценки эффективного коэффициента теплопроводности такого композита, в том числе с применением двойственной формулировки вариационной задачи стационарной теплопроводности в неоднородном твердом теле. Проведенный параметрический анализ позволил установить области применения найденных оценок, которые могут быть использованы для прогноза эффективного коэффициента теплопроводности композитов, в частности, модифицированных наноструктурными элементами

Построена математическая модель переноса тепловой энергии в композите с включениями шаровой формы (в общем случае в виде полых шаров). Учтена возможность возникновения неидеального теплового контакта между включениями и матрицей. Получены оценки эффективного коэффициента теплопроводности такого композита, в том числе с применением двойственной формулировки вариационной задачи стационарной теплопроводности в неоднородном твердом теле. Проведенный параметрический анализ позволил установить области применения найденных оценок, которые могут быть использованы для прогноза эффективного коэффициента теплопроводности композитов, в частности, модифицированных наноструктурными элементами.

Рассмотрены существующие подходы восстановления данных при логических повреждениях систем разделов накопителей. Предложен новый алгоритм восстановления данных, который работает корректно при наличии в адресном пространстве накопителя логических элементов, похожих на логические элементы системы разделов, корректных по формату, но не относящихся к системе разделов накопителя.