Инженерное дело. Техника

Статья посвящена исследованиям в области совершенствования частотных методов измерений различных параметров материалов и веществ с помощью индуктивных и емкостных датчиков. Для повышения точности приборов резонансного контроля предлагается использование многопараметровых методов измерений и линейной развертки частоты возбуждающего сигнала. Выполнены аналитические и экспериментальные исследования процессов, связанных с появлением дополнительных погрешностей измерений, возникающих от влияния активных потерь в контролируемом материале и от «сноса» резонансной частоты, определены пути уменьшения этих погрешностей

Произведен анализ конструкции и принципа работы стенда для испытания и диагностирования шаровых шарниров. Составлена его расчетная схема, определены допущения и ограничения при математическом моделировании. Разработана и обоснована математическая модель подвески автомобиля. Выполнена реализация математической модели в программной среде Mathcad

В работе приводится алгоритм и расчетные формулы для моделирования пространственно-временных процессов распространения поверхностных волн Рэлея. В качестве исходных данных используются упругие постоянные грунта и акселерограмма вертикального движения. Акселерограмма представляется в виде пакета монохроматических волн Рэлея, движущихся в пространстве с постоянной фазовой скоростью.

Даны общие положения теории надежности строительных конструкций. Изложены современные подходы к расчету зданий и сооружений на сейсмические воздействия. Особое внимание уделено определению параметров и моделированию сейсмического воздействия на основе записей инструментальных акселерограмм. Предложено два метода для моделирования случайных акселерограмм с заданной спектральной плотностью. Рассмотрены особенности детерминированных решений при выполнении вероятностных расчетов конструкций с учетом физической нелинейности на примере расчета железобетонных плит прямоугольной формы. Приведен сравнительный анализ явных и неявных методов прямого интегрирования уравнений движения при решении динамических задач. Выполнена оценка надежности консольных и опертых по контуру плит больших пролетов при действии случайных сейсмических нагрузок.

Рассматривается движение спутных коаксиальных циркуляционно-продольных потоков жидкости со взаимно противоположным вращением. Такое течение называется контрвихревым и применяется в современных технологиях микробиологической и химической промышленности, в гидротехнике, гидроэкологии, энергетике, двигателестроении. Рассмотрены вопросы математического и численного моделирования контрвихревых течений, а также гидравлика таких потоков, в том числе методики гидравлических расчетов сооружений и оборудования, основанных на их использовании.

Рассмотрены новые методы оценки влияния микровибродинамических многоцикловых нагрузок в системах типа «объект — основание» на формирование сверхпроектных нагрузок на строительные конструкции. Представлены теоретические основы вибродозиметрического метода моделирования вибродинамических и геодеформационных процессов, прикладной динамической теории упругости и метода точечных источников динамических нагрузок для построения типовых схем расчетного моделирования взаимодействия строительных конструкций и оснований.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

Рассмотрены и получены статические и динамические характеристики реологических моделей наследственно стареющих твердо деформируемых материалов (бетона) как вязко-упругих, упруго-пластических, вязко-упруго-пластических сред. Выдвинуты концепции новых направлений развития феноменологических теорий линейной и нелинейной ползучести, упруго-пластичности и колебания вязко-упругих систем. Разработан метод решения интегральных уравнений теорий ползучести, эффективность которого показана решением разных практических задач. Определена целесообразность построения теории колебания вязко-упругих систем на основе меры вязкости материала. Это направление значительно расширяет круг применения теории колебания вязко-упругих стареющих систем для решения проблем динамики сооружений.

Приведены 411 тестовых заданий по разделу «Метрология и технические измерения» дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация». К тестовым заданиям даны ответы.

В статье на основе предложенных В.М. Бондаренко зависимостей построены расчетные модели силового сопротивления сечений железобетонного элемента с учетом коррозионных повреждений. Рассмотрено два варианта поврежденной сжатой зоны

С помощью программы ANSYS методом конечных элементов моделируется процесс упругопластической деформации стальной заготовки с учетом изменения свойств материала. В качестве примера исследуется напряженно–деформированное состояние проволоки в процессе ее волочения с учетом изменения свойств материала при нагревании.

Предложена модификация распределений Пирсона для аппроксимации законов распределения экспериментальных данных, которая позволяет получить более широкий класс законов распределений, чем существующая система распределений Пирсона.

Разработана модель закона распределения непрерывных случайных величин, принимающих как положительные, так и отрицательные значения, на основе гамма-распределения

Рассмотрен ударный механизм III класса при автономном приводе. Получены аналитические зависимости ударной мощности и коэффициента полезного действия механизмов от заданных исходных величин энергии удара Т, допустимой силы отдачи R и максимальной скорости удара V, а также характеристик, определяющих режим движения механизма

В статье рассматривается модель системы передачи информации, использующая несколько электропроводных линий связи и учитывающая явления взаимного влияния между ними. Предлагается решение задачи формирования базисных функций на входе и выходе линий связи смоделированной системы, позволяющее повысить скорость передачи информации и/или её достоверность

Статья посвящена исследованиям в области совершенствования частотных методов измерений различных параметров веществ и материалов с помощью индуктивных и емкостных датчиков. Для повышения точности приборов резонансного контроля предлагается использовать цифровые методы обработки и линейную частотную модуляцию возбуждающего сигнала.

Представлена модель канала передачи измерительной информации в виде зависимости выходного сигнала от входного воздействия, аппроксимируемой степенным полиномом. Получены выражения для коэффициентов аппроксимации в случае передачи импульсного испытательного сигнала и приведен пример их расчета по результатам компьютерного моделирования канала программными средствами Electronics Workbench

Рассмотрено модельное представление работы статико-динамических машин для бестраншейного строительства трубопроводов. Предложена математическая модель, позволяющая оценить режимы движения статико-динамической машины

Представлены результаты экспериментального исследования процесса сгорания природного газа с добавками водорода в одноцилиндровой установке УИТ-85 имитирующей режимы холостого хода. Получены модели, позволяющие проводить расчет средних скоростей распространения фронта пламени в первой о основной фазах сгорания

Представлены результаты экспериментального исследования зависимости характеристик термоионизации от параметров максимального давления в процессе сгорания сжатого природного газа с добавками водорода в поршневой одноцилиндровой установке УИТ-85. Получены модели, показывающие возможность оценки изменения давления в процессе сгорания по параметрам термоионизации для систем диагностики процесса сгорания по ионизационным зондам

Предлагается в развитие [1, 2] метод синтеза структуры систем информационной безопасности для обеспечения конфликтной устойчивости взаимодействия социально-экономических организаций на основе «накрытия» множества объектов воздействия конкурирующих организаций её элементами (подсистемами, комплексами и средствами).

В данной статье рассматривается задача сегментации изображений в условиях непараметрической априорной неопределенности относительно распределений яркостных классов. Отсчеты изображения предполагаются независимыми. В таких условиях применимы ранговые алгоритмы сегментации, но недостатком таких алгоритмов, оценивающих порог по одной рабочей выборке с фиксированным положением или подбором положения, является значительная чувствительность к взаимному расположению области класса и выборки. В отличие от существующих ранговых методов предлагаемый алгоритм использует критерий максимального правдоподобия, вычисляемого по нескольким выборкам. Также в статье изложен способ эффективного вычисления решающей статистики для предлагаемого метода и метода, использующего подбор положения выборки. Способ заключается в предварительном сопоставлении номера выборки каждому рангу и использовании номера выборки для вычисления приращения логарифмической функции правдоподобия. Работа алгоритма была проверена на моделях изображений с нормальными распределениями классов. Приведены зависимости вероятности ошибки по критерию Котельникова от дисперсии распределений классов, количества наблюдений классов в рабочих выборках и расположения пространственно сгруппированных наблюдений класса относительно выборок. Характеристики подтверждают возможность решения задач сегментации полутоновых изображений устойчиво к изменению положения сгруппированных наблюдений.

Рассмотрена задача идентификации радиочастотных (РЧ) условий функционирования объектов радиомониторинга для оперативного и объективного выявления таких причинноследственных РЧ-отношений между радиоэлектронными средствами (РЭC) и средой, по которым бы определялся факт возникновения конфликта применения РЭC на основе механизма формирования и идентификации одноместных радиочастотных отношений.

Приведена классификация малых космических аппаратов по подклассам. Представлены систематизированные сведения об основных технико-экономических характеристиках малых космических аппаратов. Дан обзор областей использования малых космических аппаратов. Содержит дополнительные и уточненные сведения о малых космических аппаратах, появившиеся в открытой печати после выпуска в 2015 году издательством ОмГТУ справочного пособия «Малые космические аппараты».

В статье излагаются методы разработки природных камней Казахстана, элементы систем разработки.

В статье представлены результаты экспертной оценки загрязнения верхней части геологической среды при нефтяных разливах в активно развивающемся в нефтегазовом отношении регионе по разработанной авторами методике. Дано определение геологической среды как объекта исследования и описаны природные и техногенные факторы, влияющие на ее экологическое состояние. Приведены результаты выполненных исследований нефти двух месторождений (Варандейского, Торавейского), расположенных в прибрежной зоне юго-восточной части Баренцева моря. Показаны закономерности изменения физических свойств и химического состава углеводородного сырья в зависимости от глубины его залегания и продолжительности эксплуатации скважин. Актуальность исследований обусловлена тем, что предлагаемая методика позволяет учесть интегральное влияние многокомпонентного загрязнителя (нефти) на геологическую среду прибрежной зоны в случае аварийных ситуаций, что в условиях активного нефтегазового освоения северных территорий чрезвычайно важно с точки зрения охраны окружающей среды. Авторы делают акцент на то, что при разработке экологической документации необходимо на начальных стадиях учесть широкий диапазон характеристик нефти для понимания возможных последствий попадания нефти в геологическую среду. Это позволит оценить потенциальную опасность изменения и активизации мерзлотных процессов, а также способность загрязненных нефтью экосистем прибрежной зоны к самовосстановлению. В работе обоснован выбор влияющих факторов, примененных в экспертной оценке, среди которых особое место отводится основным физико-химическим характеристикам нефти. Изложена суть разработанной авторами методики, представлена шкала балльных оценок, описан математический аппарат применения методики и приведены результаты определения весовых коэффициентов, позволяющих уточнить полученные баллы. В заключение представлены результаты реализации методики на примере Варандейского нефтяного месторождения, расположенного в районе исследования, и выполнено районирование участка по уровню потенциальной опасности нефтяных разливов.

В учебном пособии рассмотрен комплекс вопросов, связанных с аналоговой и аналого-цифровой схемотехникой информационно-измерительных систем (ИИС) и систем управления. Подробно описаны компоненты таких систем (микроэлектронные сенсоры, усилители сигналов, аналого-цифровые преобразователи и устройства отображения информации). Приведены схемы включения элементов ИИС и систем сбора данных (ССД), анализ их погрешностей, программы схемотехнического моделирования элементов ССД в пакете Multisim фирмы National Instruments.

Рассмотрены основные методы компактирования и консолидации порошковых наноматериалов для получения из них изделий. В большей части внимание уделено объемным наноструктурным материалам и изготовленным на их основе керамическим изделиям конструкционного и функционального назначения. Подробно изложены метод УЗ-компактирования порошков, коллекторный метод прессования, приведены конструкции коллекторных пресс-форм для производства порошковых изделий различной геометрической формы. Проанализированы характеристики напряженно-деформированного состояния и реологические свойства уплотняемого порошкового материала, определяющие качество изделий.

Мы живем в эпоху нанотехнологий. Мы уже больше десяти лет прожили в эпохе нанотехнологий. Не знаете? Не верите? Сомневаетесь? Цель этой книги — дать знание, вселить веру, развеять сомнения. Взглянем на нанотехнологии непредвзято и увидим, что они есть не что иное, как новая синтетическая наукоемкая дисциплина, в рамках которой произошло долгожданное объединение физических, химических и биологических знаний. Вглядимся в окружающий мир, в нас самих — и увидим множество нанообъектов, составляющих материальную основу бытия. Посетим промышленные предприятия — и обнаружим разнообразные нанотехнологии. И наконец заглянем в будущее и представим, как нанотехнологии изменят нашу жизнь.

В книге в популярной форме рассказывается о междисциплинарном комплексе технологий, объединенных термином «нано». Одинаково просто рассказано как о «несложных» нанотехнологиях, связанных с вполне понятными на бытовом уровне эффектами, так и о технологиях квантовых, а равно технологиях, построенных на понимании и использовании механизма жизни. Легко и доступно рассказано о множестве возможных практических применений различных наноэффектов, т. е. тех технологий, которые нашли, или в ближайшем (а может и отдаленном) будущем найдут свое применение в различных секторах экономики и человеческой деятельности. Среди таких секторов энергетика, космонавтика, медицина и множество других.

В книге представлены базовые понятия теории переходной схемотехники, необходимые для разработки новой элементной базы суперкомпьютеров различных типов. Теорию переходной схемотехники отличает новая компонентная концепция синтеза наноструктур, в которой минимальным компонентом для синтеза схем является не транзистор, а материал и переход (связь) между материалами. Приводятся данные экспериментального 2D и 3D моделирования физических и электрических процессов в кремниевых переходных наноструктурах с минимальным топологическим размером 10–20 нм и сравнительный анализ четырех типов схемотехник.

Представлены описания лабораторных работ для студентов 2–3-х курсов, обучающихся по специальностям «Нанотехнологии в электронике» и «Квантовая электроника». В ходе выполнения работ студенты ознакомятся с некоторыми методами получения наночастиц и нанокомпозитов, приобретут навыки работы с объектами нанометрового размера и овладеют современными физико-химическими методами исследования. Каждый цикл работ предваряется теоретическим введением, которое может играть роль краткого конспекта лекций.

Материал методического пособия представляет собой часть курса лекций для студентов очной и очно-заочной форм обучения физического факультета. В разделах учебного пособия на основе монографий, учебников, научных статей, различных электронных источников рассматриваются основные современные и перспективные направления функциональной электроники.

Дано краткое описание проекта по модернизации рабочих мест промежуточных испытаний пункта пооперационных испытаний ППК6-2. Рассмотрены технические решения запроектированной испытательной установки.

Рассматриваются вопросы формирования манипуляционной исполнительной системы роботизированных технологических центров как совокупности взаимосвязанных манипуляторов. Приводится основные аспекты построения и управления системой.

В связи с 75-летием создания Института машиноведения им. А.А.Благонравова РАН изложены основные этапы истории его развития и фундаментальные научные результаты, полученные его учеными и специалистами. Отмечается, что машиноведение как научная дисциплина, занимающаяся разработкой теории машин и их комплексными исследованиями, было положено в основу решения АН СССР о создании Института машиноведения в 1938 году в составе Отделения технических наук АН СССР. В задачи деятельности ИМАШ входило решение основных проблем, обеспечивающих научное понимание базовых вопросов машиноведения, его модернизации и создания новых конструкций машин и механизмов.

Предложена многоступенчатая пирамидальная структура системы анализа/синтеза сигналов с формированием группового сигнала на нескольких поднесущих. Предполагается, что на каждой ступени преобразования объединение и разъединение частотных каналов с четными и нечетными номерами выполняется с помощью цифровых гребенчатых фильтров, отличающихся «прореженностью» импульсной характеристики с коэффициентом децимации, кратным степени двойки. Показано, что переход от одноступенчатой к многоступенчатой пирамидальной структуре системы анализа/синтеза сигналов позволяет уменьшить приведенные вычислительные затраты в десятки раз.

Рассматривается метод оценки вариации задержки пакетов, которая нормируется для сети следующего поколения как один из показателей качества обслуживания. Предлагается использовать ряд Эджворта для аппроксимации функции распределения времени задержки пакетов, которая позволяет вычислить искомую вариацию задержки. Оценивается ошибка, обусловленная использованием ряда Эджворта.

Предлагается модель источника трафика для сенсорных сетей слежения за целью. Доказывается, что для узлов таких сетей удобно использовать ON/OFF модель, приводятся параметры распределения длин ON- и OFF-интервалов, полученные в результате имитационного моделирования.

Рассматриваются вопросы радиочастотного контроля, проводимого в целях обеспечения информационной безопасности предприятий. Экспериментальные исследования электромагнитных излучений анализируются применительно к решению задач обнаружения сигналов, несущих конфиденциальную информацию. С помощью статистических методов осуществлена обработка сигналов базовых станций сотовой связи. Показано, что при определенных значениях частотного разрешения приемной аппаратуры квадратурные составляющие комплексного спектра анализируемых сигналов имеют гауссовское распределение.

Предложена методика расчета уровней угроз фрода и DoS в находящейся в эксплуатации системе SIP оператора связи, основанная на методах анализа иерархий (Analytic Hierarchy Process, AHP) и анализа пар (Set Pairs Analysis, SPA). В расчетах по этой методике, как и по предложенным авторами двум другим методикам (см. «ЭС» № 6, 2014, с. 35), учитываются уровни защищенности от угроз безопасности. Эти значения определяются по результатам тестирования с имитацией угроз на действующей сети оператора связи.

Анализируется состояние международной стандартизации программно-конфигурируемых сетей (Software-Defined Network, SDN), архитектура которых, в отличие от традиционной, предполагает отделение плоскости управления от плоскости передачи данных, а также использование специализированного протокола для обмена управляющей информацией между двумя плоскостями, например протокола OpenFlow.

В концепции сетей следующих поколений NGN (Next Generation Networks) в качестве базовой архитектуры для конвергенции фиксированных сетей и сетей сотовой подвижной связи Партнерским проектом по системам 3-го поколения 3GPP (3Generation Partnership Project) и проектом TISPAN (Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking) рекомендована мультимедийная подсистема на базе протокола IP — IMS (IP Multimedia Subsystem) [1].

В адаптивных системах передачи данных вне зависимости от применяемой модели канала возникает необходимость расчета вероятности возникновения m ошибок в блоке длиной n элементов (далее P(m,n)). Различные методики вычисления P(m,n) для случая, когда канал описывается простой Марковской цепью или моделью Гилберта, рассмотрены в [3, 4, 7, 8]. В [5] приводится обзор существующих алгоритмов, а также результаты сравнения методик по параметрам погрешности и вычислительных затрат. Как и для любого метода расчета, соотношение сложность вычисления – точность играет основную роль и будет использовано в работе при сравнении полученных выражений с существующими.

В настоящее время на государственных и коммерческих предприятиях активно используются средства радиосвязи для обмена служебной информацией. Отдельные образцы средств радиосвязи базируются на стандартах передачи информации повышенной скрытности, имеют малые массогабаритные параметры, обеспечены аккумуляторами большой емкости для длительной работы, могут быть запрограммированы для функционирования по определенному алгоритму. Высокий уровень технических характеристик и незначительная стоимость современных средств радиосвязи облегчают злоумышленникам несанкционированную передачу информации конфиденциального характера непосредственно из офисов и служебных помещений предприятий.

Оценка параметров случайного сигнала в условиях априорной неопределенности [1–3] – тема этой статьи. В беспроводных системах связи частотный сдвиг, постоянные составляющие, а также разбаланс синфазной и квадратурной компонент сигнала являются искажениями, ограничивающими качество приема. Для компенсации указанных недостатков разработано много алгоритмов, работающих по определенному пилот-сигналу [4]. Как правило, структура таких алгоритмов зависит от вида используемой тестовой последовательности, часто представляющей собой один и тот же повторяющийся символ.

В настоящее время концепция Интернета Вещей (ИВ) [1, 2] считается наиболее реальным вариантом развития сетей связи на долгосрочную перспективу. В качестве технологической базы ИВ предполагается использовать всепроникающие сенсорные сети (ВСС или USN от англ. Ubiquitous Sensor Networks) [3, 4], которые станут, по всей видимости, наиболее распространенным вариантом применения данной концепции. Уже само название этих сетей (всепроникающие) подчеркивает возможность организации на их базе сколь угодно большого числа приложений. ВСС образуются как самоорганизующиеся сети [5,6] и для них, как для всех сетей связи, также необходимо исследование характеристик трафика.

В ближайшем будущем в соответствии с прогнозами развития телекоммуникаций в мире [1, 2] будет насчитываться несколько триллионов беспроводных телекоммуникационных устройств. Можно предположить, что значительная часть этих устройств будет работать в беспроводных сенсорных сетях (БСС), осуществляющих мониторинг различных характеристик окружающей среды и расположенных в ней объектов. В связи с этим все большую актуальность приобретают исследования как сенсорных сетей в целом, так и трафика, генерируемого в этих сетях, в частности. В статье рассмотрены два приложения всепроникающих сенсорных сетей (USN – Ubiquitous Sensor Networks): медицинская БСС и БСС слежения за целью. Выявлено, что в обоих сценариях трафик, поступающий на шлюз сети, обладает свойством самоподобия. Для оценки степени самоподобия трафика использованы три метода вычисления параметра Хёрста: R/S-анализ, метод Хигучи и локальный метод Виттла. Кроме того, обнаружена зависимость показателя Хёрста от интервала между передачей пакетов в сценарии для медицинской сенсорной сети.

Работа посвящена изучению ползучести нанокомпозитных материалов на основе полимера с наполнителями в виде углеродных нанотрубок и ультрадисперсных алмазов. Выполненное математическое моделирование поведения полимерных нанокомпозитов с использованием ядра Абеля, опирающееся на теорию наследственной механики с определяющим уравнением в виде интегрального уравнения Вольтерра 2-го рода, показало удовлетворительный результат, что указывает на возможность применения вышеуказанной методики для прогнозирования ползучести нанокомпозитных материалов.

Главной целью принятой 23 ноября 2012 года на заседании Правительства Российской Федерации Государственной программы «Развитие авиационной промышленности на 2013 –2025 годы» является создание отечественной высококонкурентной авиационной техники и промышленности. К тому же это должно обеспечить возвращение отечественной авиационной промышленности в тройку мировых лидеров авиастроителей. Наиболее сложной проблемой при выполнении этого решения является задача обеспечения конкурентоспособности современной отечественной авиационной техники. Роль творчества в решении этой задачи решающая. Поэтому в статье рассматриваются теоретические и практические основы современных методов косвенного управления творческой деятельностью.