Инженерное дело. Техника

В методических указаниях рассматриваются современные методы лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород, классификационные и расчетные показатели грунтов. Все методы определения показателей состояния и свойств горных пород изложены в виде инструктивных указаний и сопровождаются описанием новейших приборов и аппаратуры, кроме того, освещаются вопросы, связанные с отбором, упаковкой, транспортированием и хранением образцов горных пород, предназначенных для лабораторных исследований. Рассмотрена методика по определению показателей состояния и физико-механических свойств горных пород. Главное внимание уделено основным положениям расчетного аппарата и расчетным схемам.

В учебном пособии дается целостное изложение современного состояния философии техники. В нем охвачены разнообразные аспекты философии техники, приведены контрольные вопросы, список основных и дополнительных источников для изучения рассматриваемых вопросов, практические задания.

В статье рассматриваются вопросы развития коммунального комплекса в субъектах Крайнего Севера и в Арктической зоне Российской Федерации. Основное внимание уделено социально-экономическим аспектам формирования территориальных систем теплоснабжения, которые в суровых полярных природно-климатических условиях являются базовыми составляющими инфраструктуры жизнеобеспечения. Дана оценка влияния роста коммунальных тарифов на структуру потребительских расходов домашних хозяйств северных и арктических регионов. Показано, что состояние сферы коммунальной энергетики определяет формирование социально-экономической обстановки, инвестиционной привлекательности арктических муниципальных образований, продолжается устаревание и сокращение основных фондов коммунального энергоснабжения, наблюдается высокий уровень коммунальных потребительских расходов. Показано, что снижение инфраструктурной обеспеченности территорий российских северных и арктических регионов связано с сокращением общего числа источников тепловой энергии, территориального энергетического производства, протяжённости сетей тепловых коммуникаций. Усиление указанных энергетических угроз является фактором, ограничивающим социально-экономический рост северных и арктических территорий России.

Приведены краткие теоретические сведения, необходимые для описания свойств конструкционных материалов и процессов, протекающих при обработке материалов давлением и резанием, а также при осуществлении литейных и сварочных процессов. Представлены практические работы, позволяющие изучить физические основы процессов прямого прессования (выдавливания), продольного точения, литья и ручной дуговой сварки.

Представлены основные термины и определения, связанные с вопросами неразрушающего контроля (НК), а также классификация видов и методов НК; приведены методы НК в соответствии с классификацией по способу получения первичной информации; рассмотрены устройство, принцип действия и характеристики первичных преобразователей, использующихся при реализации различных методов НК.

Учебно-методическое пособие посвящено фундаментам высотных зданий и сооружений. Дано краткое описание высотных зданий и сооружений, возведенных в России, раскрыты особенности инженерно-геологических изысканий для высотного строительства, описаны конструкции фундаментов и подземных частей высотных зданий и сооружений, принципы конструирования и расчета по предельным состояниям оснований и фундаментов, даны особенности устройства фундаментов глубокого заложения и гидроизоляции, перечислены контролируемые параметры при проведении геотехнического мониторинга. Включены методические указания к практическим занятиям и выполнению курсового проекта с примером расчетного обоснования выбора фундаментов высотного здания.

Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования с учетом рекомендаций примерной основной образовательной программы высшего образования по магистратуре. Цель пособия — повышение уровня освоения компетенций в области проектирования зданий и сооружений по современному строительству объектов мирового опыта проектирования и строительства. Пособие состоит из двух частей, содержит теоретический материал, примеры расчета и рекомендации для приобретения практических навыков, необходимых для разработки проектных решений по проектированию и строительству зданий и сооружений. Предназначено для решения архитектурно-строительных задач в области физики среды на практических занятиях и в курсовых работах и проектах обучающимися магистратуры.

Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования с учетом рекомендаций примерной основной образовательной программы высшего образования по магистратуре. Цель пособия — повышение уровня освоения компетенций в области проектирования зданий и сооружений по современному строительству объектов мирового опыта проектирования и строительства. Пособие состоит из двух частей, содержит теоретический материал, примеры расчета и рекомендации для приобретения практических навыков, необходимых для разработки проектных решений по проектированию и строительству зданий и сооружений. Предназначено для решения архитектурно-строительных задач в области физики среды на практических занятиях и в курсовых работах и проектах обучающихся магистратуры.

В представленном пособии рассматриваются два классических раздела физики – механика Ньютона и электродинамика Максвелла. При этом основные положения изложены под прикладным углом зрения, приведены примеры инженерной реализации рассматриваемых физических явлений и описывающих эти явления законов и уравнений. Для учащихся предложены небольшие проектные задания по созданию соответствующих технических устройств.

В монографии представлен обзор работ в области высоковольтной электрофизики и диагностики высоковольтного электрооборудования. Изложены результаты собственных исследований авторов, часть из которых не публиковалась на русском языке. Актуальность представляемой работы не вызывает сомнений, поскольку в ней рассмотрены жизненно важные для эксплуатирующих высоковольтное оборудование организаций вопросы диагностирования высоковольтной изоляции. Представлен исторический обзор применения характеристик частичных разрядов для диагностирования высоковольтного оборудования, рассмотрены модели и физическая картина ЧР, время задержки их формирования, связь истинного и кажущегося заряда ЧР, динамика и роль осевших зарядов в процессе ЧР.

Описаны особенности рабочих процессов и функционирования высокотемпературных систем преобразования тока в энергодвигательных установках космических аппаратов, а также методы определения их основных характеристик. Рассмотрены принципы системного подхода к проектированию элементов высокотемпературных систем преобразования тока, изложены методики проектирования и экспериментального исследования их характеристик. Представлены подходы к решению оптимизационных задач создания бортовой энергоустановки, методология применения основных конструктивных принципов при разработке компоновочных схем энергоустановок с различными источниками энергии. Сформулированы требования к системам преобразования тока на базе высокотемпературных плазменных вентилей с цезиевым и бариевым наполнением и высокотемпературной бортовой кабельной сети.

Рассмотрены физические процессы, законы и явления, лежащие в основе различных методов исследования материалов, таких как сканирующая зондовая микроскопия, растровая электронная микроскопия, ИК-спектроскопия, рентгеновская дифрактометрия и др. Представлен материал для самостоятельной работы в виде практических заданий.

В пособии изложены физико-химические основы процессов, протекающих в литейной форме при ее изготовлении, в металлических расплавах при плавке металлов и взаимодействии металла с формой. Описаны методы расчета равновесных систем при физико-химическом взаимодействии друг с другом.

Рабочим инструментом круглопильных станков является круглая пила. Ее состояние во многом определяет качество обработки материала. Полотно круглой пилы в процессе резания подвергается сложному воздействию силовых и температурных факторов. Они вызывают удлинение и деформацию пильного полотна, возникновение внутренних напряжений, выводящих его из плоской формы упругого равновесия и снижающих работоспособность инструмента. Возможность пил противодействовать этим факторам определяется жесткостью и устойчивостью пильного полотна. Полотно круглой пилы принято условно делить на три зоны: периферийную, среднюю и центральную. Наибольшее влияние на устойчивость оказывает средняя часть диска. Первоначально пильный диск имеет плоскую форму равновесия, которое может быть нарушено любым внешним воздействием на пилу в процессе резания. Нарушение равновесия становится причиной отклонения полотна и режущей кромки пилы от исходного рабочего состояния и снижения точности и качества обработки древесины. Для предотвращения влияния внешних сил у круглой пилы в средней части полотна формируют коаксиальные зоны пластической деформации определенной ширины. При этом под действием созданных напряжений появляется эффект натяжения полотна. Применяют два способа формирования таких зон: проковку и вальцевание. Создание нормированных напряжений в пильном диске круглой пилы осуществляют локальным контактным воздействием рабочего органа пилоправного инструмента на стальной диск пилы в определенных местах средней зоны. В обработанных кольцевых зонах формируют напряжения сжатия, компенсирующие силы центробежного ускорения, температурный нагрев отдельных зон полотна пилы, внешние продольные и поперечные изгибающие силы, возникающие в полотне при обработке древесины. Способы создания кольцевых зон полей пластической деформации, предусматривающие механическое воздействие на полотно пилы, имеют существенные недостатки. Для их устранения необходимы принципиально новые технические решения. Предложено формировать коаксиальные поля остаточных напряжений диска пилы термопластическим воздействием, заключающимся в создании нормированных остаточных напряжений в пильном полотне концентрированным тепловым воздействием по всей толщине полотна на локальные коаксиально расположенные по нему кольцевые зоны. Смоделирован процесс формирования коаксиальных кольцевых полей остаточных напряжений в полотне круглой пилы. Рассмотренный способ подготовки пилы позволит повысить ее устойчивость в процессе работы. Для цитирования: Мелехов В.И., Соловьев И.И., Пономарева Н.Г. Формирование коаксиальных полей остаточных напряжений в полотне круглой пилы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 170–177. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-170-177

Рассмотрен спектр философских проблем (онтологических, методологических, гносеологических и социально-этических) наномира с выявлением его сущности с помощью различных подходов и категориального аппарата, выработанного в различных направлениях философии.

Дано описание основных физических явлений при воздействии ускоренных потоков электронов, ионов и газоразрядной плазмы на поверхность обрабатываемых изделий. Рассмотрены ключевые операции изготовления микро- и наноструктур: нанесение тонких пленок в вакууме, вакуумно-плазменное травление и ионная имплантация. Акцентировано внимание на взаимосвязи между характеристиками технологических операций и показателями качества получаемых микро- и наноструктур. Приведены физико-химические модели расчета основных режимов элионной обработки.

Приведены общие сведения о флотационной очистке воды. Изложены краткие сведения о поверхностно-активных веществах и способе определения их концентраций в воде. Описаны лабораторная установка и порядок проведения лабораторной работы.

Изложены основные вопросы физического моделирования (теории подобия и анализа размерностей) в приложении к исследованиям динамики и прочности конструкций ядерных энергетических установок в турбулентных потоках однофазного теплоносителя в условиях нормальной эксплуатации. Сформулированы основные правила и положения физического моделирования с практическими примерами его использования. Приведены необходимые сведения, включая результаты динамических исследований водо-водяных реакторов, оценки погрешности выбранной методики физического моделирования и экспериментальных исследований (физических и численных).

В статье рассматривается разработка на стадии проектирования мобильных канатных комплексов методики формирования эффективной технико-экономической стратегии восстановления критически опасных структурных элементов канатной системы во время плановых ремонтов. Методика базируется на прогнозировании кинетики вероятности безотказной работы канатной системы в целом в течение всего срока ее эксплуатации, исходя из прогнозирования безотказной работы тех структурных элементов системы, отказ которых приводит к аварийному нарушению работы мобильного канатного комплекса. Моделирование включает интегрирование системы дифференциальных уравнений Колмогорова-Чепмена, модифицированной в связи с необходимостью дискретного изменения вероятности безотказной работы элементов, подлежащих замене в моменты времени проведения плановых ремонтов. В качестве технико-экономического критерия эффективности стратегии восстановления канатной системы принято условие получения минимально возможной суммарной стоимости ремонтов канатной системы в течение всего срока ее эксплуатации при обеспечении среднего значения вероятности безотказной работы в течение всего срока эксплуатации, нормируемого в техническом задании на проектирование мобильного канатного комплекса. Формирование указанной стратегии включает планирования графиков проведения, числа, моментов времени, объемов и стоимости плановых ремонтно-восстановительных мероприятий канатной системы. Дано описание компьютерной программы, которая реализует разработанную методику восстановления работоспособности канатной системы. Представлены результаты тестового примера расчета применительно к конкретному проектируемому мобильному канатному комплексу.

Приведены краткие сведения из теории теплопроводности о распространении теплоты при различных граничных условиях, методы расчета некоторых физических величин, полученных от различных источников теплоты, а также примеры применения этих методов к анализу тепловых процессов при различных методах обработки материалов: при литье, давлении, сварке, резании. Рассмотрен термомеханический метод расчета температур, характеристик сопротивления материалов пластическим деформациям, плотностей тепловых потоков, основанный на учете взаимосвязи этих факторов.

Представлены основные сведения о преобразователях различных физических величин. Рассмотрены характеристики электрического, магнитного, электромагнитного и теплового полей; физические эффекты, проявляющиеся в этих полях; принципы работы различных измерительных преобразователей.

Пособие посвящено применению информационных технологий для выполнения технологических расчетов в различных областях современного производства. В основе подхода лежит создание 3D-моделей в современных CAD-системах с последующим анализом их эксплуатационных свойств. Проиллюстрирован переход от уровня физических законов на уровень конструирования различных объектов при проектировании в CAD-системах. В большинстве случаев показано, как поставленные задачи могут быть решены с помощью программного комплекса САПР SolidWorks, содержатся также примеры использования других программных средств («Компас-3D», Salome-Meca). Приведены задания по трехмерному моделированию основных деталей, применяемых в современном производстве.

Рассмотрены основные принципы построения функциональных элементов аналоговой части устройств релейной защиты и автоматики, выполненных на базе операционных усилителей. Для анализа работы операционных схем использовано понятие идеального операционного усилителя, что позволило в достаточно простой форме представить работу изучаемых устройств.

Учебно-методическое пособие предназначено для проведения аудиторных практических занятий и самостоятельной работы по дисциплине «Физические основы электроники» для студентов II курса по направлениям 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» и 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

В монографии изложена теория дальних электропередач как элемента энергосистемы. Рассмотрена структура, основные технические параметры, физико-технические вопросы дальних электропередач, их функционирование в составе энергообъединения, включая вопросы устойчивости и перенапряжений.

Рассмотрены философско-методологические знания, а также социально-этические аспекты науки и техники, характеризующие предмет и профессиональную ориентированность дисциплины, которые востребованы сегодня в разных областях науки и техники, а также в системе управления народным хозяйством (экспертиза научно-технических проектов, консультирование, прогнозирование развития науки и техники).

Рассмотрены определение, классификация, теории упрочнения неорганических композиционных материалов и методы их испытаний. Изложены точки зрения различных авторов на механизм упрочнения композиционных материалов.

Рассмотрены вопросы теории и технологии получения различных по природе материалов и покрытий, факторы, влияющие на их структуру, физико-механические и эксплуатационные характеристики. Изложены физические основы пластичности, прочности и разрушения кристаллических материалов при их деформировании. Приведены широко используемые методы упрочнения материалов и покрытий, а также основные методы измерения и контроля традиционных и наноразмерных пленочных покрытий.

Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с учебным планом и рабочей программой по дисциплине «Философские проблемы науки и техники». В пособии содержатся краткое содержание практических занятий, вопросы к практическим занятиям, для выполнения самостоятельной работы, представлены источники обязательной и рекомендуемой литературы и перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения данной дисциплины.

Учебное пособие представляет собой переработанное и дополненное издание одноименного пособия, изданного авторами в 2006 г. Пособие знакомит с основами взаимодействия физических полей с веществом и физическими эффектами, используемыми для получения измерительной информации, а также с принципами работы датчиков для создания различных средств измерения, диагностики и контроля.

В учебном пособии представлен анализ процессов образования и изменения при рекристаллизационном отжиге поля внутренних остаточных напряжений, определяющего плоскостность полос. Особое внимание уделено математическому описанию формирования различных видов неплоскостности полос при термической обработке в агрегате непрерывного отжига и в колпаковых печах.

Содержатся теоретические сведения об основных понятиях механики деформируемого твердого тела: перемещениях, деформациях, внутренних силах, напряжениях, прочности, жесткости и др., которые положены в основу расчетов строительных конструкций по методу предельных состояний. Для лучшего освоения теоретического материала приводятся примеры простейших расчетов.

В учебно-методическом пособии приводятся исходные данные для проектирования фундаментов, подпорных стен и ограждений котлованов, подробно на примерах описывается классификация грунтов оснований. В конце работы приведены примеры тестовых вопросов для самоконтроля.

В монографии рассмотрены состав и содержание документации, разрабатываемой при производстве строительно-монтажных работ на всех стадиях процесса строительства объекта: подготовки объекта к строительству, основного периода строительства и ввода объекта в эксплуатацию. Приведены как обязательные, так и рекомендуемые формы документации с примерами их заполнения.

Пособие (курс лекций) разработано в соответствии с программой дисциплины и СУОС. Настоящий курс лекций посвящен описанию свойств пористых сред и насыщающих их жидкостей и газов и их использование в практических расчетах. Содержит общие вопросы геологического строения залежи, её физические характеристики, физические и физико-химические свойства насыщающих пород нефти, газа и воды, обработки и оцениванию данных, которые получены при вскрытии пласта и при его последующей эксплуатации.

Настоящее учебное пособие призвано помочь студентам и магистрантам в самостоятельной работе над актуальными философскими проблемами развития науки и техники. Пособие разработано на основе государственного стандарта по вузовскому курсу «Философия» и Программе кандидатских экзаменов по курсу «История и философия науки». Пособие способствует формированию у обучающихся целостного представления о науке и технике как специфических формах человеческой жизнедеятельности.

Рассмотрены этапы формообразования строительных конструкций как циклического процесса генерации конструктивных идей, проектирования, возведения, эксплуатации каждого возведенного сооружения и ее прекращения. Введена необходимая терминология и обоснована новая система из 12 принципов формообразования строительных конструкций — базовых критериев принятия технических решений при проектировании сооружений и по их оценке научно-технической экспертизой.

Рассмотрены базовые положения современного представления о строении и отдельных свойствах микрообъектов от молекул до наноструктур. Изложены основы специально разработанной для описания и теоретического исследования микромира квантовой механики. Специальный раздел посвящен вопросу о физической природе химических связей. В связи с широким применением в строительстве лазеров рассмотрен принцип их действия. Заключительная часть пособия особенно важна для понимания свойств нанообъектов и посвящена вопросам, связанным с физическими процессами на границе микро- и макромиров. Особое внимание уделено проявлению соотношений числа пограничных и внутренних атомов общей структуры.

В учебном пособии рассматриваются актуальные философские проблемы информационного противоборство в мире, прежде всего между Америкой, Россией и Китаем, когда начинают использоваться новейшие информационно-коммуникационные технологии, порожденные разворачивающейся дигитальной (цифровой) революцией.

В пособии рассмотрены элементы электронной теории металлов, классической и квантовой статистики. Даны общие сведения о полупроводниках, описаны механизмы кинетики носителей заряда и проводимость полупроводников. Рассмотрено явление сверхпроводимости. Достаточно подробно изложены контактные явления. Обсуждаются особенности гетеропереходов.

В пособии рассмотрены взаимодействие световых потоков с полупроводниковой структурой, режимы обработки, процессы отжига и рекристаллизации поликремниевых и аморфных слоев, отжига и легирования полупроводниковых структур, формирование контактно-металлизационной системы, планаризация, а также получение диэлектрических пленок.

В книге рассмотрены междисциплинарные аспекты диагностики процессов дефектообразования и накопления повреждений по регистрируемым сигналам сопутствующей акустической эмиссии. Предложен новый подход, состоящий в использовании кинетической концепции прочности, пуассоновской модели процесса дефектообразования и обнаруженных экспериментально физико-механических особенностей явления акустической эмиссии (включая устойчивые в силу ряда предельных теорем статистические параметры случайного процесса акустической эмиссии). Практическое использование полученных результатов показано на примерах диагностики прочности Царь-колокола в Московском Кремле, элементов теплозащиты первого отечественного орбитального космического самолета «Буран», ряда других изделий и объектов ответственного назначения.

Учебник составлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки «Товароведение».

Международный научный журнал «Фундаментальные науки и современность» является электронным периодическим изданием. Ранее журнал выходил под названием «Инженерно-технические решения и инновации» : международный научно-практический журнал. Журнал стремится стать дискуссионной площадкой для начинающих и авторитетных ученых в области любых фундаментальных наук: гуманитарных, естественных и технических. Задачей журнала является распространение результатов научных исследований в сфере фундаментальных исследований, обмен методическими разработками , расширяющих и углубляющих понимание актуальных проблем современной науки. Журнал адресован практикам, ученым, аспирантам, соискателям, магистрантам, студентам и другим заинтересованным лицам.

Изложены физико-химические закономерности процессов, протекающих в ходе спекания. Рассмотрена взаимосвязь технологических параметров с микроструктурой и свойствами керамических, композиционных и наноматериалов, описаны методы прогнозирования и регулирования их основных физических и эксплуатационных характеристик.

Рассмотрены особенности автономных систем электроснабжения населенных пунктов, потенциал возобновляемых источников энергии в районах Красноярского края и Республики Тыва, а также энергетические характеристики фотоэлектрических и гидроэнергетических установок. Значительное внимание уделено вопросам математического моделирования и рационального построения автономных систем электроснабжения с применением энергокомплексов на основе установок, использующих энергию Солнца и воды. Представлены критерии экономической эффективности внедрения фотоэлектрических и гидроэнергетических установок. На примере поселков Красноярского края и Республики Тыва показаны возможности практического применения подобных систем энергообеспечения.

Расширенно представлены теоретические сведения по основным фазовым и структурным превращениям в сплавах при первичной кристаллизации и в твердом состоянии, а также в области упрочнения материалов при подводе нетепловых форм энергии.

Рассмотрены варианты формирования качества добываемого сырья в условиях действующего горно-металлургического комбината. Объектами исследования являются разрабатываемые открытым способом месторождения: Кия-Шалтырское – нефелиновой руды и Мазульское – известняка. Представлена геолого-технологическая оценка данных объектов. Установлены причины недостаточной эффективности действующей технологии формирования качества. Предложена методика обоснования технологии формирования требуемого качества добываемого сырья.

В данной монографии представлены основанные на принципах функциональной интеграции методы построения элементной базы интегральных схем и микросистем: быстродействующих логических и коммутирующих элементов ультрабольших интегральных схем, элементов интегральных систем оптической коммутации ядер в многоядерных УБИС, функционально интегрированных микромеханических гироскопов-акселерометров, элементов распределенных сенсорных систем мониторинга состояния поверхности конструкций.

В учебнике изложены базовые физико-химических принципы создания активных материалов в виде монокристаллов, поликристаллических образцов, керамики, тонких пленок и других видов нанокристаллических материалов.