научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211. ISSN 1994-0408

список аннотаций статей за 2013 год

В статье дано аналитическое решение контактной задачи об упругих деформациях тонкой изоторопной пластины, свернутой в цилиндр, и помещенной в цилиндрическую полость того же радиуса. При этом, пластина только частично прилегает к поверхности цилиндра, на другой части наблюдается отслоение. Для линеаризации основных соотношений предполагается, что пластина мало отклоняется от поверхности цилиндрической полости, так что можно использовать уравнения равновесия, а так же геометрические и физические уравнения цилиндрической оболочки. Изгиб оболочки считается цилиндрическим. Сворачивание пластины учитывается как предварительное напряженное состояние. Предполагается, что оно является состоянием чистого изгиба в одной плоскости. В результате решения определена величина угла отслоения, перемещения и внутренние силовые факторы.

Приведены аналитические зависимости для расчетного определения геометрических параметров и ориентации в корне стружки прямоугольной делительной сетки после двух последовательных больших пластических деформаций (поверхностное пластическое деформирование и резание). Даны картины деформированного состояния материала, полученные в реальных условиях обработки с помощью метода микрокоординатных делительных сеток (сторона квадрата ячейки сетки равна 60 мкм). Приводится сопоставление расчетных картин деформаций и соответствующих экспериментальных величин, зафиксированных в зоне стружкообразования для материалов, относящихся к разным группам обрабатываемости резанием. Установлено, что при резании поверхностно деформированных материалов происходит перераспределение величин деформаций по толщине стружки, наблюдается относительное выравнивание степени деформации по сечению срезаемого слоя.

В статье изложен метод математического моделирования систем с центробежными насосами. С помощью математической модели построена структурная схема, ориентированная на интерактивное решение задачи оптимального управления насосными агрегатами. Приведен пример и результаты расчета аварийной остановки насосного агрегата с учетом момента инерции ротора насосного агрегата, частоты вращения его вала, напорной характеристики насоса и параметров, от которых зависят гидравлические волновые процессы в трубопроводах, подключенных к насосу. Контролируемыми величинами являются частота вращения вала насосного агрегата и величина давления, вызванного неустановившимся движением жидкости на входе в насос. Для этих величин определены переходные процессы при внезапном отключении электродвигателя магистрального центробежного насоса. Научной новизной является представленная в структурной форме математическая модель для исследования аварийных режимов центробежных насосов.

В статье содержится описание динамических процессов в электрогидравлическом регуляторе с электрической обратной связью по давлению. Составлены уравнения линейной математической модели, учитывающие инерцию рабочей жидкости в соединительном трубопроводе в сосредоточенных параметрах. Было проанализировано влияние различных факторов на устойчивость системы. Проведённое исследование показало, что в электрогидравлическом регуляторе давления возможно возникновение незатухающих колебаний, наличие которых во многом зависит от параметров гидравлического сопротивления соединительного трубопровода регулятора. Особое внимание при проектировании необходимо уделять разнице собственных частот электрогидравлического усилителя и гидроаккумулятора.

Димитриенко Ю. И., Соколов А. П., Маркевич М. Н.

Рассматривается задача о расчете эффективных диэлектрических характеристик композиционных материалов со сложной структурой армирования. Используется метод асимптотического осреднения периодических структур для осреднения установившихся квазистатических электрических полей в композитах с диэлектрическими компонентами. Сформулированы серии локальных задач электростатики на ячейке периодичности, сформулирована вариационная постановка локальных задач. Для решения трехмерных локальных задач для композитов со сложными пространственными структурами армирования применен метод конечных элементов. Предложен алгоритм вычисления эффективных тензоров диэлектрической проницаемости пространственно-армированного композиционных материалов. Проведены тестовые расчеты распределения локального электрического поля, эффективных диэлектрических характеристик 3D ортогонально-армированного композиционного материала с различными объемными долями включений.

Исследуется влияние климатических параметров (значения концентрации СО₂ в атмосфере, солнечной постоянной), конфигурации материков, а также распределения глубин Мирового океана, характерных для рассматриваемых периодов времени, на климат. Используется глобальная климатическая модель, включающая модель трехмерной термохалинной циркуляции океана, энерго-влаго балансовую модель атмосферы и модель эволюции морского льда Проведены численные эксперименты по моделированию климата, соответствующего периодам 124 млн лет назад и 200 млн лет назад с резко отличающимися параметрами. Установлено, что выход на стационар происходит через 1500-2000 лет. Получены основные глобальные и пространственные климатические характеристики для атмосферы, океана, морского льда. Расчетная средняя глобальная температура атмосферы укладывается в пределы, реконструированные по данным наблюдений. Изучены особенности циркуляции океана для соответствующих периодов.

Представлены результаты численного исследования влияния взаимодействия масс на тяговые характеристики сферического резонатора пульсирующего двигателя. Проведен анализ особенностей течения в резонаторе в сравнении с теорией неустановившегося истечения. Основное внимание уделяется исследованию степени влияния присоединения цикловых и внешних масс газа на тяговую эффективность. При сопоставлении расчетных данных с результатами экспериментов ставится проблема совершенствования численного метода для быстропротекающих процессов. Исследуется влияние на тяговую эффективность механико-геометрических соотношений, интенсификации процесса присоединения масс и упругости высокотемпературного газа. На основании полученных результатов обозначена необходимость проведения дополнительных комплексных исследований нестационарных эффектов колебательного пульсирующего процесса.

Корсун О. Н., Яцко А. А., Финаев И. М., Чучупал В. Я.

В статье представлена оценка характеристик распознавания речевых команд системой автоматического распознавания речи, основанной на методе скрытых марковских моделей. Исследования проводились в следующих условиях: в лаборатории при отсутствии акустических шумов и помех; при воздействии акустических помех разных видов. Научная новизна представленных результатов заключается в получении объективных количественных оценок дикторонезависимости и помехоустойчивости малословарной системы распознавания, основанной на марковских моделях, а также в разработке рекомендаций по улучшению характеристик распознавания. В статье предложено дальнейшее развитие методик, разработанных авторами ранее для оценивания влияния пилотажных перегрузок на характеристики речи и ее автоматическое распознавание.

В статье представлена реализация плана измерений для оценки метрологических характеристик измерительного канала в условиях эксплуатации сложного технического объекта, функционирующего в условиях эксплуатации технических объектов, к первичным преобразователям которых доступ часто ограничен межремонтными интервалами. В этих условиях необходимо иметь возможность оценки метрологических характеристик измерительных каналов, в условиях функционирующих машин и механизмов. В этом случае контролируемые параметры измерительного канала должны быть независимы от особенностей функционирования изделия и внешних воздействий. Предлагаемая методика реализуется при использовании процедуры многократных измерений, методов планирования измерений. Также выполняется оценка качества измерительной процедуры относительно систематической погрешности и дисперсии с использованием тестового сигнала.

Булдаков Н. С., Самочетова Н. С., Ситников А. В., Суятинов С. И.

В представленной работе рассматриваются вопросы построения математической модели пульсового механизма сердечно-сосудистой системы. Модель строится на основе информации, полученной с помощью электрокардиограммы, фонограммы и пульсограммы. В работе рассматривается возможность обработки этих сигналов во взаимосвязи с использованием нейронной сети Вольтерра.

В статье проанализированы погрешности современных средств бортовых измерений и регистрации. Выделены уравнения пространственного движения самолета, которые целесообразно использовать для выявления погрешностей бортовых измерений. Предлагаемый алгоритм реализован в виде программы для ЭВМ с развитым графическим интерфейсом, что определяет его практическую значимость. Представленные в статье результаты апробации алгоритма по данным летных испытаний наглядно раскрывают возможности предлагаемого подхода и основные методические приемы выявления с его помощью погрешностей бортовых измерений.

Овчинников В. А., профессор Иванова Г. С., Павлов А. Е.

В статье выполнена экспериментальная оценка эффективности способов снижения временной сложности алгоритмов операций над ультраграфами. По результатам теоретического анализа алгоритмов операций над ультраграфами определены процедуры, вносящие наибольший вклад в их вычислительную сложность, и выбраны способы её снижения. С помощью разработанного программного комплекса оценён вклад оптимизирующих преобразований в снижение вычислительной сложности операции добавления вершины в ультраграф. Результаты эксперимента показали высокую эффективность использованных преобразований – суммарное снижение вычислительной сложности алгоритма достигало 87 %.

В работе предложено семейство криптографических хэш-функций, основанное на использовании обобщённых клеточных автоматов. В качестве структуры хэш-функций применяется древовидная схема, в состав которой входит однонаправленная псевдослучайная функция, построенная с использованием обобщённого клеточного автомата, граф которого является графом Рамануджана. Хэш-функции из построенного семейства могут найти практическое применение в целом ряде задач обеспечения информационной безопасности, в том числе, в задачах аутентификации, обеспечения целостности информации, а также в системах электронной цифровой подписи.

Данная работа открывают серию из четырех публикаций, посвященных синтезу механизмов ориентации космического телескопа «Миллиметрон», и является вводной для этой серии. В работе представлено общее описание проекта «Миллиметрон», рассмотрены варианты конструктивных решений телескопа, обеспечивающих его заданные технические характеристики, дан обзор всей серии публикаций. Проект «Миллиметрон» направлен на создание космической обсерватории с 10-метровым криогенным радиотелескопом для работы в диапазоне длин волн 20 мм ‑ 20 мкм. Обсерватория «Миллиметрон» предназначена для проведения исследований различных типов объектов Вселенной со сверхвысокой чувствительностью (в режиме одиночного телескопа) и рекордно высоким угловым разрешением (в режиме наземно-космического интерферометра) в инфракрасном и миллиметровом диапазонах длин волн. Сверхвысокая чувствительность космического телескопа достигается за счет криогенного охлаждения зеркала антенны, теплозащитных экранов и приемной аппаратуры жидким гелием.

профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Чернов С. К.

Рассматриваем алгоритм решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) с предобуславливанием. Представляем параллельные алгоритмы и программы для графических процессорных устройств, реализующие основные операции этого алгоритма – операции умножения матрицы на набор векторов и решения блочно-треугольной СЛАУ. Приводим результаты широкого исследования эффективности предложенных алгоритмических и программных решений. Эти результаты показывают достаточно высокую эффективность разработанных алгоритмов и программ для умножения матрицы на набор векторов. Ускорение вычислений в этом случае составляет от четырех до шестнадцати раз. Алгоритмы и программы, предназначенные для решения блочно-треугольной СЛАУ, показали удовлетворительные результаты, которые позволяют ожидать приемлемого ускорения для практически значимых СЛАУ высокой размерности и при использовании профессиональных ГПУ.

Требования к энергоэффективному функционированию большинства переносных вычислительных систем постоянно растут. В данной работе описывается проектирование энергоэфективного программного обеспечения (ПО), и предлагаются метрики для анализа энергопотребления программных систем. Рассматриваются источники потребления энергии в цифровых схемах, приводятся доказательства того, что энергопотребление зависит в первую очередь от выполняемого ПО. Приводятся энергетические меры, которые формируют базу для определения программных энергетических метрик. Полученные метрики могут быть использованы для определения уровня энергопотребления любой программной системы.

В статье рассмотрена задача управления самолетом в режиме дозаправки топливом в воздухе, приведены результаты полунатрного моделирования на полноразмерном стенде системы управления самолетом и летных испытаний. Результатом исследований явилась уточненная модель динамики объекта управления (самолета) и структура алгоритма комплексной системы управления самолетом в режиме дозаправки топливом в воздухе. Представленный алгоритм ручного управления обеспечивает требуемые характеристики управляемости самолета, что было подтверждено полунатурным моделированием и летными испытаниями, и может быть использован в составе системы управления самолетом. Дальнейшим развитием данного исследования будет разработка алгоритма автоматического управления самолетом при дозаправке топливом в воздухе.

Директор НИИ Елисеев С. В., Пискунова В. А., Савченко А. А.

Предлагается методика построения вариантов математических моделей для механических колебательных систем с двумя степенями свободы на упругих опорах с объектом защиты в виде твердого тела. Задача решается путем выбора соответствующей системы координат движения. Предполагается, что при введении между твердым телом и основанием системы сочленения осуществляется выбор соответствующих точек на объекте защиты и на основании. Такие точки соединяются упругими элементами (или типовыми элементами другой природы), а их относительное движение описывается соответствующими координатами относительного смещения. После преобразований математической модели и «зануления» координаты относительного движения система теряет одну степень свободы. Математическая модель системы упрощается и дает возможность оценки динамических свойств системы в нужном направлении. Методика позволяет вести поиск и оценку новых конструктивно-технических решений в задачах виброзащиты и виброизоляции. технических объектов.

Бурцев С. А., Васильев В. К., Виноградов Ю. А., Киселёв Н. А., Титов А. А.

В данной работе выполнен анализ литературных данных по численному и физическому (экспериментальному) исследованию теплогидравлических характеристик различных способов вихревой интенсификации теплообмена. Показано, что наиболее эффективным является использование поверхностей теплообмена, покрытых регулярным рельефом (лунками), у которых простая технология производства сочетаются с высокими теплогидравлическими характеристиками. Представлена модернизированная схема экспериментального стенда, позволяющего в рамках одного эксперимента проводить определение сопротивления и параметров теплообмена для двух пластин, установленных параллельно (гладкой пластины и пластины, покрытой регулярным рельефом). При этом сопротивление определяется методом «взвешивания» на тензометрических весах, а параметры теплообмена определяются нестационарным методом при помощи тепловизионного оборудования. Представлены данные экспериментального исследования 2 типов теплообменных поверхностей. Показано, что поверхности с овальными лунками обладают большим (на 20-35%) сопротивлением, чем поверхности с полусферическими лунками.

Курихина Т. В., Симонов В. Н., Сергиевский Е. А.

Предложен энергетический метод расчета скорости деградации неравновесной структуры в процессе эксплуатации материалов. Используя дифференциально сканирующую калориметрию, предоставляется возможность определить наличие фазовых превращений при старении сплавов, при распаде пересыщенных твердых растворов, при вторичной кристаллизации, а также количественно оценить теплосодержание системы при переходе из неравновесного состояния в термодинамически равновесное состояние с выделением избыточной энергии сплава. Дифференцируя текущее значение избыточной энергии по времени можно определить значение коэффициента химической активности в ходе фазовых превращений, протекающих в сплавах при рабочих температурах. Впервые выведена расчетная зависимость изменения скорости диссипации энергии χ от начальной величины избыточного химического потенциала.

Анализируются упругие поля отдельной призматической петли и совокупностей петель (частных случаев кристонов), моделирующих носители деформации сдвига в полосах сдвига с ориентациями границ, близкими к {558}γ. Показано, что кристоны могут играть роль дислокационных центров зарождения для реечных кристаллов, образующих композицию макропластины бейнита. Полученные результаты свидетельствуют в пользу динамической картины, согласно которой отдельные рейки феррита формируются аналогично реечным кристаллам мартенсита. Однако между актами образования реек феррита происходит диффузионное перераспределение углерода. В результате возникают новые области аустенита, выгодные для старта быстрого роста следующего поколения реечных кристаллов.

Герасимов С. А., Крукович М. Г., Бадерко Е. А., Клочков Н. П.

В работе проведен анализ процессов, протекающих в насыщающей среде и обрабатываемом материале, позволивший объяснить причины высокой скорости роста фаз при ионном азотировании. Показано, что кинетический коэффициент является связующим звеном между технологическими параметрами и выходными результатами процесса. Предложен алгоритм расчета выходных характеристик процесса.

В работе предложен новый метод анализа случайных процессов, основанный на применении методов теории информации и новой статистики «энтропия распределения». Обосновано использование теоретико-информационных методов при решении ряда статистических задач, таких как проверка статистических гипотез, анализ состояния процесса и других. Показано, что энтропия является универсальной статистикой, позволяющей решать практически все задачи моделирования и анализа сложных процессов, включая идентификацию закона распределения, решения задач дискриминации. Основным достоинством предлагаемого метода является возможность рассмотрения нелинейных моделей с негауссовыми факторами. Рассмотрен пример построения и анализа информационной модели зависимости производительности труда от размера заработной платы.

Автор в своей работе сформулировал перечень регулярных (правильных) телекоммуникационных прав граждан России электронной почты. Сформулированы основные принципы Конституции РФ в сфере телекоммуникационного общения. Проведен анализ прав адресатов и операторов связи и выявлены права которые в явном виде не представлены в законодательстве Российской Федерации. Также проведен анализ телекоммуникационных обязанностей участников

Показано, что стружка является продуктом уникального, совмещенного во времени и месте (зоне стружкообразования) сложного комплексного разнохарактерного энергетического воздействия, которое можно рассматривать как особый, неизученный к настоящему времени метод преобразования свойств конденсированной среды. Динамическое разрушение с параметрами взрыва в сочетании с другими физико-химическими особенностями процесса резания, позволяют утверждать, что такая технология обработки исходного материала заготовки может приводить к созданию качественно новых материалов с нетрадиционным комплексом механических и физических свойств, имеющих свое назначение и сферы рационального промышленного применения. Изучение условий формирования свойств материала стружки позволит найти новые подходы к управлению параметрами качества изделия при обработке резанием.

Белов Ю. С., Вершинин Е. В., Говоров Д. С., Логинов Б. М., Пономарев А. В.

На основе разработанной ранее математической модели с применением комбинационного потенциала проведен анализ напряженно-деформационного состояния однослойных и многослойных углеродных нанотрубок. Введение безразмерного параметра, определяющего отношение длины нанотрубки к ее радиусу, позволило унифицировать результаты для однослойных нанотрубок. Для различных типов однослойных и многослойных углеродных нанотрубок получены зависимости от деформации величин избыточной энергии приходящейся на один атом нанотрубки. Обсуждаются характерные закономерности развития процессов бифуркации в зависимости от многослойности нанотрубок их геометрических параметров и хиральности.

Криогенная техника в настоящее время широко распространена в различных проектах ускорителей частиц в областях, связанных со сверхпроводимостью. Увеличение производительности сверхпроводящих устройств целесообразно, в первую очередь, с экономической точки зрения. Один из способов увеличения производительности состоит в понижении рабочей температуры сверхпроводников и охлаждении их сверхтекучим гелием. С этой целью реализуются проекты крупных криогенных установок на температурный уровень 1,8 К и холодопроизводительности порядка киловатт. Для таких криогенных установок требуются мощные компрессорные системы для сжатия гелия низкого давления на базе циклов с холодным или гибридным сжатием. В данной статье описываются и сравниваются методы охлаждения с использованием циклов с холодным и гибридным сжатием, дается обзор операционных возможностей этих циклов, а также дается описание разработанной стратегии системы контроля компрессорами для сжатия гелия низкого давления в данных циклах.

В работе исследовано влияние длины шага на энергоэффективность движения шагающих машин и роботов «тяжелой» весовой категории. Были рассмотрены маршевые режимы движения с периодическим движением ног. Анализ базируется на результатах теоретических исследований и полевых испытаний опытных образцов шагающих машин с движителями циклового типа. Определен характер изменения структуры энергозатрат при увеличении длины шага. Определены наиболее существенные составляющие энергозатрат при различных скоростях движения. Показано, что увеличение длины шага, при неизменной скорости движения, существенно уменьшает инерционную нагруженность шагающих машин и приводит к уменьшению затрат мощности, расходуемой на движение. Показано, что шагающие машины с простыми и надежными цикловыми движителями могут быть востребованы при внедрении новых почвосберегающих и ресурсосберегающих технологий в земледелии.

Актуальность применения сжиженного природного газа в качестве перспективного ракетного горючего связано с лучшими характеристиками по сравнению с ракетным керосином. Однако при хранении сжиженного природного газа в наземном оборудовании возможно возникновение негативного явления - ролловер. Исследование причин возникновения данного явления является первостепенной задачей для создания безопасных систем хранения. В статье описаны основные факторы, влияющие на время до наступления явления ролловера. Результаты исследования можно использовать при проектировании систем заправки наземного оборудования космодромов.

В работе рассматриваются вопросы представления параметров газодинамического воздействия от струй двигательной установки ракеты на элементы агрегатов стартовой системы ракет космического назначения. Для моделирования такого нагружения используются вектора узловых нагрузок, соответствующих положению ракеты при движении по расчетной траектории и некоторые временные зависимости, устанавливающие связь между этими векторами. Полученное таким образом воздействие отражает переменное по конструкции и времени нагружение, что является отличительной особенностью данной публикации. Указанный подход может быть применим и для моделирования других переменных по времени и месту приложения нагрузок.

Цель работы – моделирование рабочих процессов в системах топливоподачи ЛА с учетом внешних воздействующих факторов. Предложена методика моделирования выработки топлива из баков (отсеков) при движении ЛА по траектории и маневрировании, основанная на применении конструкторских CAD-систем и специально разработанного конечно-элементного решателя FuelTanks. Эффективность методики показана на конкретном примере, результаты расчетов подтверждены экспериментально. Область применения разработанной методики и математического обеспечения – широкий класс пневмогидравлических систем ЛА, а также наземных систем, использующих вытеснительные способы подачи топлива. Дальнейшее развитие работы подразумевает разработку программного продукта, сопровождающего весь цикл создания пневмогидравлических систем от стадии начального проектирования до технической диагностики при эксплуатации.

В настоящее время снижение массы системы управления рулями (СУР) самолёта продолжает быть актуальной задачей конструкторов, которая может решаться как структурными методами построения СУР, так и путём подбора оптимальных параметров отдельных элементов СУР, не снижая при этом необходимый уровень надёжности и безопасности полётов и обеспечивая требования норм лётной годности (АП25), включая влияние на безопасность полётов так называемого «человеческого фактора». В СУР с этой целью можно рассмотреть и оценить возможность снижение массы, проанализировав элементы СУР и систему в целом: рычаги управления и устройства их загрузки; дистанционную передачу сигналов; рулевые приводы; оптимизация по массе геометрии ряда элементов СУР; системы энергопитания СУР. По каждому из этих направлений в статье приведены анализ и необходимые рекомендации для проектировщиков СУР.

Городничев В. А., Белов М. Л., Бусаргин А. Ю., Еременко Л. Н.

Статья посвящена задаче определения концентраций газов из многоспектральных лазерных измерений проекционным методом решения системы уравнений лазерного газоанализа в случае многокомпонентных газовых смесей с сильно отличающимися концентрациями газовых компонент и перекрывающимися спектрами поглощения газов смеси. Результаты математического моделирования показывают, что использование проекционного метода для решения уравнений лазерного газоанализа обеспечивает приемлемые погрешности определения концентраций газов даже при различии в концентрациях газовых компонент смеси на один, два порядка и более.

В статье представлен новый подход к информационно-метрологическому сопровождению и оценке технического состояния металлорежущих станков на базе фазохронометрического метода. Создана фазохронометрическая информационная измерительная система для станка УТ16П. Выполнены исследования работы токарно-винторезного станка УТ16П путем измерения кинематических параметров вращения шпинделя с обрабатываемой деталью фазохронометрическим методом. Представлены результаты измерений при обработке твердым сплавом Т15К6 цилиндрической заготовки из стали ШХ15. Получены устойчивые диагностические признаки в виде спектров собственных частот колебаний шпинделя токарно-винторезного станка.

В статье изложены результаты исследований, которые могут быть использованы при разработке устройств, предназначенных для высокоточного измерения поперечных перемещений объектов, расстояние до которых изменяется в значительных пределах. Для решения этой задачи может быть использован метод, основанный на измерении положения изображения тестового оптического сигнала, проецируемого на поверхность объекта афокальной оптической системой. С использованием математической модели афокальной оптической системы при когерентном освещении проведён анализ влияния её параметров на распределение интенсивности в изображении при наличии расфокусировки. Показано, что можно подобрать сочетание параметров афокальной оптической системы, при котором распределение интенсивности в изображении не зависит от расфокусировки.

Клименко Н. С., Артюхова О. А., Амелькина Е. Ю., Самородов А. В.

В статье представлены результаты разработки метода и алгоритма сегментации микроскопических изображений иммуноцитохимических препаратов молочной железы, что является ключевым этапом создания системы автоматизированного анализа данных препаратов. Разработанный метод сегментации адаптирован к принятой в настоящее время методике приготовления иммуноцитохимических препаратов и обеспечивает возможность работы с микроскопическими изображениями препаратов, отличающихся по своим цветояркостным характеристикам. Полученные результаты позволят объективизировать количественную оценку иммуноцитохимических реакций и будут способствовать широкому использованию данного анализа в клинической практике.

В статье предложен алгоритм хеширования данных, основанный на возрастании энтропии при моделировании физических процессов. В качестве системы выбрана двумерная модель Изинга. Для исследования модели Изинга выбран алгоритм Метрополиса. Проведен компьютерный эксперимент для выявления коллизий и определения лавинного эффекта. Экспериментально выявлены предпочтительные параметры модели – температура и размер. Показано, что лавинный эффект становится достаточно большим при температуре на 28% выше критической. Размер системы необходимо выбирать в зависимости от требований на размер выходного дайджеста. Показано, что двумерная модель Изинга обладает достаточными перемешивающими свойствами для реализации криптографической хэш-функции. Проведено сравнение с широко распространенными алгоритмами MD5 и SHA-1. Построенный алгоритм обладает свойством масштабирования, отсутствующим у традиционных алгоритмов хэширования.

профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Мухлисуллина Д. Т., Цветков А. А.

Целью работы является трехкритериальная оптимизация геометрии щелевого фильтра, изготовленного оригинальным методом деформирующего резания. Метод разработан в МГТУ им. Н.Э. Баумана под руководством профессора Н.Н. Зубкова. Для решения задачи многокритериальной оптимизации использован развиваемый авторами интерактивный метод решения таких задач, называемый методом PREF. Метод основан на предположении, что лицо, принимающее решения (ЛПР), может непосредственно выполнять оценку предлагаемых системой многокритериальной оптимизации альтернатив. Для аппроксимации функции предпочтений ЛПР используется нейронная сеть. В работе представлена постановка задачи трехкритериального проектирования фильтра, кратко рассмотрен используемый метод решения указанной задачи и его программное обеспечение, приведены результаты вычислительных экспериментов.

Цель работы является исследованием кинематики односекционного параллельного манипулятора типа додекапода. Додекапод представляет собой развитие гексапода и имеет 12 степеней свободы. В статье решены прямую и обратную позиционную задачу кинематики додекапода с использованием метода трансформирования Ролла-Пича-Йора. С помощью матрицы трансформирования положения и ориентация любой плоскости может выражаться двумя способами: по направленному вектору или по трансформированию. Метод роя частиц применяется для решения задачи прямой кинематики. Результаты работы предполагается в последующем использовать для отыскания рабочего пространства додекапода, а также для решения задачи его динамики.

В статье, для лица принимающего решения, приведены методы теории принятия решений, позволяющие ему провести детальный анализ перспективных альтернативных вариантов модернизации сервера ЛВС, отобранных рабочей группой экспертов, и выбрать среди них наилучший вариант. Даны рекомендации по использованию приведенных методов в практической деятельности. При этом учитывается широкий набор показателей функционирования и эксплуатации сервера, а также паспортных технических параметров. Даны практические рекомендации по количественному составу исходных перспективных альтернативных вариантов модернизации сервера ЛВС. Приведен пример, иллюстрирующий возможности предложенного подхода к выбору варианта модернизации сервера ЛВС.

Многие современные методы синтеза регуляторов не получили широкого практического применения. Это объясняется рядом причин, среди которых отсутствие простой и понятной связи между минимизируемым функционалом и применяемыми на практике показателями качества, а также необоснованная сложность синтезированного регулятора. В то же время в промышленности востребованы простые регуляторы низкого порядка. В статье рассматривается задача синтеза регуляторов минимального порядка, обеспечивающих заданное качество линейной непрерывной системы при неопределенности параметров объекта. Синтез выполняется c использованием показателей качества, которые очень просто выражаются через коэффициенты характеристического полинома.

В настоящей статье авторы анализируют актуальную задачу автоматизированного формирования контрольно-измерительного материала, содержание которого бы наиболее полно отвечало требованиям теории педагогических измерений. Приводят ключевые недостатки существующих и широко применяемых сегодня методов автоматизированного формирования содержания тестов. Выдвигается гипотеза о необходимости учета при формировании контрольно-измерительного материала результатов семантико-логического анализа учебного материала. Приводится модель функциональных зависимостей взаимозначимости учебных элементов и весов групп контрольных заданий в соответствии с их сложностями. На основе экспериментальных исследований разработанного метода делается вывод о его состоятельности.

Разработан способ повышения эффективности вычислительных комплексов цифрового имитационного моделирования гидроакустической обстановки в реальном масштабе времени. Данный способ позволяет снизить себестоимость аппаратуры и трудоемкость программирования моделирующего комплекса при сохранении требований к адекватности математической модели. В статье проведен краткий анализ структуры построения подсистемы акустики. Определены актуальность, область применения, ограничения и оценка эффективности способа. Практическое применение способа возможно при проектировании средств контроля и диагностики вычислительных систем гидролокационных комплексов, разработке бортового программного обеспечения и отработке алгоритмов гидроакустического наведения.

В работе обсуждается метод выбора рационального линейного порядка из набора допустимых альтернатив. Предлагается способ представления множеств перестановок высокой мощности в виде компактного набора частичных порядков, называемых στ-разложением. Несравнимые элементы разложения являются источником комбинаторного разнообразия допустимых альтернатив. Дополнительная порядковая информация, полученная от ЛПР, позволяет сократить пространство поиска лучшего линейного порядка и, за несколько итераций, получить лучшую альтернативу. Предложенная техника может быть использована для генерации рациональных проектных решений на стадии технологической подготовки производства.

В статье рассмотрена проблема вариативности произношения слов в задаче анализа и автоматического распознавания речи. Предложена для её решения адаптивная акустическая модель, определённая на множестве минимальных звуковых единиц (МЗЕ), объединённых в кластер-фонему по принципу минимума информационного рассогласования в метрике Кульбака-Лейблера. Разработан адаптивный алгоритм наполнения кластера МЗЕ по непрерывному речевому потоку на основе метода обеляющего фильтра. Представлен пример его практической реализации. В результате проведенного эксперимента были выбраны из общего списка фонем национального языка те фонемы, которые наиболее остро реагируют в своих реализациях на условия произнесения их диктором. Настраивая информационную систему на такие фонемы, мы гарантируем максимальную чувствительность нашего восприятия по отношению к эмоциональному и физическому состоянию диктора.

Рассмотрены схемы газотурбинных установок со сверхкритическими параметрами углекислого газа, предназначенных для утилизации тепловых сбросов промышленных предприятий или газотурбинных электростанций. Сформулирован и обоснован подход к выбору схемы утилизационной установки. Предложены многопоточные варианты тепловых схем утилизационных газотурбинных установок, позволяющие повысить коэффициент использования теплоты. Исследованы термодинамические циклы углекислотных сверхкритических газотурбинных установок, предлагаемых схем. Показана возможность значительного увеличения доли утилизации (до 2/3) от теплоты, сбрасываемой промышленным предприятием.

В работе рассматриваются юридические и технические аспекты проблемы фильтрации спама. Обсуждаются основные современные подходы к идентификации нежелательных и рекламных сообщений. Предлагается классификация наиболее эффективных способов. Особое внимание уделяется методу байесовской фильтрации, нашедшему наибольшее распространение в современных системах защиты.

Статья посвящена анализу общего подхода к формализации процедуры выбора моделей металлорежущих станков. Отмечается важность обсуждаемой проблемы для создания эффективного производственного процесса. Проанализированы общие условия выбора станков. Показано, что процесс выбора модели станка относится к задаче многокритериальной оптимизации в области принятия решений. Определены теоретические предпосылки для формализации основных этапов процесса принятия решений по выбору технологического оборудования. Проанализированы методы сравнительного анализа альтернатив, которые могут применяться для решения обсуждаемой задачи. Предложен общий алгоритм выбора предпочтительной модели металлорежущего станка для заданных производственных условий и ограничений.

В работе исследуется влияние соотношения коэффициентов вытяжки и отбортовки на стабильность совмещенного процесса при получении профильных колец с двойными стенками. Используется метод конечных элементов. Для оценки стабильности фиксируется высота стенок. Получено, что при изменении коэффициентов вытяжки и отбортовки существует критическое соотношение коэффициентов, при котором процесс теряет стабильность. Определяющее влияние на стабильность оказывает относительная толщина заготовки. С увеличением относительной толщины диапазон применения совмещенного процесса вытяжки и встречной отбортовки расширяется. Диапазон применения совмещенного процесса расширяется при уменьшении радиуса скругления пуансона, а также при использовании легированной стали.

В процессе исследования кавитационных процессов в прозрачной модели диафрагменного дросселя обнаружено устойчивое светоизлучение в голубой части цветового спектра. Яркость светоизлучения возрастала по мере увеличения скорости потока. По достижении порогового значения скорости потока, светоизлучение становилось пульсирующим и при дальнейшем увеличении скорости прекращалось. Эксперименты показали наличие в кавитирующем потоке минерального масла интенсивных электрических процессов. Созданная экспериментальная установка позволила осуществить количественную оценку электрических процессов и произвести видеосъёмку светоизлучения в его динамике. Предложена версия, объясняющая физическую сущность обнаруженных эффектов, и высказаны предположения о возможных последствиях их воздействия на рабочую жидкость для гидроприводов, а, также, на материалы стенок узких каналов элементов и устройств гидроавтоматики.

Работа посвящена совершенствованию технологии изготовления металлофторопластовых подшипников из листовой заготовки. В отличие от других публикаций на схожие темы, втулка изготавливается из листовой заготовки и имеет фланец. Использовав математическое моделирование методом конечных элементов, авторы выявили механизм формирования фланца подшипника. Обнаружены зоны неоднородной деформации, способные снизить качество изделия. Для уменьшения зон неоднородной деформации и облегчения течения металла предложено изменить форму фасонной заготовки. Моделирование процесса деформации при использовании новой формы заготовки показало снижение энергосиловых параметров процесса и повышение однородности деформированного состояния. Полученные результаты позволят повысить качество металлофторопластовых подшипников скольжения, применяемых в авиации.

профессор, д.т.н. Ярославцев В. М., Гусенко А. Ю.

Представлено описание конструкции и работы технологической лабораторной установки для изучения процесса стружкообразования при резании на микроскоростях, разработанной в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Установка, созданная на базе большого инструментального микроскопа Цейса, включает смонтированные на нем специальный привод для перемещения заготовки относительно неподвижно установленного инструмента, автоматическую микрофотонасадку для фиксирования отдельных стадий деформирования и разрушения материала срезаемого слоя и специально спроектированное динамометрическое устройство, основанное на упруго-электрическом принципе действия, для определения составляющих силы резания. Оснащение установки позволяет более детально исследовать и фиксировать отдельные стадии образования стружки, оценивать их влияние на условия формирования и качество обработанной поверхности.

Рассмотрены математические модели индукционного нагрева одиночной плиты вулканизационного гидравлического пресса для периода первоначального разогрева и периода поддержания рабочей температуры. Дается сравнительный анализ данных промышленного эксперимента по исследованию процессов разогрева и поддержания температуры рабочей поверхности подобной плиты с результатами решения моделей методом конечных интегральных преобразований и с применением системы конечноэлементного анализа. Впервые предложена математическая модель системы "индукционная плита–пресс-форма–резинотехническое изделие", методика приближенного решения модели методом конечных элементов, которую предполагается использовать при решении задач оптимизации конструкции пресса и пресс-форм, положения пресс-форм между нагревательными плитами. Приведены результаты решения этой модели для промышленного пресса.

Описан подход к численному моделированию воздушных потоков в коробе воздушного конденсатора путем замены геометрии трубного пучка анизотропным фильтром –выделенной областью в расчетной модели с заданным гидравлическим сопротивлением. Для корректного задания свойств анизотропного фильтра, с помощью CFD (Computational Fluid Dynamics) пакетов вычислительной гидрогазодинамики FlowVision, Phoenics и OpenFoam, определена гидравлическая характеристика оребренной теплообменной поверхности воздушного конденсатора. Полученные результаты дают возможность моделировать пространственное течение воздуха внутри короба воздушного конденсатора и определять поля параметров потока на входе и выходе из трубного пучка без прямого численного моделирования течения воздуха в межтрубном пространстве.

Держанский В. Б., Тараторкин И. А., Ушенин А. С.

Изложены результаты экспериментального исследования динамической нагруженности гидромеханической трансмиссии транспортной машины. На основе сопоставления частот резонансных колебаний динамического момента и частот возмущения дизельного двигателя предложена и обоснована гипотеза о реализации субгармонических резонасов в механической системе, имеющей существенно нелинейную упругую характеристику. Выполнено теоретическое исследование динамических процессов в системе с применением линеаризации нелинейной характеристики методом гармонического баланса. Получены аналитические зависимости позволяющие выполнить отстройку нелинейной системы от резонанса варьированием упругой характеристики гасителя крутильных колебаний. Приведены вариант конструктивной реализации согласующего редуктора гидромеханической трансмиссии с применением гасителя крутильных колебаний нового типа, а также результаты экспериментальной оценки эффективности разработанных конструктивных решений.

В работе разработаны рациональные конечно-элементные модели кабин грузовых автомобилей для исследований пассивной безопасности при ударном нагружении, осуществлённом в соответствии с существующими стандартами пассивной безопасности, проведена оценка их с позиций погрешностей результатов и трудозатрат на разработку и решение с помощью программных комплексов, реализующих МКЭ (ANSYS и LS-DYNA), а также влияния конструктивных факторов на результаты решения (двери, панели обшивки и др.). Расчёты на базе МКЭ дают возможность получения всего массива информации о процессе аварийного нагружения, необходимого для проведения расчётной оценки пассивной безопасности кабин грузовых автомобилей.

В статье рассматриваются вопросы, связанные с обжимом особотонкостенных трубных заготовок по жесткой матрице с помощью технологической вставки. Решение задачи выполнено инженерным методом расчета с использованием уравнения равновесия напряжений, приближенного условия пластичности и уравнения Лапласа из безмоментной теории оболочек. Получены математические выражения для расчета данного процесса, выполнена экспериментальная проверка результатов расчета. Экспериментальные исследования проведены на трубных заготовках из алюминиевых сплавов. Установлено, что существенное влияние на процесс оказывают силы контактного трения между заготовкой и технологической вставкой.

Дано обоснование применения полиимидных пленок с фторопластовым покрытием для изготовления намоткой трубопроводов двигательных установок летательных аппаратов, работающих на криогенных компонентах топлива. Рассмотрены вопросы проектирования многослойных оболочек прямо и криволинейных трубопроводов из полиимидных пленок и определены режимные и кинематические параметры намотки и термообработки трубопроводов. Предложен способ и приведены геометрические размеры соединения хвостовика фланца трубопровода с пленочной оболочкой. Приведены результаты испытаний трубчатых образцов из полиимидной пленки ПМФ-352 на герметичность и на прочность внутренним давлением жидкого азота. Показана возможность их применения в изделиях, работающих на криогенных топливах.

В статье рассмотрен способ задания ветровой и газодинамической нагрузки на элементы конструкций агрегатов стартовых комплексов для ракет космического назначения. Для автоматизации формирования узловых статических нагрузок в конечно-элементных программных комплексах рассмотрен алгоритм распределения неравномерного давления ветра или струи двигательной установки ракеты космического назначения на стержневые конечные элементы. В работе предложен алгоритм определения значения нагрузки по заданному плоскому сечению осесимметричного потока газа. Предложенные алгоритмы и математические модели применимы для любых агрегатов, состоящих из стержневых конструкций. Результаты работы были использованы при расчете несущих агрегатов стартового комплекса для РКН «Союз» при воздействии газодинамической струи ДУ РКН «Союз-2» этапа 1в.

Федотов Ю. В., Матросова О. А., Белов М. Л., Городничев В. А.

Статья посвящена задаче классификации нефтяных загрязнений на земной поверхности. Приводятся экспериментально полученные спектры флуоресценции чистых нефти и нефтепродуктов, различных земных поверхностей незагрязненных нефтепродуктами, нефти и нефтепродуктов, разлитых на различных земных поверхностях. Показано, что использование метода, основанного на регистрации флуоресцентного излучения в пяти узких спектральных диапазонах, позволяет проводить обнаружение и классификацию нефтяных загрязнений на земной поверхности с вероятностями правильного обнаружения и правильной классификации близкой к единице.

Артеменко Ю. Н., профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Пащенко В. Н., Мартынов В. А., Волкоморов С. В., Темерев К. А., Шарыгин А. В.

Работа является второй в серии из четырех публикаций, посвященных синтезу механизмов ориентации космического телескопа «Миллиметрон». В работе дана постановка задачи ориентации антенны радиотелескопа «Миллиметрон» с помощью многосекционного манипулятора, построенного на основе механизма параллельной кинематики типа гексапод. Рассмотрена задача синтеза манипулятора средствами системы Solid Works. Представлена 3D геометрическая модель манипулятора, построенная средствами «тяжелой» графической системы NX .5 и её приложения «Симуляция кинематических механизмов». Разработано программное приложение, предназначенное для решения прямой и обратной задач позиционирования многосекционного манипулятора. Представлена модель пятисекционного управляемого манипулятора, построенная средствами системы MatLab Simulink.

Исследован метод алгебраической атаки поточных шифров на основе решения системы алгебраических уравнений. Метод применен к поточному шифру, построенному по схеме одноразового блокнота. Рассмотрены типы генераторов ключевого потока, необходимых для построения поточного шифра. Ключевой поток представляет собой псевдослучайную последовательность бит, которую комбинируют с исходным сообщением для получения шифротекста. Описан алгебраический способ нахождения ключа ключевого потока. Разработана программа, формирующая ключевой поток и систему уравнений, с целью анализа поточного шифра. Найдены максимальные параметры поточного шифра, анализ которого можно осуществить программными средствами при известных нескольких первых элементах ключевого потока, его функциях выхода и изменения состояния памяти.

Описан алгоритм многовариантного эволюционного синтеза, объединяющий преимущества генетических алгоритмов и генетического программирования, основанный на последовательной операторной структуре хромосомы, темплейтах (шаблонах, скелетонах) алгоритмов и заданном множестве пар входных - выходных данных. Исследовано влияние множества вариантов оценок хромосомы и степени специализации темплейта на характеристики алгоритма поиска при эволюционном синтезе. Получены оценки трудоемкости данного алгоритма, проведено сравнение со стандартным методом эволюционного синтеза и показано значительное (в несколько раз) сокращение времени поиска при использовании многовариантного эволюционного алгоритма синтеза.

Рассмотрен процесс двумерной авторегрессии порядка (1,1). Распределение обновляющего поля авторегрессионного уравнения предполагается неизвестным. Найден вид асимптотически локально наиболее мощных ранговых критериев проверки гипотез о коэффициентах уравнения авторегрессионного поля, основанных на приближённых ранговых метках. Построена оценка параметров авторегрессионной модели, основанная на рангах остатков наблюдений. Доказана состоятельность и асимптотическая нормальность построенной оценки. Вычислена асимптотическая относительная эффективность этой оценки по отношению к оценке наименьших квадратов. Сделан вывод о преимуществе предложенной оценки над оценкой наименьших квадратов, если обновляющее поле имеет нормальное, логистическое и двойное экспоненциальное распределение, а ранговые метки построены по гауссовской плотности.

профессор Зарубин В. С., профессор Кувыркин Г. Н.

Проведен сравнительный количественный анализ математических моделей для оценки эффективного коэффициента теплопроводности поликристаллического материала, состоящего из хаотически ориентированных анизотропных кристаллических зерен с одинаковой кристаллической решеткой. Наряду с известными в литературе подходами к построению таких математических моделей рассмотрены подходы, позволившие получить новые расчетные зависимости. С применением двойственной вариационной формулировки задачи стационарной теплопроводности для неоднородного твердого тела получены верхняя и нижняя границы возможных значений этого коэффициента. Рекомендованы формулы для вычисления наиболее достоверных оценок. Эти формулы в силу электротепловой аналогии можно использовать для получения оценок электропроводности поликристаллического материала.

В статье получены уточненные формулы для вычисления коэффициентов передаточной матрицы при наличии в системе демпфирования. Демпфирование принято классическим: матрица демпфирования пропорциональна матрице жесткости. Формулы ориентированы на применение больших конечно-элементных моделей. Предполагается предварительное определение нижней части спектра собственных частот и форм колебаний. Приближенные формулы используют для вычисления коэффициентов только найденных тонов колебаний. В уточненных формулах учитывается вклад высших тонов колебаний, причем найдены поправки как для действительной, так и для мнимой частей коэффициентов передаточной матрицы. Вклад отброшенных тонов колебаний учитывается статически, однако на заданном интервале частот в нижней части спектра точность оказывается вполне приемлемой, а влияние поправки значительным.

Для механических систем с геометрическими связями излагается разработанный М.Ф. Шульгиным способ получения уравнений движения без множителей связей, связанный с однократным дифференцированием уравнений связей. Получаемые таким образом уравнения движения голономных систем в избыточных координатах являются частным случаем уравнений для неголономных систем в форме Воронца в случае интегрируемости связей. Разрабатывается методика использования такой формы уравнений движения применительно к задачам устойчивости и стабилизации положений равновесия систем с избыточными координатами. Предлагаемый подход позволяет использовать в этих задачах основанные на применении теории критических случаев результаты, полученные авторами ранее для задач устойчивости и стабилизации неизолированных установившихся движений механических систем. При этом вопрос о неасимптотической устойчивости решался сведением задачи к особенному случаю применением теоремы Ляпунова-Малкина.В данной работе доказано, что учет ограничений, накладываемых связями на начальные возмущения, обеспечивает, несмотря на формальное сведение к особенному случаю, асимптотическую устойчивость положения равновесия, если число нулевых корней характеристического уравнения равно числу геометрических связей, а действительные части всех остальных корней отрицательны. Эффективность предлагаемого подхода подтверждена решением задачи стабилизации положения равновесия для реального мехатронного стенда GBB1005 Ball&Beam Educational Control System

В статье проведено cравнение эффективности численных и алгебраических методов решения систем полилинейных модельных уравнений с целью определения оптимального алгоритма параметрического синтеза центрированной оптической системы в гауссовой области.Анализ эффективности производится на конкретных примерах различной степени сложности, наглядно демонстрирующих работу обоих методов. Процесс формирования систем полилинейных уравнений, содержащих в качестве неизвестных оптические силы компонентов, осуществляется в полуавтоматическом режиме. По результатам проведенного сравнительного анализа предложены рекомендации по использованию каждого из способов решения задачи автоматизированного параметрического синтеза.

Обоснована целесообразность применения в комплекте тягового электрооборудования большегрузных транспортных средств тягового генератора на основе девятифазной синхронной электрической машины с постоянными магнитами и замкнутой обмоткой и неуправляемого выпрямителя. При помощи разработанных имитационных моделей тягового генератора и испытательного стенда исследовано влияние коммутационных процессов в выпрямителе генератора на его статические и динамические характеристики. Дан анализ приведенных результатов моделирования и испытания опытного образца тягового генератора. Изложены рекомендации по использованию имитационных моделей тягового генератора при его проектировании и моделировании совместной работы с двигателем внутреннего сгорания.

Выявлены дисциплины, изучении которых на первых курсах требует определенного уровня подготовленности по физике и математике в критериях ЕГЭ. Показана связь успеваемости с комплексом подготовленности, обучаемости и мотивируемости при должной адекватности применяемых образовательных технологий и инструментария. Отмечена специфическая динамика успеваемости студентов, принятых в вуз по итогам ЕГЭ и через научно-технические олимпиады. Предложены методы и приемы повышения успеваемости и сохранения контингента студентов младших курсов

Дан анализ особенностей работы студенческих креативных групп с учетом специфики технического университета. В качестве основы использована зарубежная методика организации креативных групп на промышленных предприятиях Франции. Осуществлена существенная корректировка, доработка данной методики применительно к студенческим креативным группам. Рассмотрены две стадии разработки технических задач. Первая включает генерирование новых идей, вторая - их критическая оценка, выявление достоинств и недостатков. Выделены особенности творческого и критического подходов. Их единство необходимо для эффективной деятельности при решении технических проблем. Отмечается значимость формирования у студентов не только творческого, но и критического мышления. Использованы отечественные и зарубежные методы активизации технического творчества. Даны рекомендации по работе студенческих креативных групп.

Обсуждается проблема неопределенности прав и обязанностей в процессе обмена электронными сообщениями по сети Интернет. Основными источниками этой неопределенности являются отсутствие точного юридического определения несанкционированной рассылки и существование обширной промежуточной зоны между легальными сообщениями и спамом. Предлагается нечеткая классификация входных электронных сообщений. Для идентификации и фильтрации электронных сообщений предлагается использовать методы автоматической классификации. Описаны основные особенности задачи автоматической классификации входных электронных сообщений.

Статья посвящена развитию методики математического имитационного моделирование процесса изнашивания направляющих скольжения металлорежущих станков. Приведен пример расчета эпюр давления в гранях направляющих станка, определяемых по схеме действующих сил и реакций. Рассмотрены основные положения методики расчета износа направляющих пар трения скольжения разработанных проф. А.С. Прониковым. Показана возможность ее усовершенствования, когда требуется повышенная точность выполнения моделирования процесса изнашивания. Предложен алгоритм методики имитационного моделирования процесса изнашивания с возможностью расчета износа направляющих при сколь угодно сложном характере изменения эпюры давления на пути движения рабочего органа по станине с единственным требованием неизменности эпюры давления на элементарном шаге моделирования. Приведены данные экспериментального подтверждения точности моделирования на примере исследования процесса изнашивания направляющих и изменения траектории подвижного рабочего органа металлорежущих станков в условиях их эксплуатации.

Рассмотрены методы определения суммарной поглотительной способности высоковакуумных цилиндрических криоадсорбционных насосов: расчет по средней температуре и интегральный расчет. Произведено их сравнение между собой. Также рассмотрен алгоритм расчета относительной ошибки метода определения суммарной поглотительной способности по средней температуре. Выявлено влияние различных параметров, таких как температура на периферии адсорбционного слоя, радиус криогенного сосуда и др., на величину ошибки. Результаты расчета представлены в графической и аналитической интерпретациях. На основании проведенных исследований сделаны выводы.

В статье представлена методика оценки площади контакта в конусной паре «шпиндель-инструмент», предпочтительно на станках с ЧПУ. Методика разработана в качестве альтернативного способа контроля качества контакта в конусной паре и может быть интересна на станкостроительных предприятиях на этапе изготовления конической втулки шпинделя. Методика включает в себя расчёт переходного электрического сопротивления и переходной ёмкости контакта. Полученные в процессе исследования соотношения позволяют связать площадь контакта в паре с данными электрическими параметрами. В целом, материал статьи может быть полезен для аспирантов и научных работников.

В работе рассмотрены вопросы повышения пластичности сварных соединений контактной точечной сварки TRIP-стали. Особое внимание уделено использованию термообрабатывающего импульса и его параметрам. Исследовано влияние паузы между основным и дополнительным импульсом нагрева, а также величины тока термообработки на механические свойства сварных соединений. Дана оценка результатов электротермообработки на микротвёрдость и механические свойства сварного соединения, которая позволяет оптимизировать длительность паузы и тока термообработки. Сделан вывод о целесообразности применения дополнительного импульса нагрева для повышения пластичности сварных соединений.

Для тяжелых вращающихся валов с радиальными опорами необходима дополнительная осевая опора. В ряде изделий осевая опора имеет неудачную конструкцию. Разработана конструкция осевой опоры, которая описана в статье и дан ее расчет на прочность. На эту конструкцию получен патент РФ. Разработанная опора предназначена для установки на свободном торце вала и не препятствует радиальному смещению вала и повороту его оси. Допускается радиальное смещение вала в месте установки осевой опоры до 1 … 2 мм, а угол поворота оси вала до 30 угловых минут. Разработанная опора может быть использована для вала турбонасосного агрегата по перекачке нефти. Этот вал установлен на подшипниках скольжения, ось которого при работе агрегата имеет радиальные и угловые смещения.

Представлены результаты исследования комбинированного способа чистовой обработки поверхностей деталей «поверхностное пластическое деформирование – шлифование». Экспериментально установлено, что применение такой технологии позволяет совместить достоинства методов механического упрочнения поверхностей деталей (повышение служебных свойств изделий) и технологий обработки шлифованием (обеспечение высокой точности и низкой шероховатости поверхности). Так, усталостная прочность σ_-1 образцов из сталей 12Х18Н10Т и 37Х12Н8Г8МФБ после комбинированной обработки «ППД – шлифование» увеличивается на 28-42 % по сравнению с прочностью образцов, обработанных только шлифованием. При этом шлифование предварительно деформированных образцов имеет тенденцию при эквивалентных с обычным шлифованием режимах обработки к снижению шероховатости поверхности. Геометрические погрешности поверхностей образцов, полученных шлифованием и комбинированным способом обработки примерно одинаковые.

Разработан новый детерминированный метод глобальной минимизации, основанный на решении нестационарной краевой задачи конвективной диффузии. Данный метод применен для решения обратной задачи химической кинетики. Задачи по идентификации констант скоростей химических реакций обычно сводятся к минимизации невязки решения. Но чаще всего приходится иметь дело с “жесткими” системами дифференциальных уравнений и, соответственно, с целевыми функциями с ”овражной” поверхностью и локальными экстремумами, что затрудняет применение существующих методов многомерной минимизации. В предлагаемом конвективно-диффузионном методе заложены две основные концепции – это диффузионное преодоление локальных экстремумов и сведение многомерной минимизации к минимизации в одномерной области.

Рассмотрен процесс двумерной авторегрессии порядка (1,1). Распределение обновляющего поля авторегрессионного уравнения предполагается неизвестным. Дано определение функционала влияния и коэффициента чувствительности к большой ошибке оценки параметров авторегрессионного поля. В работе получено явное выражение для функционала влияния знаковой оценки коэффициентов уравнения авторегрессионного поля. Показано, что знаковая оценка является робастной. Знаковая оценка может быть рекомендована в качестве альтернативы оценке наименьших квадратов при наблюдении авторегрессионного поля с аномально большими ошибками.

При планировании траекторий летательных аппаратов используют шестимерную модель движения, в которой летательный аппарат рассматривается как материальная точка. При этом переменными состояния являются координаты летательного аппарата в траекторной системе координат, а управлениями — продольная и поперечная перегрузки и угол наклона вектора перегрузки. В рамках этой модели рассмотрена задача терминального управления, в которой требуется найти такие управления, при которых летательный аппарат переходит из заданной начальной точки фазового пространства в заданную конечную. При известном времени перелета методы решения задачи терминального управления хорошо известны. Выбор времени полета, если оно не известно, — непростая задача, поскольку этот выбор сильно влияет на форму траектории полета. Одним из методов решения задачи терминального управления при неизвестном времени является энергетический метод, основанный на замене независимой переменной (времени) нормированной механической энергией системы. Энергетический метод приводит к траекториям полета с монотонным изменением энергии. Он дает хорошие решения в задачах посадки и взлета летательного аппарата, но при выполнении сложных маневров может быть неприменим.В статье обсуждаются способы планирования траекторий с немонотонным изменением энергии, которые тем не менее основаны на энергетическом методе. Эти способы базируются на выполнении специальных кратковременных маневров в начале и конце полета (так называемых переходных маневров), а также на выборе определенных промежуточных точек, через которые должна пройти траектория летательного аппарата.

Проблема сопряженности – одна из трех фундаментальных алгоритмических проблем теории групп, поставленных М. Дэном в 1912 году. Эта проблема получила отрицательное решение в работе П.С. Новикова, который в 1955 году построил пример конечно определенной группы с неразрешимой проблемой равенства слов, тем самым доказав и неразрешимость проблемы сопряженности слов в классе конечно определенных групп. После этого усилия были направлены на изучение проблемы сопряженности в конкретных классах конечно определенных групп и в их подгруппах. В 1971 году К.Ф. Миллер III построил пример подпрямого произведения свободных групп, в котором не разрешима проблема сопряженности. В данном примере подпрямое произведение почти никогда не является конечно представленной подгруппой. В 2000 году Дж. Баумслаг и др. доказали, что существует гиперболические группы без кручения, в прямом произведении которых есть конечно представленная подгруппа с неразрешимой проблемой сопряженности. В 2009 году для прямого произведения свободных групп и групп поверхностей М.Р. Бридсон и К.Ф. Миллер Ш доказали, что в любой конечно представленной подгруппе такого прямого произведения разрешима проблема сопряженности. Данная работа является продолжением работы, в которой проблема сопряженности в подпрямых произведениях изучалась с помощью картинок, и в которой, в частности, было получено, что разрешимость проблемы сопряженности в подпрямых произведениях следует из аторичности и из условия малых сокращений C(6). Картинки являются геометрическими объектами двойственными к диаграммам ван Кампена. В 1968 году П. Шупп первым использовал диаграммы ван Кампена для решения проблемы сопряженности в группе при наложении неметрических свойств C(p) и T(q). В настоящей работе доказано, что при условии аторичности и условии C(4)-T(4) или C(3)-T(6) проблема сопряженности в подпрямых произведениях разрешима. В работе также получено достаточное условие для разрешимости проблемы сопряженности в подпрямых произведениях, выраженное только с помощью условий малых сокращений.

Для модели двухколесного робота с дифференциальным приводом рассматривается задача стабилизации движения вдоль заданного пути. Колесные роботы относятся к классу неголономных систем, которые, как известно, не могут быть стабилизированы в окрестности положения равновесия непрерывно дифференцируемой стационарной обратной связью по состоянию. Однако задача стабилизации движения вдоль заданной кривой формулируется лишь по части переменных, так что использование стационарной обратной связи оказывается возможным. Исследуется приводимость модели робота к квазиканоническому виду, определяются все возможные функции, позволяющие его получить. По расстоянию до целевой кривой строится нормальная форма системы, исследуется ее нулевая динамика. На основе этого вида с помощью линеаризации обратной связью решается задача стабилизации движения вдоль заданного пути. Приводятся результаты компьютерного моделирования системы с полученным управлением для частных случаев вида предписанной кривой: окружности и прямой.

Математическая модель динамически настаиваемого гироскопа (ДНГ) представлена с учётом упругих и неидеальных шарикоподшипниковых опор вала электродвигателя. Динамически настаиваемый гироскоп рассматривается как механическая система с восемью степенями свободы. Выбор числа степеней свободы обусловлен конструктивными особенностями гироскопа. Вследствие деформаций шарикоподшипниковых опор вала электродвигателя, наряду с угловым движением возможно и поступательное движение вала, кольца подвеса и ротора. Полученные уравнения необходимы для моделирования динамики ДНГ при собственной вибрации, расчётов собственных частот, а также для учёта влияния конкретных дефектов шарикоподшипниковых опор на уходы гироскопа.

Цель работы состоит в оптимизации параметров бортовых лазерных локационных систем (ЛЛС) для управления сближением и стыковкой космических аппаратов. Выполнен системный анализ факторов, которые необходимо учитывать при разработке ЛЛС. Авторами разработана программа для ЭВМ, предназначенная для моделирования характеристик ЛЛС при разных значениях их параметров. Решена задача многокритериальной оптимизации параметров бортовых ЛЛС по критериям максимальной дальности и безопасной дистанции наблюдения. Использование Парето-оптимизации позволяет получить множество решений, из которых разработчик аппаратуры может выбирать наиболее приемлемые для технической реализации.

Иванов С. Е., Белов М. Л., Городничев В. А., Кувшинов А. В., Стрелков Б. В.

Описан макет лазерного локатора для дистанционного измерения мгновенной скорости и направления атмосферного ветра. Приводятся результаты экспериментальных исследований в приземном слое атмосферы дистанционного корреляционного лазерного метода измерения мгновенной скорости ветра и характеристик аэрозольных неоднородностей коэффициента обратного рассеяния атмосферы. Показано, что измерение размера аэрозольных неоднородностей и адаптивный выбор размера измерительной базы в соответствии с найденным критерием позволяют увеличить точность определения мгновенной скорости ветра корреляционными лидарами.

Целью исследований, изложенных в настоящей статье, является разработка алгоритма распознавания образов деталей, которые могут быть использованы в СТЗ роботизированных производственных комплексов. Задачи, решаемые при разработке такого алгоритма, конкретизируются следующими условиями. Во-первых, детали имеют относительно простую форму. Это означает, что контур регистрируемого изображения деталей однозначно характеризует их форму. Во-вторых, распознаванию подлежат детали, которые располагаются на ленте транспортёра открытого конвейера и имеют произвольные ориентации. При такой постановке задачи можно использовать алгоритмы распознавания, основанные на анализе контуров регистрируемых изображений деталей. Этот подход позволяет исключить из анализа внутренние точки изображения и тем самым значительно сократить объем обрабатываемой информации за счет перехода от анализа функции двух переменных к функции одной переменной.

Проведён электродинамический анализ дисперсионных характеристик погонных параметров отрезков линий передачи балансных полосковых щелевых антенн бегущей волны различных конфигураций. Представлена дисперсионная модель двухполосковой линии передачи. Дисперсионные уравнения получены сведением исходной системы интегральных уравнений, связывающей токи и напряженности электрического поля в поперечном сечении линии передачи, к однородной системе линейных алгебраических уравнений при помощи спектрального метода Галёркина. Для отыскания компонент двумерной тензорной функции Грина используется метод спектральных иммитансов Продемонстрированы результаты анализа тестовых геометрий линий, проведено сопоставление результатов.

В статье рассматриваются характеристики бортовой радиолокационной станции (БРЛС) с многоканальной фазированной антенной решеткой (ФАР) при обнаружении малоскоростной воздушной цели с использованием различных методов обработки принимаемых сигналов. Это раздельная пространственная и временная обработка, совместная пространственно-временная обработка, пространственно-временная обработка с предварительным формированием диаграммы направленности в угломестной плоскости. Описывается методика сравнения характеристик. В предположении, что используется зондирующий сигнал типа когерентная импульсная последовательность со средними частотами повторения, приводятся результаты анализа выходного отношения сигнал/(шум+помеха от подстилающей поверхности), полученные методом математического моделирования.

В статье рассмотрены стохастические системы управления с импульсными воздействиями, которые образуют гиперэрланговские потоки событий и приводят к разрывам траекторий системы. Решается задача нахождения плотности вероятности вектора состояния. В основе решения лежит использование спектральной формы математического описания систем управления. Цель работы состоит в разработке спектрального метода анализа таких систем, основанного на разложении функций в ряды по ортонормированному базису. Рассмотренный подход существенно упрощает процесс решения задачи анализа, делая его удобным для применения современных высокопроизводительных вычислительных систем.

В статье приводится обзор современных интерактивных методов решения задачи многокритериальной оптимизации. Наиболее перспективным классом интерактивных методов являются методы, основанные на оценках, предлагаемых системой многокритериальной оптимизации альтернатив. В зависимости от того, в какой форме лицо, принимающее решения, (ЛПР) выполняет оценку решений можно выделить два класса интерактивных методов: методы, основанные на оценках функции предпочтений ЛПР; методы, основанные на парном сравнении решений. Именно эти два класса интерактивных методов более подробно рассмотрены в статье и предложены пути их дальнейшего развития и модификаций.

Работы Лоде В., Ягна Ю.И. и других исследователей указывают на наличие отклонений от законов пластичности, нашедших широкое применение в научной литературе. Анализ результатов исследований с такими материалами как сталь, никель, медь и дюралюминий показывает на возможность изучения и описания отмеченных отклонений с позиций современных представлений о тензорной нелинейности. В данной работе, опираясь на результаты названных и других авторов, показано, что при учете этой нелинейности повышается точность определения, как напряжений, так и деформаций, если отказаться от единой зависимости между интенсивностью напряжений и интенсивностью деформаций. С этой целью, используя один из вариантов теории В.В. Новожилова, выполнен вывод определяющих уравнений деформационной теории пластичности, учитывающей эффект «разрыхления, подобие кривых упрочнения и их зависимость от вида напряженного состояния.

В настоящее время, в России, получили широкое распространение малогабаритные установки для утилизации шин фрезерованием, с годовым объемом потребления сырья до 5000 тонн. Авторами изучается проблема возникновения сильных вибраций в подобном оборудовании при утилизации изношенных покрышек. Анализ проводится на основе установки собственной разработки и ее прототипа. В статье рассмотрены основные причины возникновения этих вибраций, их негативные последствия, а также приводится пример построения математической модели технологического процесса, учитывающей параметры технологической системы, взаимного влияния кинематики движения режущего инструмента и динамики формирования силы резания.

профессор Зарубин В. С., профессор Кувыркин Г. Н.

Построена математическая модель переноса тепловой энергии в композите с одинаково ориентированными анизотропными включениями эллипсоидальной формы. На основе этой математической модели получены расчетные формулы для определения эффективных коэффициентов теплопроводности такого композита, обладающего анизотропией по отношению к свойству теплопроводности. Для оценки возможной погрешности полученных результатов применена двойственная формулировка вариационной задачи стационарной теплопроводности в неоднородном твердом теле. Эти результаты могут быть использованы для прогноза эффективных коэффициентов теплопроводности композитов, модифицированных включениями эллипсоидальной формы, включая наноструктурные элементы (в том числе углеродные нанотрубки). В силу электротепловой аналогии полученные формулы применимы для оценки электропроводности композитов с анизотропными эллипсоидальными включениями.

В статье представлена методика количественной оценки газодинамических параметров процессов в газовых средах по результатам оптической регистрации. В основе методики лежит известная зависимость прямо пропорциональной связи между яркостью фотоснимка и второй производной плотности потока газа по координатам. Анализ экспериментальных и расчётных данных показал, разработанная методика позволяет корректно выполнять количественную оценку параметров газодинамических процессов в газовых средах, что существенно расширяет возможности применения оптической регистрации при проведении аэрофизических и баллистических экспериментов, а также существенно снижает сложность и стоимость их проведения.

Рассматриваются факторы процесса абразивной обработки деталей на доводочных станках свободным абразивом, определяющие результаты процесса. Отмечено, что что физической основой процесса абразивной доводки является абразивное разрушение материалов детали и притира, которое происходит под действием сил, возникающих в процессе обработки, но большинство рассматриваемых факторов не являются силовыми, и тем не менее влияют на результаты обработки. Предложена новая характеристика процесса - спектр силы, действующей на элементарный участок поверхности детали позволяет объединить в единую силовую характеристику основные технологические, кинематические и динамические факторы процесса абразивной доводки, что позволит упростить систему управления процессом при одновременном увеличении ее эффективности.

Обнаружение веществ по их инфракрасным спектрам проводится путем статистического анализа экспериментального и эталонного спектров. Анализ проходит путем расчета коэффициента корреляции. В данной работе получена зависимость коэффициента корреляции эталонного и зашумленного спектра от отношения сигнал шум. Для заданной вероятности обнаружения веществ получена зависимость порогов обнаружения вещества от отношения сигнал/шум в экспериментальном спектре. Рассмотрена возможность применения полученных зависимостей для вычисления порогов обнаружения веществ с учетом возможного изменения отношения сигнал/шум в ходе эксперимента.

Чижов И. А., Меркушкин Е. А., Пачколина П. А., Березовская В. В.

Применение защитных покрытий является одним из перспективных направлений увеличения продолжительности срока службы резьбового соединения «труба-муфта» колонн насосно-компрессорных труб при добыче нефти. Изучены структура, механические и коррозионные свойства гальванических (ГВЦ), термодиффузионных (ТДЦ) и горячих (ГЦ) цинковых покрытий на трубные стали 45, 30Г2, 37Г2Ф и 37Г2С разной группы прочности. Определены толщина, структура, фазовый состав, микротвердость и питтингостойкость покрытий. Цинковые покрытия разной технологии нанесения имеют существенные различия по толщине, твердости, коррозионной стойкости и структуре, однако значения этих показателей внутри одной технологии практически не зависят от металла основы. Горячее Zn-покрытие толщиной ~ 100 мкм состоит из нескольких слоев: Г-, Г₁-, δ₁-, ζ - и η -фаз с разным содержанием цинка в соответствии с фазовой диаграммой Fe-Zn. Термодиффузионное покрытие (40 мкм) состоит из фаз Г и Г₁, имеющих сложную кубическую решетку, и δ₁-фазы с гексагональной решеткой. В состав гальванического покрытия (20 мкм) входят η -фаза – твердый раствор железа в цинке, Zn и оксид цинка ZnOна поверхности. ГЦ и ГВЦ покрытия имеют значительно более низкую твердость в отличие от термодиффузионного, что обусловлено присутствием твердой фазы δ₁. Питтингостойкость всех сталей без покрытия ниже, чем с покрытиями, максимальной стойкостью обладает покрытие ГВЦ, имеющее на поверхности оксид цинка, минимальной – ГЦ покрытие с двухфазной η + ζ -структурой. Самым стойким к питтинговой коррозии оказалось покрытие на стали 37Г2С, легированной 1% кремния, а самым нестойким – на стали 45. Показано, что химический состав и термическая обработка исследованных трубных сталей практически не влияют на толщину покрытий, однако ТО сталей после прокатки, позволяет получить более однородное гальваническое покрытие без выраженной слоистости.

В статье рассматриваются вопросы оценки знаний студентов высшего профессионального образования в условиях перехода на модульно-рейтинговую систему обучения и оценки успеваемости. Представлен статистический анализ успеваемости студентов первого курса, обучающихся по традиционной системе и при введении модульно-рейтинговой системы. По результатам исследования показаны преимущества модульно-рейтинговой системы обучения и оценки успеваемости студентов. В статье представлено мнение студентов о модульно-рейтинговой системе.

Рассмотрены вопросы управления качеством профильного инженерного образования путем исследования мотивации, способностей и готовности молодежи к деятельности в области IT-технологий. Приведены результаты комплекса мероприятий, проведенных специалистами МГТУ имени Н.Э. Баумана, позволяющих выявить способность и склонность молодого человека к профессиональной деятельности в области IT – технологий и направленных на развитие и повышение качества профильного образования в образовательных учреждениях г. Москвы, повышение рефлексии молодежи в области будущего профессионального роста, выявление талантливой молодежи, имеющей интерес к научной карьере.

Статья посвящена развитию методики прогнозирования потери точности металлорежущих станков при износе направляющих скольжения. Показана проблема получения достаточной для практики точности оценки среднего ресурса и его возможного рассеивания. Рассмотрена используемая в настоящее время методика определения среднего ресурса по методу Монте-Карло и указаны её недостатки для оценки возможного рассеивания ресурса станка по параметрам точности. Приведено содержание основных этапов новой методики прогнозирования потери точности металлорежущего станка при износе направляющих с примером реализации этих этапов. Показаны результаты прогнозирования потери точности станков 16К20Ф3 и СТП-220АП, которые были получены после завершения циклов статистического моделирования процесса изнашивания направляющих при достаточно точном определении плотности распределения вероятности ресурса по параметрам точности.

В данной статье исследованы основные проблемы машиностроительного производства и показано, что основной проблемой является высокая ресурсоемкость выпускаемой продукции. Для решения этой проблемы существующих традиционных методов организации производства, используемых на предприятиях, становится недостаточно. В статье разработаны новый логистический подход и математическая модель организации производства, основанные на минимизации ресурсопотребления, как с экономической точки зрения (минимизация издержек производства), так и с экологической точки зрения (минимизация воздействия производственного процесса на окружающую среду).

Приведены алгоритм и общая структурно-логическая модель принятия технологического решения о целесообразности процесса восстановления в целом, а также детализированная структурно-логическая модель обеспечения качества восстанавливаемого объекта. Указаны отличительные особенности исходных данных для объекта восстановления от исходных данных вновь изготавливаемого изделия. Отмечено, что основными отличиями являются знания об остаточном ресурсе долговечности, данные входного контроля о состоянии восстанавливаемого объекта, наследуемые параметры и свойства, история нагружения и повреждений, технологичность поврежденной детали-заготовки. Показано, что. формирование потребительских свойств объекта восстановления обеспечиваются в результате сложного суммарного воздействия преобразованных внешних энергий всех технологических методов и видов обработки, составляющих технологический процесс восстановления.

В статье дан аналитический обзор и классифицированы типовые круглопрофильные детали с дискретно-щелевой структурой поверхности по критериям проницаемости щелей и геометрии их формообразования. Приведены варианты исполнения этих деталей, представлены технологические методы их получения и область применения. Подавляющее большинство фильтроэлементов с дискретно-щелевой структурой поверхности являются сборочными единицами, включающими несколько соединенных между собой деталей. Технологии получения таких фильтроэлементов имеют ряд ограничений, как по производительности, так и по гарантированной тонкости фильтрации, обеспечиваемой изделиями. Наиболее перспективными с точки зрения тонкости фильтрации и эффективности производственного цикла являются бироторные технологии многолезвийной обработки дискретно-щелевых структур, обеспечивающие получение фильтроэлеменов в виде монодетали с тонкостью фильтрации от 10 мкм. Эти технологии обеспечивают получение структуры, обладающей упругими свойствами, позволяющей создавать регулируемые фильтры, с минимальной шириной щелей в сжатом состоянии при рабочем режиме и раскрытием фильтроэлемента в режиме регенерации.

В работе рассмотрен вопрос о необходимости термической обработки после сварки кольцевых стыков толстостенных магистральных газопроводов. Проведен анализ двух наиболее распространенных технологий сварки неповоротных стыков магистральных газопроводов: ручной дуговой сварки электродом с основным типом покрытия и комбинированной сварки (корень шва – механизированная сварка проволокой сплошного сечения методом STT, заполняющие и облицовочные слои шва – автоматическая сварка порошковой проволокой в смеси защитных газов головками М300-С). Результаты выполненных тепловых расчетов и расчетов напряженного состояния позволили обосновать отказ от послесварочной термической обработки кольцевых монтажных стыков.

нач. лаб. НИИКМ и ТП МГТУ им. Н.Э. Баумана Зубков Н. Н.

Статья написана на основе обзора отечественных и зарубежных изданий по режущему инструменту, выпущенных в последние 7 лет. В статье рассмотрены существующие современные инструментальные материалы для лезвийных инструментов. Приводятся их физико-механические свойства и области их рационального применения. Особое внимание уделено новым маркам оксидной, смешанной, армированной и нитридной режущих керамик, а также сверхтвердым инструментальным материалам на основе поликристаллического алмаза и кубического нитрида бора. Приводится сравнение отечественных марок инструментальных материалов и материалов ведущих зарубежных фирм. Приведена классификация сверхтвердых инструментальных материалов на основе алмаза. Выполнен анализ перспектив развития инструментальных материалов.

Целью работы является определение влияния величины шероховатости поверхности контактного тела на герметичность контактных уплотнительных устройств с эластомерными (резиновыми) кольцами. Шероховатости двух уплотняемых поверхностей при соприкосновении двух твердых поверхностей образуют систему впадин и капилляров произвольной формы. Принятые величины шероховатости недостаточно обоснованы. Исследования герметичности с учётом композиционно сложной структуры эластомерного материала уплотнительного кольца и разнообразия шероховатости уплотняемой поверхности проводилось пузырьковым методом.Полученные результаты экспериментальных исследований обосновывают используемые в промышленности величины шероховатости контактной поверхности и позволяют выработать рекомендации по выбору величин шероховатости поверхностей контактных тел и коэффициента сжатия эластичного кольца,обеспечивающих герметичность.

Представлена расчетная модель пневматической бескамерной шины, разработанная с использованием метода конечных элементов в физически и геометрически нелинейной постановке. В модели учтены: конструктивные особенности шины и механические свойства материалов, из которых она изготовлена; характер контактного взаимодействия шины с опорной поверхностью, имеющей неровности. Адекватность разработанной модели шины подтверждена экспериментально. Исследовано взаимодействие автомобильного колеса (оснащенного пневматической бескамерной шиной) с опорной поверхностью, имеющей неровности различной формы и размеров. Полученные результаты предназначены для уточненного представления колесного движителя в динамических моделях автомобиля для исследования его колебаний при движении по дорогам различного типа и бездорожью

Выполнен анализ возможности применения маховика с приводом на наземных мобильных роботах в качестве вспомогательного источника энергии. Рассмотрены режимы движения мобильного робота с маховиком, аккумулирующим энергию при торможении робота. Выбран материал ротора маховика и определена его рациональная форма. Рассчитаны энергетические параметры маховика. Приведена принципиальная блок-схема гибридного мобильного робота с двумя источниками энергии – электрохимическим аккумулятором и маховиком. С целью обеспечения рациональной компоновки предложено конструктивно выполнять маховик с электродвигателем в едином блоке.

С начала девяностых годов прошлого века внимание исследователей начинает привлекать задача управления хаосом. Суть этой задачи состоит в синтезе такого управления, под воздействием которого динамическая система перестаёт обладать хаотической динамикой. Обычно замкнутая система имеет при этом один или несколько устойчивых предельных циклов. В статье рассматривается задача управления хаосом в одной из систем Спротта с введённым в неё управлением. Рассматриваемая система относится к классу аффинных систем с управлением, не эквивалентных регулярной системе канонического вида ни на каком открытом подмножестве пространства состояний. Предложен способ синтеза управления, позволяющего путём стабилизации состоящего из устойчивых периодических решений цилиндрического инвариантного подмногообразия в фазовом пространстве замкнутой системы добиться отсутствия в ней хаотической динамики. Разработанный способ может быть распространён на более широкий класс систем.

Рассматривается моделирование кинетостатики семистепенного хирургического робота-манипулятора на примере операции стернотомии. Движение инструмента осуществляется вдоль заданной в глобальной декартовой системе координат траектории. Задача численного моделирования решена в программном пакете MATLAB^® Robotics Toolbox + Simulink^®. Для нахождения матриц податливостей методом конечных элементов в произвольный момент времени движение робота смоделировано в программном пакете SolidWorks^®. Получены матрицы податливостей в точке приложения рабочих воздействий на стернотом в зависимости от положения робота. Задача определения матриц податливостей решена в программном пакете ABAQUS CAE®.

Рассмотрены вопросы применения ПЗС-фотоприемников, предназначенных для работы в кадровом режиме накопления, для использования в режиме временной задержки и накопления. Для задачи построения цифровых камер радиоастрономических пульсарных процессоров определен набор матричных и линейных ПЗС-фотоприемников. Предложена специальная временная диаграмма сигналов управления кадровыми ПЗС-фотоприемниками, которая обеспечивает специальный режим временной задержки и накопления. Разработан алгоритм переключения режимов работы ПЗС-фотоприемника, в котором учитывается переходной процесс. Впервые для двух типов кадровых ПЗС-фотоприемников реализован режим временной задержки и накопления. Разработаны принципы построения цифровых камер с переключением режимов накопления, управлением частотой и синхронизацией кадров. Предложена схемная реализация цифровой камеры на основе цифрового сигнального процессора.

В условиях применения боеприпасов (БП) возможны случаи их преждевременного срабатывания или отказов. Полностью устранить причины возникновения такой потенциально опасной ситуации практически невозможно. В предлагаемой статье проведен анализ причин отказов с учетом опыта Второй мировой войны и дальнейшей модернизации первоначальных образцов БП и взрывательных устройств (ВУ) к ним, проведенной в послевоенное время. Показано, что применительно к артиллерийским БП нештатное их функционирование может происходить на различных этапах их действия: в служебном обращении (в результате их падения в период погрузочно - разгрузочных работ), в процессе заряжания боеприпаса (при их неправильной досылке), при движении боеприпаса в канале ствола орудия (из-за дефектов боеприпаса и взрывчатого снаряжения), на траектории полета боеприпаса (в основном из-за неисправности ВУ). Последний случай рассмотрен более подробно, а окончательные результаты подобных исследований проиллюстрированы в статье на примере конкретных ВУ, стоящих на вооружении нашей армии.

Разработана методика расчета значений электрического адмиттанса низкочастотной ультразвуковой колебательной системы с пьезокерамическим электроакустическим преобразователем при взаимодействии с биологическими тканями с учетом геометрии и акустических характеристик в среде COMSOL Multiphysics. Согласно методике рассчитаны значения собственных резонансных частот продольных колебаний и электрического адмиттанса системы при различной геометрии нагрузки. Показаны возможности использования предложенной методики расчета и модели с упрощенной геометрией и допущением об изотропности материалов элементов для расчета значений собственных резонансных частот продольных колебаний и электрического адмиттанса системы.

Федотов Ю. В., Булло О. А., Матросова О. А., Белов М. Л., Городничев В. А.

Описана лабораторная экспериментальная установка для исследования лазерного флуоресцентного метода контроля стрессовых состояний растений. Приведены спектры лазерно-индуцированной флуоресценции газонной травы в нормальном и различных стрессовых состояниях при возбуждении флуоресценции на длине волны 532 нм,вызванных наличием в почве различных загрязнителей антропогенного происхождения. Показано, что воздействие на растение стрессовых факторов, вызванных наличием загрязнителей в почве, заметно искажает спектр флуоресценции, что может быть положено в основу лазерного метода контроля состояния растений.

Разработана конструкция магнитного подшипника содержащая кольцевые постоянные магниты и высокотемпературные сверхпроводниковые (ВТСП) элементы, обеспечивающие пассивную стабилизацию ротора.. Рассмотрены различные варианты конструкции подшипника и рассчитаны их силовые и жесткостные характеристики. Максимальную нагрузочную способность имеет конструкция подшипника, содержащая двухполюсные магнитные системы центральных и периферийных кольцевых постоянных магнитов с противоположной намагниченностью. Изготовлена модель элемента подшипника, подтверждающая работоспособность предложенной конструкции. ВТСП элементы охлаждаются в отсутствии магнитного поля.

Работа посвящена исследованию криптостойкости блочных шифров, основанных на обобщенных клеточных автоматах, к классическому линейному криптографическому анализу. Получено достаточное условие стойкости шифров из этого семейства по отношению к данному виду криптоанализа. С помощью этого условия показывается, что при произвольном графе клеточного автомата, в случае правильного выбора локальной функции связи и других параметров, для того, чтобы шифры из этого семейства с длиной ключа, составляющей 128 и 256 бит, и длиной блока 128 бит не могли быть взломаны методом линейного криптоанализа, при четырех раундах, достаточно использование 7 шагов обобщенного клеточного автомата на раунд.

Артеменко Ю. Н., Глазунов В. А., Сильвестров Э. Е., Кореновский В. В., Демидов С. М.

В работе предложен метод синтеза плоских шестизвенных механизмов с тремя степенями свободы. Метод учитывает ограничения, налагаемые требованиями к ориентации антенны космического телескопа. Особенностью предложенного метода является разложение синтезируемого механизма на два более простых ‑ механизм двойного маятника и двухкоромысловый механизм. Первый механизм имеет две степени свободы и служит для поддержания в постоянном положении точки, вокруг которой второй механизм осуществляет поворот выходного звена манипулятора на необходимый угол. В работе определены все неизвестные размеры звеньев механизма и углы их поворота, а также передаточная функция механизма, т.е. зависимость угла поворота выходного звена от угла поворота ведущего звена двухкоромыслового механизма. Кроме того, в работе рассмотрена задача сохранения неизменного положения центра масс антенны телескопа при изменении ее орентации.

Рассмотрена задача обеспечения информационной безопасности автоматизированных систем. Проанализированы различные подходы к ограничению доступа к информационным ресурсам. Разработан алгоритм авторизации пользователей по изображению, которое сможет распознать человек и не сможет распознать интеллектуальная «программа-робот». Выбраны базовые типы искажений эталонных образов. Предложено применить динамическую нейронную сеть как своеобразный фильтр, позволяющий отбрасывать образы с высокой вероятностью распознавания. Для реализации алгоритма использована рекуррентная сеть Хопфилда.

Воздействие гармонической помехи на фазовую автоподстройку (ФАП) приводит к искажению информации, поступающей во входном сигнале, а также к потере устойчивости ФАП. Данная статья посвящена анализу воздействия гармонической помехи на процессы синхронизации в системе ФАП второго порядка. В работе проведен анализ случаев захвата за сигнал и захвата за помеху, и получены проекции фазовой траектории на плоскости, иллюстрирующие эти режимы. Путем анализа фазовых портретов получены уравнения захвата за сигнал и за гармоническую помеху. Приведены графики зависимостей отношения сигнал/помеха от частотного рассогласования, а так же приведена бифуркационная диаграмма ФАП. В приложении сопоставляются критические значения параметров ФАП, полученные разными методами.

18 июля 2011 года на рабочую орбиту искусственного спутника Земли (ИСЗ) был выведен радиотелескоп диаметром 10 м, смонтированный на космическом аппарате (КА) «Спектр-Р» и предназначенный для совместного с наземными станциями радиоинтерферометрического наблюдения удаленных источников. Успех научной программы проекта во многом зависит от точности знания орбиты космического радиотелескопа (КРТ). Одним из источников информации, используемой при уточнении орбиты аппарата, являются астрометрические наблюдения. Из-за существенной эволюции орбиты наблюдения ведутся по целеуказаниям. Помимо положения на небесной сфере в целеуказаниях для идентификации объекта указывается прогнозное значение видимого блеска. В случае «Спектра-Р» блеск может существенно изменяться в течение полета. В работе представлена модель расчета видимого блеска КА «Спектр-Р». Ключевые параметры модели получены в ходе обработки телеметрической и фотометрической информации, накопленной с момента запуска аппарата.

Дворецкий Д. А., Хопин В. Ф., Гурьянов А. Н., Денисов Л. К., Исхакова Л. Д., Буфетов И. А.

В настоящей работе впервые исследованы оптические потери в световодах на основе плавленого кварца в температурном диапазоне 300-1500 К. В исследуемых световодах наблюдается значительный рост оптических потерь в температурном диапазоне 1050 – 1200 ºС. При этом оптические потери достигали максимальной величины при температуре 1200 ºС на длине волны 400 нм и составили для световода на основе плавленого кварца ~5 дБ/м, для германосиликатного световода ~ 4 дБ/м, для фосфоросиликатного световода ~ 1,5 дБ/м и для алюмосиликатного световода ~45 дБ/м и в процессе охлаждения практически не изменялись. На примере алюмосиликатного световода показано, что в процессе нагрева и последующего охлаждения в нём формируются нано- и микрокристаллические включения, которые могут быть связаны с наблюдаемым ростом оптических потерь.

Цель работы – повышение надежности работы электрических сетей с пофазно-экранированными кабелями путем предотвращения перехода однофазных замыканий в междуфазные. В работе проанализированы электродуговые процессы при повреждении жильной изоляции и прожоге экранов кабелей. Определена предельно допустимая продолжительность однофазных замыканий, зависимость ее от способа прокладки кабелей. Результаты работы позволяют учитывать влияние емкостных токов на тяжесть повреждений кабелей и снижать издержки на восстановление поврежденных участков кабельных линий. Основные результаты работы получены с помощью математического моделирования электромагнитных и тепловых процессов в месте однофазного замыкания на землю в программе ELCUT . Достоверность модели оценивалась на основе сопоставления расчетных данных с результатами натурных экспериментов. Установлено, что при прокладке кабелей вплотную треугольником однофазное замыкание на землю может становиться междуфазным коротким замыканием за несколько секунд. Для предотвращения процесса рекомендовано одножильные пофазно-экранированные кабели 6-35 кВ применять только в сетях с низкоомным резистивным заземлением нейтрали и быстродействующим отключением однофазных замыканий на землю.

Герасимов С. А., Куксенова Л. И., Лаптева В. Г., Фахуртдинов Р. С., Смирнов А. Е., Громов В. И., Ступников В. В.

Значительные ресурсы повышения комплекса эксплуатационных свойств ответственных деталей машин заключены в разработке новых технологий термической и химико-термической обработки, основанных на активизации процессов диффузионного насыщения и обеспечивающих объемное и поверхностное ультрамелкодисперсное или наноструктурное состояние конструкционных материалов. В статье представлены результаты оценки износостойкости и микротвердости сталей ВКС-7 и ВКС-10 после комплексной обработки, включающей два этапа: 1 - предварительную пластическую деформацию методом теплой осадки и 2 - ионно-плазменное азотирование или вакуумную цементацию. Проведен анализ взаимосвязи твердости и износостойкости.

В работе выполнены расчеты кинетики фазовых превращений неравновесных твердых растворов бинарных сплавов: Fe-2 Cr( ат.%), Fe-4 Cr (ат.%), Fe-24Cr (ат.%). В литературе [1] имеются сведения о влиянии предварительной термической обработки (ТО) на размеры нитридов железа после азотирования. С помощью программы «Termodin» [2, 3] рассчитаны размеры кластеров, коэффициенты диффузии при температурах изотермической выдержки, время зарождения и время роста кластеров, скорость зарождения и скорость роста кластеров, образующихся на начальных стадиях распада пересыщенного твердого раствора. Рассчитана кинетика формирования заданной объемной доли σ фазы. Полученные расчетные данные позволяют управлять структурой сплавов в зависимости от режимов термической обработки.

В статье рассмотрены возможности и интерфейс персонального сайта преподавателя предназначенного для работы со студентами для помощи учебному процессу. Рассмотрен интерфейс пользователей в виде скриншотов с сайта и поясняются основные технологические операции для поддержки учебного процесса (доступ к данным, консультирование и т.д.). На основе длительного применения такого сайта в учебном процессе (более десяти лет) делаются выводу об эффективности использования таких технологий, анализируются их достоинства и недостатки применительно к конкретной реализации программного обеспечения сайта. В частности отмечается, что оперативность обеспечения студентов методическими материалами значительно выше, и кроме того, удается выполнять оперативное изменение требований и заданий, хотя при этом трудоемкость сопровождения сайта, вместе с тем, велика и требует от преподавателя значительных временных затрат.

В статье предложена методика, дано теоретическое обоснование и проведена экспериментальная апробация инерционного метода оценки влияния качества смазочного материала на энергетическую эффективность цепных передач в составе цепного электропривода. Данный метод позволяет исследовать механические потери в цепной передаче на большинстве скоростных, нагрузочных и переходных режимов работы, которые напрямую зависят от качества смазочного материала. На основе разработанной методики,оснастив привод аппаратно-программным комплексом, имеется возможность оценки влияния качества смазочного материала на момент инерции потерь в цепных передачах в процессе эксплуатации цепного привода.

В статье рассмотрены предпосылки для проведения экспериментов по испытанию станков для реализации высокоскоростной обработки. Предложена методика определения безвибрационных частот вращения инструмента при высокоскоростном фрезеровании. Приведены результаты экспериментов по измерению сил резания с использованием динамометра фирмы Kistler: - токарная обработка алюминиевого сплава при скорости резания от 100 до 1000 м/мин в Технологическом Университете г. Цюриха (Швейцария); - фрезерная обработка алюминиевых сплавов при скорости резания от 471 до 942 м/мин в МГТУ им. Н.Э. Баумана, лаборатории кафедры МТ-1 «Металлорежущие станки»; - фрезерная обработка алюминиевых сплавов и сталей ( скорость резания до 452 м/мин) на ОАО «Дубненский машиностроительный завод имени Н.П. Федорова».

В работе рассмотрены существующие методики корригирования профиля зубьев резьбовых фрез с прямыми стружечными канавками. Разработана методика профилирования зубьев резьбообразующей части резьбовой фрезы с винтовыми стружечными канавками и формой передней поверхности в торцевом сечении в виде прямой с передним углом отличным от 0°. Расчеты показали, что в общем случае профиль зуба фрезы для обработки метрической резьбы является несимметричным с отклонением от 30 градусов, зависящим от диаметра резьбообразующей части инструмента, шага резьбы, угла наклона винтовых стружечных канавок, переднего и заднего углов.

Рассмотрена конструкция развертки, реализующая комбинированный процесс резания с опережающим пластическим деформированием (ОПД) при обработке отверстий. Приводятся результаты экспериментального исследования эффективности развертывания с ОПД при обработке сталей 20X13, I2X18H10T, 10Х12Н22Т3МР и латуни Л63. Опытным путем установлено, что конструктивные особенности инструмента для развертывания отверстий с ОПД проявляются в стабилизации процесса резания при случайных возмущениях, исключают вибрации в поперечном направлении, повышают однородность структуры поверхностного слоя изделия. Это способствует снижению шероховатости обработанной поверхности, более равномерному ее распределению на длине отверстия, повышению микротвердости поверхностного слоя, увеличению технологической стойкости инструмента и производительности обработки.

Разработана конструкция направляющего устройства для интенсификации аэрации карьеров, позволяющая увеличить скорость прямых и обратных воздушных потоков в рабочих зонах горных выработок в период ослабленного естественного воздухообмена, и позволяющая улучшить условия труда. На основе моделирования и анализа результатов исследования установлены оптимальные параметры устройства аэрации, исследована аэродинамика воздушных течений в карьерах с различной геометрией выработанного пространства, получены расчетные зависимости для определения скоростей воздушных ветровых течений. Показано, что применение направляющего устройства повышает эффективность аэрации выработанного пространства карьера за счет увеличения скорости ветрового потока на срыве в карьер, уменьшения объема зоны циркуляции и уменьшения скоростей воздушных потоков в ней.

Ивахненко Е. Ю., Камруков А. С., Козлов Н. П., Новиков Д. О., Яловик М. С.

Представлены результаты экспериментального исследования деструкции этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) под воздействием импульсного широкополосного УФ излучения в присутствии пероксида водорода. Объектом исследований являлись водные растворы, содержащие ЭДТА с начальной концентрацией от 15 до 100 мг/л и азотнокислый натрий (NaNO₃) с начальной концентрацией 4 г/л. Оценены энергетические затраты как на деструкцию, так и на полную минерализацию продуктов деструкции ЭДТА в зависимости от начальной концентрации кислоты, наличия или отсутствия азотнокислого натрия и при введении пероксида водорода с концентрацией 3 г/л.

В статье рассмотрен метод идентификации параметров математической модели электрогидравлического привода. Метод основан на сопоставлении характеристик, полученных в ходе эксперимента, с характеристиками, полученными при моделировании. Сформирован критерий идентичности для данного случая. Алгоритм поиска построен с применением метода Нелдера-Мида для численной минимизации функций. Представлена математическая модель электрогидравлического привода. Также в статье рассмотрен вопрос влияния качества изготовления золотниковых распределителей на характеристики электрогидравлических приводов. Сделаны выводы об эффективности примененного метода.

В статье изложена концепция, которая основана на методике последовательной оптимизации электрогидравлического следящего привода, представленного в виде подсистем уровня 1 (Ур. 1) и уровня 2 (Ур. 2). На уровне 1 электрогидравлический следящий привод рассматривается вместе с электрогидравлическим усилителем мощности, который заменен пропорциональным звеном. На уровне 2 выбран электрогидравлический усилитель мощности с предварительным каскадом усиления типа «сопло-заслонка» и механической обратной связью от золотника к заслонке. Для оценки проектных вариантов каждой подсистемы предложены целевые функции. Полагается целесообразной оптимизация при помощи ЛП-поиска или генетических алгоритмов. Изложенная в статье концепция основана на обобщении известных из литературных источников методов оптимизации электрогидравлического следящего привода и содержит новые предложения по структуре алгоритма оптимизации.

Целью работы является теоретическое обоснование выбора размеров канавки, в которую устанавливается эластичное кольцо контактного уплотнительного устрой-ства. Имеющихся материалов недостаточно для обоснованного выбора размера канавки. Профильное сечение канавки соответствует прямоугольному. Глубина канавки определяется по величине коэффициента сжатия эластичного кольца. Ширина канавки определяется по площади сечения кольца в исходном состояния с учетом изменения формы сечения при деформации и с учетом деформации сжатия кольца по сечению и объемного набухания упруго кольца в среде рабочих жидкостей. Представлены теоретические выкладки по определению зависимости размеров канавки от различных факторов в обоснование выбора размеров канавки установки эластичного кольца, Эти результаты позволят точнее определять размеры канавок, обеспечивающих герметичность уплотнений с учётом различных факторов.

Описана проектная технология решения многокритериальных параметрических оптимизационных задач в области автотранспортной техники, в основе которой заложен двухэтапный подход: Этап 1. Оптимизация рабочих характеристик узлов и агрегатов автомобиля, представленных обобщенным описанием. Этап 2. Оптимизация конструктивных параметров узлов и агрегатов реальных конструкций. При этом рабочие характеристики узлов и агрегатов необходимо приблизить к «оптимальным», найденным на предыдущем этапе. Представлены объекты испытаний (двух и трехосные автомобили), используемые для проверки математического описания. Разработан прикладной программный комплекс STABCON 2.0 для решения проектных и доводочных задач в области автомобилестроения. Программный комплекс отличается универсальностью и может быть адаптирован для решения проектных задач в области автомобильной техники, не ограниченной только свойствами управляемости и устойчивости. При этом конструктор может использовать ранее созданные модели. Сделан вывод о необходимости создания Центра компетенции для обучения и оказания содействия в решении задач оптимального проектирования специалистам отрасли.

В работе созданы рациональные конечно-элементные модели подголовников и выполнен их анализ с позиций оценки погрешностей моделирования и соответствия требованиям норм ЕЭК ООН №25. Проведена оценка данных моделей с точки зрения погрешностей результатов и трудозатрат на разработку и решение с помощью программных комплексов, реализующих МКЭ (ANSYS, Femap и LS-DYNA), а также влияния свойств материалов, из которых изготовлен подголовник, на результаты решения. Расчёты на базе МКЭ дают возможность получения всего массива информации о процессе аварийного нагружения, необходимого для проведения расчётной оценки безопасности кресел легковых автомобилей в случае задних столкновений.

Одним из перспективных способов решения проблем повышения плавности хода многоосных колесных машин (МКМ) является разработка управляемых систем подрессоривания, обеспечивающих стабилизацию корпуса МКМ при различных воздействиях. На основе применения методов нечеткой логики разработан адаптивный пропорционально-дифференциальный закон непрерывного управления подвеской МКМ. Методами имитационного моделирования проведен анализ эффективности разработанного закона управления для активных и полуактивных систем подрессоривания. Показано, что при соизмеримой эффективности и существенно меньших энергетических затратах на управление адаптивный пропорционально-дифференциальный закон для полуактивной системы подрессоривания можно считать более предпочтительным для практического применения в подвесках МКМ по сравнению с аналогичным законом для активных систем подрессоривания.

Рассматривается движение плоской поверхности в неограниченной вязкой среде с неньютоновскими свойствами под действием случайной силы. Показано, что флуктуации скорости такой поверхности описываются интегральным стохастическим уравнением и относятся к классу немарковских процессов. Найдены статистические характеристики изменения скорости поверхности, в том числе характеристическая функция первого порядка и моменты первого и второго порядка. Показано, что влияние как дилетантаной, так и псевдопластичной неньютоновских жидкостей в первом приближении имеет аналогичные статистические свойства. Найдено, что дисперсия флуктуаций ускорения поверхности для случая неньютоновской среды оказывается больше по сравнению с аналогичным параметром в ньютоновской жидкости.

Рассматривается проблема позиционирования инструмента семистепенного хирургического Робота-Манипулятора на примере биопсии головного мозга. Подчеркивается, что данная операция требует исключительной точности подведения инструмента к точке цели. Движение инструмента осуществляется от точки к точке вдоль заданной в абсолютной декартовой системе координат траектории. Координаты желаемой траектории преобразуются в соответствующие присоединенные координаты сочленений решением обратной задачи кинематики. В качестве схемы управления выбран метод вычисления управляющий моментов. Полученные положения, скорости и ускорения сочленений подаются на вход решения обратной задачи динамики, вычисляющей моменты в сочленениях, необходимые для реализации заданного движения, с учетом закона управления. Текущее положение, скорость и ускорение сочленений получаются решением прямой задачи динамики. Высокие показатели точности позиционирования инструмента доказывают адекватность имеющейся модели Робота-Манипулятора и пригодность выбранной схемы управления. Задача численного моделирования решена в программном пакете MATLAB^® Robotics Toolbox + Simulink^®.

Решается задача аналитического резервирования измерительных систем летательного аппарата (ЛА) с использованием наблюдателей состояния. На основе оценок части переменных вектора состояния ЛА, получаемых наблюдателями, решается задача слежения за программной траекторией при выполнении предпосадочных маневров: снижения и выравнивания. Рассматривается движение ЛА в вертикальной плоскости. Предполагается, что на ЛА действуют неизвестные ограниченные внешние возмущения. В качестве системы аналитического резервирования бортовых приборов измерения модуля вектора скорости и угла наклона траектории используется каскадная система наблюдателей состояния, функционирующих на скользящих режимах и позволяющих получить как оценки некоторых переменных вектора состояния, так и оценки внешних возмущений, действующих на летательный аппарат. Приведены результаты моделирования.

Рассмотрен процесс двумерной авторегрессии порядка (1,1). Распределение обновляющего поля авторегрессионного уравнения предполагается неизвестным. Построена оценка параметров авторегрессионной модели, основанная на знаках остатков наблюдений. Доказана состоятельность и асимптотическая нормальность построенной оценки. Вычислена асимптотическая относительная эффективность этой оценки по отношению к оценке наименьших квадратов. Сделан вывод о преимуществе предложенной оценки над оценкой наименьших квадратов, если обновляющее поле имеет двойное экспоненциальное распределение или распределение Тьюки.

профессор Матвеев В. А., Лунин Б. С., профессор, д.т.н. Басараб М. А., Чуманкин Е. А.

Рассмотрена новая технология балансировки зубчатых металлических резонаторов волновых твердотельных гироскопов для БИНС низкой и средней точности. Удаление неуравновешенной массы с поверхности балансировочных зубцов осуществляется с высокой точностью электрохимическим способом. Предложенный алгоритм балансировки позволяет удалять поочередно или одновременно все низшие формы массового дефекта, влияющие на работу прибора, не требует выполнения сложных расчетов при определении масс, удаляемых с зубцов, и может быть использован при любом числе зубцов на кромке резонатора. Разработанная технология балансировки проста в технической реализации, не требует дорогостоящего оборудования и легко поддается автоматизации.

В статье описано использование реализации метода седиментации из стартового слоя, который позволяет фиксировать крупные частицы в пробе, в отличие от других седиментационных методов. Метод анализа гранулометрического состава порошков и частиц горной породы рассматривается с позиции преобразования получаемой информации в аппаратной части прибора как наиболее приемлемый в качестве метода для алгоритмизации процедуры обработки результатов измерений при седиментационном методе анализа из стартового слоя. Акценты ставятся на анализе дискретных значений накопительной функции линейным методом, с возможностью данный метод реализовать в виде программы.

В статье представлены результаты разработки алгоритма автоматической сегментации флуоресцентно-микроскопических изображений препаратов клеточных культур для решения задач микробиологии. Алгоритм сегментации заключается в локальной адаптивной пороговой бинаризации по методу Ниблэка изображения клеток, построенного в канале V пространства HSV, и изображения включений внутриклеточных паразитов, построенного по модифицированному методу цветовой деконволюции. Для обеспечения возможности использования алгоритма сегментации на практике разработан быстрый алгоритм локальной адаптивной бинаризации по методу Ниблэка. Быстрый алгоритм основан на построении двух интегральных представлений исходного изображения: классического интегрального изображения и введенного интегрального квадрата изображения, используемого для быстрого расчета локального стандартного отклонения значений интенсивности. Предложенный метод позволил снизить время работы алгоритма бинаризации в среднем на 5 порядков. Внедрение разработанного алгоритма в практику микробиологической лаборатории позволит устранить негативное воздействие флуоресценции на глаза врача при визуальном микроскопическом анализе препаратов клеточных культур, существенно снизить трудоемкость и время анализа одного препарата и в целом повысить достоверность культурального метода анализа.

Рассмотрена статистическая модель рыночного звена макроэкономической системы управления, в которой спрос и предложение носят случайный характер вследствие статистического разброса доходов покупателей и рентабельности продавцов. На основе изучения статистики рынка определяются распределения плотности вероятности предполагаемых доходов покупателей и рентабельности продавцов. С их помощью находим плотность распределения возможного спроса и предложения по рыночной цене. Затем определены вероятные натуральный и стоимостной объемы продаж, средняя цена, динамика изменения спроса и предложения. Особенностью данной модели является одновременное существование неудовлетворенного спроса и остатка товара, что, например, характерно для рынка трудовых ресурсов.

В 2012 году в МГЮА им. Кутафина была проведена научно-исследовательская работа, одной из задач которой ставилось определение перспектив применения в вузе системы управления знаниями. В последние годы, многими авторами признавалось большое значение этому направлению развития информатизации в целом, и в образовании в частности. После анализа существующего опыта, коллективом авторов НИР был определен перечень наиболее перспективных и успешных проектов, в той или иной степени, реализованных с использованием технологий СУЗ. Особо можно отметить систему генерации образовательного контента, разработанную в МГТУ им. Баумана, под руководством И.П. Норенкова. Именно направление, позволяющее существенно повысить эффективность разработки и (особенно) актуализации электронных образовательных ресурсов, в перспективе позволит создать в вузах единые предметные области, которые в свою очередь откроют на практике дорогу новым технологиям обучения, базирующимся на проектных и междисциплинарных формах учебного процесса. В статье описывается проблема обеспечения ЭОР в вузе и подходы, позволяющие ее решить. Рассматривается ряд возможных сценариев формирования, визуализации и применения баз знаний.

Работа является четвертой и последней в серии публикаций, посвященных синтезу механизмов ориентации космического телескопа «Миллиметрон». Рассмотрены проблемы обеспечения сверхточной геометрии раскрываемого на орбите космического радиотелескопа «Миллиметрон», а также его высокоточного наведения на наблюдаемый объект. Эти проблемы обусловлены сверхвысокой чувствительностью телескопа и его работой в условиях глубокого вакуума и сверхнизких температур. Представлена концепция построения интеллектуальной системы активной виброзащиты и высокоточного наведения телескопа «Миллиметрон». Система отличается мировым уровнем новизны и позволяет существенно повысить эффективность виброзащиты и высокоточного наведения телескопа.

Для лица принимающего решение, по выбору наилучшего варианта развития системы обработки информации, предложен подход, направленный на формирование группы экспертов и совершенствование организации опроса экспертов рабочей группы, с целью получения от них адекватной информации. Основу подхода составляют: рекомендации по формированию компетентной рабочей группы экспертов; правила использования экспертами стандартизированной ранговой системы; рекомендации по организации и проведению опроса экспертов; правила обработки результатов экспертного опроса; рекомендации по проведению целенаправленной корректировке результатов работы отдельных экспертов рабочей группы, направленные на увеличение уровня согласованности мнений экспертов. Приведен пример, иллюстрирующий эффективность использования предложенного подхода.

Предложен способ повышения достоверности контроля вычислительных систем гидролокационных комплексов. Данный способ позволяет повысить методическую достоверность системы контроля за счет применения имитационного моделирования сигналов устройств гидролокационного комплекса в режиме реального времени. В статье приведен краткий анализ структуры и принципов работы объекта контроля, отмечены основные виды возможных неисправностей и причины их возникновения, определены актуальность и область применения способа. Практическое применение способа возможно как в области технического контроля изделий в промышленности, так и для отладки бортового программного обеспечения гидролокационных комплексов, разработки новых перспективных алгоритмов обработки гидроакустических сигналов.

профессор Зарубин В. С., профессор Кувыркин Г. Н.

На основе разработанной математической модели переноса тепловой энергии в композите с анизотропными включениями эллипсоидальной формы предложена процедура вычисления компонентов тензора эффективной теплопроводности текстурированного композита. Рассмотрен вариант включений в виде эллипсоидов вращения. Главные оси тензора теплопроводности таких включений совпадают с осями симметрии эллипсоида. Для случая конической текстуры композита учтено ее возможное рассеяние. Полученные результаты могут быть использованы для оценки эффективных коэффициентов теплопроводности текстурированных композитов, модифицированных наноструктурными элементами (в том числе углеродными нанотрубками). В силу электротепловой аналогии эти результаты применимы при рассмотрении характеристик электропроводности и диэлектрической проницаемости текстурированных композитов.

Рассмотрены особенности организации одиночного цикла коммутации вентильно–индукторного двигателя. Дана оценка известным алгоритмам управления двигателем, полученным на основе упрощенного кусочно-линейного представления его реальных магнитных характеристик. Приведены результаты моделирования цикла коммутации фазы двигателя с использованием его экспериментальных нелинейных магнитных характеристик, на основании которыхсформулированы оптимальные по энергетическим и силовым показателям условия его включения и отключения. Найден характер изменения напряжения на фазе двигателя с типовыми параметрами для поддержания постоянства тока в зоне перекрытия взаимодействующих полюсов.

Герасимов С. А., Куксенова Л. И., Лаптева В. Г., Фахуртдинов Р. С., Алексеева М. С., Хренникова И. А., Борейко Н. Л., Смирнов А. Е., Красовский Д. С.

В работе приведены результаты термодинамических исследований и поиск рационального химического активатора для осаждения гафния из газовой фазы на поверхности деталей ГТД из никелевых жаропрочных сплавов для повышения диффузионной стабильности жаростойких алюминидных покрытий. Расчеты показали невозможность использования традиционного автиватора дихлорида никеля для проведения процессов гафнирования, так как выделение газообразных соединений гафния происходит при температурах, находящихся за пределами возможностей современного оборудования для ХТО. В ходе исследования было установлено, что в качестве активатора возможно применять хлорид аммония. При содержании в составе насыщающей смеси гафния 0.2 от количества хлорида аммония выделяется наибольшее количество газообразных хлоридов гафния.

В статье приведены результаты исследования ключевых сегментов отечественного рынка медицинских изделий, обусловленных состоянием здоровья населения. На основании проведенных исследований состояния здоровья населения России в 2005-2010 годах сделан вывод о том, что заболеваемость населения определяет необходимость оснащения лечебного процесса простыми медицинскими изделиями, хроническая заболеваемость и смертность – высокотехнологичным оборудованием, а инвалидность обуславливает спрос на протезы. Обоснована необходимость изучения социальных и экономических последствий ухудшения состояния здоровья населения для более полной оценки потребностей здравоохранения в медицинских изделиях. Результаты исследования могут быть использованы в практической работе организаторами здравоохранения, руководителями различного ранга и аналитиками медицинской промышленности.

Кириллова О. В., Диментов А. В., специалист по метаданным (Metadata Librarian) БД Ulrich’s Periodicals Directory, компания Проквест (ProQuest), Нью-Джерси, США Тестерман Г.

Стремление российских журналов в международное научно-информационное пространство и индексы цитирования, регулируемое принятыми на государственном уровне руководящими документами, не может быть успешным без повышения качественного уровня и увеличения доступности журналов посредством индексирования в ведущих зарубежных базах данных. Основным источниками информации о журналах длямеждународного сообщества и экспертов индексов цитирования является база данных Ulrich’s Periodicals Directory, охватывающая более 220 тыс. текущих изданий на 200 языках от 90 тыс. издательств. В статье анализируются данные о российской периодике в Ulrich’s, приводятся основные статистические и фактические сведения о российских журналах в этой БД. Результаты анализа показали, что в этой ведущей БД, регистрирующей всю мировую периодику, российские издания представлены в объеме не более, чем на 40%. Так как сайты журналов являются главным источником данных для Ulrich’s и других БД, в т.ч. для индексов цитирования, их создание и развитие является наиболее актуальной задачей, способствующей решению проблем не только наиболее полного отражения российского потока в Ulrich’s, но и в целом улучшению «видимости» (visibility) и доступности (availability) российской научной периодики для международного научного и информационного сообщества. В статье приводятся основные рекомендации по структуре, составу информации на сайте, а также его развития в полноценную издательскую платформу.

Горбатовский А. А., Даниленко К. Б., Одинцов О. А.

Статья посвящена разработке автоматизированной системы подготовки и проверки домашних заданий для курса "Сопротивление материалов". Система основана на использовании СУБД PostgreSQL и использует пакет Latex для подготовки индивидуальных условий задач для каждого из студентов. Наполнение базы данных задач выполнено с использованием символьных пакетов MathCAD и Maple. В статье приводится общее описание структуры и принципов работы системы, а также описание общих принципов построения решений задач с примерами для пакетов MathCAD и Maple. Применение системы в течение двух лет показало улучшение успеваемости студентов.

В статье рассмотрена методическая программа, предназначенная для помощи преподавателю в учебном процессе при приеме защит по лабораторным работам и проведению зачетов. Программа проста в использовании, позволяет работать в разных режимах, в частности: режима случайного выбора вопроса, режима диалога с плохо-слышащими студентами и при самостоятельной подготовке студентов. Большинство настроек (количество тем опроса, количество вопросов в темах опроса, последовательность тем и вопросов в списке) в программе выполняется автоматически. Длительный опыт применения программы показал ее полезность и эффективность такой технологии опроса для учебного процесса.

Шаталов В. К., Лысенко Л. В., Минаев А. Н., Сулина О. В., Штокал А. О.

Применение в изделиях работающих в условиях морской среды титановых сплавов предъявляет особые требования к качеству материала сопрягаемых деталей. Распространенным способом обеспечения противозадирных свойств является нанесение устойчивых оксидных покрытий на изделия из сплавов титана методом микродугового оксидирования в электролитных ваннах. Определенную трудность при получении защитных покрытий электрохимическим способом доставляют крупногабаритные детали, когда применение традиционных способов МДО затруднено вследствие необходимости иметь ванны больших объемов и мощные источники тока, поэтому приходится изыскивать различные технические приемы. Потребность в таких технологиях возникла в связи с задачей наносить местное оксидное покрытие в крупногабаритных корпусных конструкциях. В данной статье описываются способы МДО и устройства для его осуществления, упрощающие конструкцию стенда для оксидирования, снижения габаритов стенда и объема потребляемого электролита, а также величины потребного тока, которые обеспечивают на большой номенклатуре деталей из титановых сплавов высокое качество анодных покрытий. Поставленная задача достигается тем, что в данных способах применяются устройства, обеспечивающее локальное оксидирование, перемещаемые по всей поверхности детали, или в необходимых местах. При этом значительно снижается величина потребляемого тока, поскольку процесс МДО идет на небольшой площади и упрощается охлаждение электролита.

В статье впервые приведена методика определения основных параметров электромонтажного процесса бандажирования способом накрутки, обеспечивающего более высокие показатели надежности и долговечности по сравнению с паяными монтажными соединениями. Методика основана на использовании физических процессов протекающих при выполнении этого вида электромонтажа. Результатом анализа процесса появилась возможность определения основного параметра - радиуса рабочей кромки накручивающего валика. При оценке результата исследования использованы опытные данные по величине степени деформации реального накручиваемого провода. При этом получилась хорошая сходимость расчетных и известных практических данных. Полученные результаты могут быть использованы для расчета накручивающего инструмента при технологической подготовке производства.

В статье рассмотрены результаты экспериментальных исследований статических характеристик электрогидравлических усилителей с пропорциональным и сервоуправлением золотниковым распределителем. Сравнение снятых на специально созданной установке характеристик позволяет оценить точность работы усилителя с пропорциональным управлением золотниковым распределителем и определить влияние на эти характеристики гидродинамических сил, приложенных к золотнику. Результаты экспериментальных исследований подтверждают полученные с помощью компьютерной модели гидроусилителя расходные характеристики и зависимость гидродинамических сил от смещения золотника. Показано, что в случае золотника с профилированной поверхностью, благодаря уравновешиванию гидродинамических сил статические характеристики усилителей с пропорциональным управлением и сервоуправлением золотниковым распределителем получаются близкими. Таким образом, установлена важная для практики проектирования гидроприводов возможность применения более простых, с меньшим потреблением энергии усилителей с пропорциональным управлением вместо усилителей с сервоуправлением золотниковыми распределителями.

В статье проведен анализ существенных изменений в официальных нормативно-технических изданиях последнего времени, касающихся шлифовальных материалов, определения их характеристик, контроля и обозначения. Приведены сведения по новой классификации зернового состава, связок, твердости и структуры абразивных инструментов. Указаны области применения различных марок и параметров шлифовальных материалов, их соответствие наиболее распространенным импортным аналогам. Особое внимание уделено сверхтвердым абразивным материалам из алмаза и кубического нитрида бора (эльбор), рассмотрены особенности обозначения их параметров и рациональные области использования в машиностроении. Рассмотрены также абразивные инструменты на гибкой основе. Приведены примеры обозначения шлифовальных материалов и их отдельных параметров.

Создание бироторных станков многолезвийной обработки и разработка методов их эксплуатации является актуальной научно-технической задачей, тесно связанной с проблемой создания высокотехнологичного и высокопроизводительного оборудования. Разработка и эффективная эксплуатация бироторного комплекса, для обработки деталей с дискретно-щелевой структурой поверхности, реализующие его технологические возможности, требуют знания закономерностей процесса формообразования деталей. При этом необходимо решение ряда задач, связанных с моделированием и анализом процесса формообразования такой структуры, которые на сегодняшний день не решены. Задачей работы является выявление и анализ функциональной взаимосвязи геометрических параметров криволинейной прорезаемой щели с геометрическими и кинематическими параметрами схемы биротоорной обработки. Разработаны функциональные зависимости для определения геометрических параметров получаемой дискретно-щелевой структуры. На основе концепции циклоидального формообразования приведена векторная формализация геометрии схем технологического зацепления пары деталь-инструмент и кинематики формообразующих движений. Разработана обобщенная векторная модель циклоидального формообразования щели, являющейся универсальной применительно к внешней, внутренней и охватываю-щей схемам технологического зацепления пары деталь-инструмент, к фрезерованию и тангенциальному точению, попутному и встречному способам реализации резания. Разработан метод решения модели циклоидального формообразования щели на базе приведения трансцендентных выражений модели к алгебраическому виду, позволяющий с относительной погрешностью до 0,03 в технологических задачах анализа рас-считать длину прорезаемой щели при заданной схеме технологического зацепления и кинематических параметрах обработки, а в задачах параметрического синтеза определять параметры схемы обработки для получения требуемой длины щели.

Блинов Д. С., Зябликов В. М., Смирнов В. Ф., Ширшов А. А., Алешин В. Ф.

Трубчатые упругие муфты используют для приводов малой мощности, поскольку их применение ограничено потерей устойчивости сечений при нагружении сравнительно небольшим крутящим моментом, что приводит к значительному ухудшению характеристик таких муфт. Для повышения устойчивости сечений и, следовательно, увеличения передаваемого момента предлагается заполнить внутреннюю полость трубки (между соединяемыми валами) узкими металлическими кольцами, устанавливаемыми с некоторым натягом. Изменяя количество и высоту колец можно менять характеристики муфты. Для работы в условиях больших динамических нагрузок разработана муфта, в отверстии трубки которой установлен упругий металлический узел. На эту муфту получен патент на изобретение РФ.

Рассмотрены возможности повышения эффективности переработки стружки при утилизации за счет ее дробления на металлорежущих станках в процессе обработки заготовок. Показано, что применение при токарной обработке метода резания с опережающим пластическим деформированием (ОПД) обеспечивает как надежное дробление сливной стружки, так и высокие технологические и технико-экономические показатели обработки в целом. Резание с ОПД и стружкодроблением позволяет исключить одну из весьма трудоемких и затратных операций утилизации стружки – измельчение ее на специальном оборудовании перед брикетированием и переплавкой.Представлены экспериментальные данные по износостойкости зубчатых элементов накатных роликов, применяемых для дробления стружки при обработке с ОПД. Приводятся рекомендации по выбору материала зубчатых вставок и их геометрии в зависимости от свойств обрабатываемого материала. Установлено, что применение вставок из твердого сплава ВК6, ВК6ОМ обеспечивает продолжительность их работы без переточки 10-20 ч и более.

В статье рассмотрена задача выбора оптимальных параметров гидропривода с дискретно управляемым выходным звеном на примере гидропривода вентилятора для системы охлаждения двигателя транспортного средства большой грузоподъемности. Целевая функция при решении задачи принята в соответствии с критерием эффективности объемного гидропривода. Границы значений варьируемых параметров установлены с учетом работы гидропривода в указанной выше системе. Описаны результаты применения генетического и модифицированного генетического алгоритмов при определении параметров гидропривода. Полученные результаты сравниваются с результатами, основанными на ЛП_τ-поиске оптимальных по двум критериям параметров гидропривода. Научной новизной статьи является то, что рассмотрены разные подходы к решению задачи интерактивного проектирования технической системы с дискретным управлением, которая составлены из выпускаемых промышленностью стандартных гидроагрегатов.

В статье проведен анализ различных систем рекуперации энергии гибридных автомобилей. Сделаны выводы о несовершенстве существующих технических решений, описаны принципы выбора накопителя, удовлетворяющего по своим эксплуатационным характеристикам требованиям гибридного автомобиля. Описана конструкция экспериментального автомобиля с КЭУ. Разработан алгоритм работы автомобиля с КЭУ при его движении в городском цикле с учетом баланса энергии в накопителе. В результате экспериментальных исследований автомобиля с КЭУ авторы статьи подтвердили на практике имеющиеся ограничения, связанные с установленными на автомобиль накопителем энергии и электрическими компонентами. Кроме того, указаны требования, которым должен удовлетворять «идеальный» аккумулятор электрической энергии.

В работе созданы рациональные конечно-элементные модели подголовников и автомобильных кресел, выполнен их анализ с позиций оценки погрешностей моделирования и соответствия требованиям норм ЕЭК ООН №25. Проведена оценка данных моделей с точки зрения погрешностей результатов и трудозатрат на разработку и решение с помощью программных комплексов, реализующих МКЭ (ANSYS, Femap и LS‑DYNA). Проведенные расчёты на базе МКЭ, дали возможность проанализировать большой массив информации о процессе аварийного нагружения, необходимой для проведения расчётной оценки безопасности кресел легковых автомобилей в случае удара по автомобилю сзади.

Создание эффективных средств защиты от внешних динамических воздействий всегда являлось одной из важных проблем современной техники. Целью данной работы является повышение плавности хода многоосных колесных машин путем адаптивного управления упругодемпфирующими элементами системы подрессоривания. На основе применения методов нечеткой логики разработаны адаптивные законы непрерывного управления полуактивной системой подрессоривания многоосных колесных машин, а именно адаптивный закон «инерциальный демпфер» и адаптивный закон противодействия продольно-угловым колебаниям. Установлено методами имитационного моделирования, что эффективность (снижение уровня дисперсии вертикальных ускорений на месте водителя по сравнению с неуправляемой подвеской) адаптивного закона «инерциальный демпфер» составляет 7…20%, закона противодействия продольно-угловым колебаниям – 0…13%.

Один из методов качественного анализа динамической системы состоит в оценке положения ее инвариантных компактных множеств, тесно связанных с ограниченными траекториями системы. В качестве решения такой задачи можно использовать локализирующие множества, т.е. множества в фазовом пространстве системы, содержащие все ее инвариантные компакты. В настоящей статье исследуются две непрерывные динамические системы второго порядка, описывающие поведение некоторых биологических систем. Для каждой из рассмотренных систем строится семейство локализирующих множеств и вычисляется его пересечение. Для первой системы решение получено аналитически, а для второй предложена численная процедура построения локализирующих множеств. Результаты исследования двух систем показаны на рисунках.

Рассмотрен процесс двумерной авторегрессии порядка (1,1). Распределение обновляющего поля авторегрессионного уравнения предполагается неизвестным. В работе построен алгоритм вычисления М-оценок коэффициентов уравнения авторегрессионного поля. Доказана сходимость этого алгоритма. Алгоритм представляет собой итерационный вариант взвешенного метода наименьших квадратов. Веса на каждом шаге пересчитываются. Каждая итерация представляет собой решение системы линейных уравнений. В отличие от метода Ньютона (метода касательных) алгоритм является сходящимся при любом выборе точки начального приближения.

Сформулирована проблема получения наилучших динамических характеристик наземных пусковых устройств (НПУ) для ввода в полет беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Рассмотрена известная конструкция катапульты, позволяющая сгладить регрессивный закон тягового усилия и тем самым сократить разгонный участок БЛА. Предложена более совершенная версия НПУ, в которой известный принцип действия реализован на гибкой трансмиссии. Разработана комплексно-сопряженная газотермодинамическая и механическая модель НПУ. Применительно к предлагаемой схеме катапульты сформулирована задача оптимизации и определены оптимальные характеристики углов наклона троса, позволяющие максимально приблизиться к постоянному закону перегрузки. На основе модели НПУ проведен ряд численных экспериментов, в результате которых выявлена наилучшая конфигурация. Проведен анализ физических полей параметров в цилиндре расширительной машины и их влияние на характеристики страта. Представлены динамические характеристики НПУ предлагаемого типа.

Майорова В. И., Банников А. М., Гришко Д. А., Жаренов И. С., Леонов В. В., Топорков А. Г., Харлан А. А.

Рассмотрены вопросы, связанные с контролем состояния c/х полей на основе прогноза изменения вегетационного индекса NDVI с учётом климатического и атмосферного воздействий. Исследования проводились для регионов России с различными погодными, рельефными и экологическими условиями. Начальные данные для моделирования формировались путём сочетания информации с мультиспектральных и гиперспектральных сенсоров космических аппаратов. Проведённое моделирование показало принципиальную возможность использования космических средств наблюдения для адекватного краткосрочного прогнозирования вегетационной динамики.

Проведено исследование защитных алмазоподобных покрытий, нанесенных на образцы из полиамидоимида, методами ИК-спектральной эллипсометрии и спектроскопии комбинационного рассеяния. Определены коэффициенты алмазоподобия, оптические константы, удельные электрические сопротивления и толщины защитных алмазоподобных покрытий. Полученные данные могут быть использованы при отработке технологических режимов нанесения алмазоподобных покрытий, а также при определении взаимосвязей физико-химических характеристик получаемых покрытий (химического состава, толщин и т.д.) и их функциональных свойств (защитные свойства от факторов космического пространства).

Игнатьев В. К., Никитин А. В., Бернардо-Сапрыкин В. Х., Орлов А. А.

Предложен цифровой метод измерения фазового сдвига квазигармонических сигналов с одинаковыми мгновенными частотами по ограниченной выборке. На основе метода создан алгоритм реального времени, проведено численное моделирование и эксперименты на разработанном аппаратно-программном комплексе. Погрешность измерения разности фаз гармонических сигналов в экспериментах составили не более 10^-6 рад, сигналов с амплитудной модуляцией 20 % – не более 5∙10^-5 рад. Метод может быть использован в задачах радиоинтерферометрии, акустики, и др., где измеряемая величина выражена через разность фаз квазигармонических сигналов.

В статье предложен параллельный алгоритм решения систем линейных алгебраических уравнений с многодиагональной (многоленточной) матрицей коэффициентов. Приведена схема алгоритма для многопроцессорных вычислительных систем с общей памятью. Реализованы структуры данных для компактного хранения разреженных матриц с ленточной структурой. Исследована (теоретически и экспериментально) эффективность алгоритма на различных задачах. Даны зависимости ускорения решения от различных параметров задачи и количества процессоров вычислительной системы. В заключении отмечены достоинства и недостатки алгоритма.

Рассмотрены вопросы разработки и проектирования датчиков напряженности электрического поля или плотности тока проводимости в проводящих средах, не вносящих искажений в исследуемое поле. При условии однородности исследуемого поля, которое выполняется, если геометрические размеры датчика много меньше масштаба его неоднородности, рассмотрена конструкция датчика, не искажающего картину поля при внесении его в заданный объем проводящего пространства. Рассмотрены оригинальные конструкции реальных датчиков напряженности электрического поля с гидроканалами электролитической связи, не искажающими исследуемое поле и позволяющими осуществить измерение как одной компоненты напряженности, так и трехкомпонентные датчики. Предложены рекомендации по выбору геометрических размеров гидроканалов. Получены аналитические выражения для определения метрологических характеристик таких датчиков.

Замена переменной дифференцирования (масштабирование времени) предоставляет дополнительную степень свободы при эквивалентных преобразованиях динамических систем. Преобразование аффинных систем к каноническому виду является универсальным инструментом для решения задач управления. Рассматривается задача преобразования стационарных аффинных систем к каноническому виду с использованием замены независимой переменной (времени). Рассматриваются два типа замен: интегрируемые и неинтегрируемые. Доказано, что после выполнения интегрируемой замены аффинные системы не преобразуются к каноническому виду. Для аффинных систем третьего порядка со скалярным управлением получены условия, при которых после выполнения неинтегрируемой замены независимой переменной аффинная система преобразуются к регулярному каноническому виду.

профессор Зарубин В. С., профессор Кувыркин Г. Н., Савельева И. Ю.

Рассмотрены различные математические модели теплового взаимодейстия шаровых включений и матрицы композита, используемые для построения оценок эффективного коэффициента теплопроводности такого композита. Применение двойственной формулировки вариационной задачи стационарной теплопроводности в неоднородном твердом теле позволило получить двусторонние оценки возможных значений этого коэффициента. Установлено слабое влияние на эффективный коэффициент теплопроводности композита при переходе от шаровой формы включений к кубической. Выведена расчетная формула, позволяющая получить достоверную оценку этого коэффициента во всем диапазоне возможного изменения объемной концентрации включений. Благодаря электротепловой аналогии полученные результаты можно использовать для оценки характеристик электропроводности и диэлектрической проницаемости композитов, модифицированных шаровыми включениями (в том числе наноструктурными элементами).

Барышников Н. В., Мазалов В. В., Ширанков А. Ф., Павлов В. Ю., Сафонов П. И.

Актуальность статьи вызвана как широким ассортиментом дорожных светодиодных светильников на российском рынке, так и большим набором их технических параметров и характеристик. Разработаны и научно обоснованы новые критерии энергоэффективности дорожных светодиодных светильников. Критерии позволяют не допустить неправильный выбор светильника и выявить лучшие модели. Целесообразность ввода критериев подтверждена на примере выбора наиболее энергоэффективных дорожных светодиодных светильников для выбранной схемы освещения дороги. Новые критерии позволят специалистам дорожного и уличного освещения выбрать из всех предлагаемых на рынке светодиодных светильников наиболее подходящие модели для замены ламповых светильников с целью энергосбережения.

Одним из способов снижения токов короткого замыкания в сетях высокого напряжения является применение токоограничивающих реакторов. Однако установка токоограничивающих реакторов оказывает влияние на переходные процессы при коротких замыканиях. Скорости нарастания переходных восстанавливающихся напряжений на контактах выключателя при коммутациях в цепях с токоограничивающими реакторами превышают допустимые значения. Для успешного отключения тока короткого замыкания требуется, чтобы скорость восстанавливающегося напряжения в цепи установки выключателя не превышала предельных нормированных значений, допустимых для данного типа выключателя. В данной статье рассматривается влияние характеристик токоограничивающих реакторов, таких как индуктивность и собственная резонансная частота, на переходные восстанавливающиеся напряжения.

В работе приведены результаты термодинамических исследований и поиск рационального химического активатора для осаждения тантала из газовой фазы на поверхности деталей ГТД из никелевых жаропрочных сплавов для повышения диффузионной стабильности жаростойких алюминидных покрытий. Расчеты показали возможность использования дихлорида никеля для проведения процессов тантализации и хромотанталирования никелевых сплавов. В ходе исследования были обнаружены ограничения на содержание дополнительных легирующих элементов в насыщающей среде. Также было выявлено эффективное количество хрома для совместного процесса танталохромирования.

В статье автор затрагивает актуальную проблему способности студентов высших учебных заведений к саморазвитию и самосовершенствованию, основным показателем которой является самообразовательная компетентность. Обосновывает идею о взаимосвязи между самообразовательной компетентностью и процессом самостоятельной работы студентов. Детально рассматривает разработанную комплексную систему организации самостоятельной работы студентов. Автор предлагает внедрение теоретической модели формирования самообразовательной компетентности средствами комплексной системы организации самостоятельной работы студентов в учебный процесс с целью усовершенствования процесса и повышения эффективности формирования самообразовательной компетентности студентов.

В данной статье впервые описаны психолого-акмеологические показатели профессиональной элитарности в сфере технике и технологии. На основе системного анализа феномена профессиональной элитарности, включавшего теоретико-методологический анализ, эмпирические исследования на основе структурно-функционального и компетентностного подхода, автором выделены три интегральных показателя, отражающих основную сущность данного явления, такие как: креативность, лидерство и инновационность. Выделенные психологические показатели профессиональной элитарности пронизывают все основные компоненты психологической структуры деятельности и личности элитного специалиста, и отражают основные требования к элитному специалисту как субъекту деятельности и профессионального общения. Креативность, лидерство и новаторство определяют содержательные характеристики системного явления профессиональной элитарности на социологическом, социально-психологическом и психологическом уровне представленности, отражая нормативные требования и ожидания общества по отношению к профессионалам экстра-класса, социально-групповые особенности профессионального сообщества и личностно-деятельностные качества элитных специалистов в сфере техники и технологии.

Приведены сведения о состоянии и развитии акмеологии – нового научно-образовательного направления, недостаточно известного в России и почти не известного за рубежом. Главная цель статьи – показать проникновение методов акмеологии в научные и практические знания. Ее научная и социальная ценность обусловлена новизной и оригинальностью ее предметного поля. Перспективы развития акмеологии связаны с открытостью внешним запросам, разработкой инновационной методологии. Разработаны специальные учебные акмеологические программы, обеспечивающие подготовку психологов-акмеологов. Показана ориентация а кмеологии на использование психолого-акмеологических данных в целях повышения профессионализма специалистов и активизации их личностного роста.

В работе поставлена обратная задача химической кинетики, проведен анализ существующих программных комплексов для определения кинетических параметров. Спроектирована, разработана и реализована база данных кинетических исследований и сформулирована методология распараллеливания вычислительного процесса. Разработано и интегрировано прикладное программное обеспечение – моделирование химических процессов в качестве распределенных виртуальных испытательных стендов в систему DiVTB. Работа выполняется при финансовой поддержке РФФИ (грант № 12-07-31029, № 12-07-00324) и ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы (Госконтракт N 14.B37.21.2088).

Представлены результаты технологических испытаний нарезания резьб метчиками с предварительным пластическим деформированием материала срезаемого слоя. Экспериментально установлено, что целенаправленное изменение физико-механических свойств обрабатываемой при резьбонарезании поверхности отверстия может обеспечивать снижение напряженности процесса резания, повышение периода стойкости инструмента и повышение геометрической точности профиля нарезаемой резьбы. Так, обработка резьбовых отверстий в сталях 20Х13, 12Х18Н9Т и 50РАСШ с дополнительным механическим упрочнением обеспечивает снижение крутящего момента на 16–26% по сравнению с традиционным способом нарезания резьбы метчиками, увеличивает технологическую стойкость инструмента в 1,3–1,8 раза, в отдельных случаях обеспечивает возможность уменьшения числа метчиков в комплекте и повышения производительности обработки.

В статье рассмотрено совмещение операций обжима и раздачи в одном технологическом переходе. В анализе операций были использованы совместное решение уравнений равновесия, условия пластичности, уравнения связи напряжений и деформаций. В результате были получены данные для расчета действующих напряжений и деформаций для обеих зон - раздачи и обжима. Представлены результаты исследования и расчета влияния трения на напряженное и деформированное состояние при совмещенной операции. Определены пути управления процессом формообразования. Был выполнен численный эксперимент с помощью системы MATCAD при вариации главных параметров процесса - трения и степени деформации.

В статье показана возможность и рассмотрен алгоритм математического исследования полиномиальных зависимостей, используемых для описания характеристик технологических процессов механической обработки. Приведены достоинства полиномиальных зависимостей, полученных на основе полного факторного эксперимента в многомерных пространствах исследуемых параметров. В качестве примера проведен анализ энергопотребления при токарной обработке в два прохода на основе полученной полиномиальной зависимости тангенциальной составляющей силы резания от факторов обработки. Влияние указанных факторов устанавливалось априорно на основе проведенных экспериментальных исследований или по литературным источникам. В статье приведены условия и результаты всех проведенных экспериментов и алгоритм отыскания минимального значения энергопотребления.

Предложен подход для принятия решения о целесообразности приобретения нового станка с точки зрения себестоимости обработки, что является актуальным для многих машиностроительных предприятий, обновляющих свой станочный парк. Показано, что скорость резания, обеспечивающая минимальную себестоимость обработки, является ключом к решению проблемы. Выведена формула для укрупненного расчета минимально возможной себестоимости обработки резанием. Выполнен анализ факторов, влияющих на решение вопроса о целесообразности покупки нового станка. Показано, что добиться снижения себестоимости обработки за счет увеличения скорости резания невозможно. Единственным путем снижения стоимости обработки на новом оборудовании является снижение вспомогательного времени. Выявлена область нерентабельности замены старого станка.

В данной статье представлены результаты исследований, направленных на обоснование повышения работоспособности метчиков новой конструкции с внутренним размещением стружки (МВРС). Для оценки работоспособности МВРС одним из важных этапов является определение критерия износа инструмента, который является характеристикой допустимого предельного износа, и, в общем случае, зависит от вида отказа инструмента, условий резания, инструментального и обрабатываемого материалов, и его конструктивно-геометрических параметров.

Разработана математическая модель, устанавливающая основные закономерности изменения удельных сил в процессе образования резьбовой поверхности, и позволяющая определить приоритеты технических мероприятий, направленных на повышение точности и стабильности процесса нарезания резьб. Получены эпюры давлений на вспомогательных кромках режущих профилей метчика, позволяющие судить о распределении нагрузки между режущими зубьями. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований по влиянию угла режущей части метчиков на динамику и точность процесса резьбонарезания. На качественном уровне установлена взаимосвязь характера изменения давления на опорных поверхностях инструмента и разбивкой нарезаемой резьбы.

Семенов М. Ю., Смирнов А. Е., Лашнев М. М., Ступников В. В.

В статье разработана и описана математическая модель совместного насыщения комплексно-легированной стали углеродом и азотом в атмосфере низкого давления. Разработан программный продукт, который предоставил возможность на основании параметров технологического процесса ВНЦ рассчитывать для стали ВКС-10 концентрационные кривые углерода, азота и основных легирующих элементов, а также основные характеристики фазового состава в табличном и графическом виде. Учтено влияние сложного химического состава данной стали на формирование диффузионного слоя. Показана удовлетворительная адекватность разработанной модели в интервале температур от 880 до 940 °C, характерных для высокотемпературной нитроцементации. При помощи математической модели исследованы закономерности формирования диффузионных слоев в зависимости от технологических факторов вакуумной нитроцементации.

Целью данной статьи является анализ влияния конструктивных факторов кабин грузовых автомобилей на параметры, влияющие на пассивную безопасность (двери, панелиобшивки, применение пеноалюминия и др.). По результатам расчёта оцениваются максимальные перемещения основных элементов конструкции, остаточное жизненное пространство и проводится анализ поведения дверных проёмов, оконных проёмов, стоек, лонжеронов, остальных элементов кабины и др. При этом конструкция испытывает контакт, потерю устойчивости, смятие, изгиб, появление пластических шарниров. Для совершенствования конструкции были выявлены наиболее податливые участки и места пластических шарниров. В качестве косвенного оценочного параметра жесткости кабины в целом помимо рекомендованного жизненного пространства предлагаем использовать ускорение центра масс манекена, максимальное значение которого в определённый интервал времени так же регламентировано. На основе всестороннего анализа влияния конструктивных факторов на пассивную безопасность кабины грузового автомобиля при фронтальном ударе были разработаны изменения в конструкцию кбины автомобиля, которые позволили повысить пассивную безопасность автомобиля.

Жилейкин М. М., Мардеева Л. Р., Вержбицкий А. Н.

Требуемый уровень демпфирования многоопорной колебательной системы, как известно, зависит от характера внешнего воздействия. В связи с этим регулирование характеристики демпфирования в зависимости от режимов работы систем амортизации является одним из основных направлений дальнейшего их совершенствования. Весьма перспективно это направление для повышения качества систем первичного подрессоривания многоосных колесных машин (МКМ) с количеством осей более трех. Разработан адаптивный релейный закон управления трехуровневым демпфированием подвески многоосных колесных машин с целью противодействия продольно-угловым колебаниям корпуса. Методами имитационного моделирования установлено, что эффективность (снижение уровня дисперсии вертикальных ускорений на месте водителя по сравнению с неуправляемой подвеской) адаптивного закона противодействия продольно-угловым колебаниям составляет 7…22%. Введение адаптивной составляющей для закона противодействия продольно-угловым колебаниям повышает эффективность данного алгоритма на 5…10% по сравнению с неадаптивным законом.

Один из методов качественного анализа динамической системы состоит в оценке положения ее инвариантных компактных множеств, тесно связанных с ограниченными траекториями системы. В качестве решения такой задачи можно использовать локализирующие множества, т.е. множества в фазовом пространстве системы, содержащие все ее инвариантные компакты. В настоящей статье исследуются дискретная система Лози, имеющая второй порядок. Эта система была предложена как кусочно-линейный аналог известной дискретной системы Хенона, при некоторых значениях параметров имеющей хаотический аттрактор. Для положительно инвариантных и отрицательно инвариантных компактов системы Лози построены семейства локализирующих множеств и найдены их пересечения. Результаты исследования показаны на рисунках.

Предложен игровой алгоритм поиска равновесия по Нэшу в матричных играх многих лиц, в которых игроки применяют смешанные стратегии. Алгоритм основан на использовании методов линейного программирования и теории двойственности. Для построения алгоритма введена многоэкстремальная задача математического программирования, с помощью которой определена более простая вспомогательная бескоалиционная игра. Для достижения равновесия в исходной игре все участники конфликта поочередно, на итерациях алгоритма, обмениваются информацией о выборах своих стратегий в зависимости от складывающихся ситуаций во вспомогательной игре. Для апробации алгоритма проведено численное решение игры трех лиц. Библ. 6.

Установлена оценка условного распределения отказов в пуассоновском потоке через биномиальный закон. Установленная оценка позволяет построить новые решающие правила проверки нулевой гипотезы соответствия интенсивности отказов типа комплектующего изделия интенсивности отказов группы этих изделий, собранных по принципу единства технологии изготовления и сходства областей применения и эксплуатации. Приведен конкретный пример использования этой оценки для проверки нулевой гипотезы о соответствии интенсивности отказов типа комплектующего изделия среднегрупповой интенсивности отказов при альтернативной гипотезе того, что интенсивность отказов типа больше среднегрупповой.

Основной стадией изготовления прецизионных рефлекторов является процесс отверждения полимерного связующего, где формируется окончательный геометрический облик изделия, а также комплекс его характеристик. Зачастую процесс отверждения заготовки рефлектора происходит в жесткой оснастке, которая ограничивает изменение геометрического профиля. В связи с чем, в процессе отверждения в материале рефлектора из углепластика образуются внутренние технологические напряжения, которые оказывают влияние на прецизионную геометрию. Настоящая работа посвящена разработке математико-алгоритмического обеспечения для определения внутренних напряжений и оптимизации с ее помощью геометрических моделей в системе "рефлектор – оснастка".

Обязательным элементом зеркальных космических антенн является рефлектор, представляющий собой тонкостенную оболочку параболической или гиперболической формы. При заходах космического аппарата в тень Земли изменение температуры конструкции рефлектора может стать причиной возникновения температурных деформаций, нарушающих стабильность его формы и вызывающих ухудшение радиосвязи. По этой причине проектные решения рефлекторов зеркальных космических антенн должны проверяться в ходе наземных испытаний. Предложена новая методика термовакуумных испытаний натурной конструкции прецизионного рефлектора зеркальной космической антенны из углепластика. Стабильность формы рефлектора в широком диапазоне температур оценивается бесконтактным методом при его нагреве от имитатора солнечного излучения в вакуумной камере с охлаждаемыми жидким азотом стенками.

Волкова Я. Б., Михалев П. А., Осипков А. С., Томилова Е. М., Федорченко А. В.

Работа посвящена исследованию возможности применения алмазоподобных покрытий в качестве защитных слоев, наносимых на конструктивные элементы космических аппаратов. Описана методика оценки стойкости тонких покрытий к воздействию ионного излучения с использованием фокусированного ионного пучка. Приведены результаты исследований стойкости образцов алмазоподобных покрытий на подложке из монокристаллического кремния по данной методике. Исследованы структура и механические свойства покрытий, определен коэффициент алмазоподобия. Показано, что стойкость покрытий не менее чем в 2,5 раза выше стойкости кремниевой подложки. Установлена связь между стойкостью покрытия к ионному воздействию, степенью алмазоподобия покрытия и его микротвёрдостью.

Калугин В. Т., Епихин А. С., Крапошин М. В., Столярова Е. Г.

Показана возможность применения открытого пакета OpenFOAM и разработанных методик расчета нестационарных вихревых течений, и акустических полей при исследовании обтекания летательного аппарата. В статье представлены результаты численных расчетов аэродинамических характеристик тормозного щитка, установленного на фюзеляж перспективного маневренного самолета. Описана разработанная гибридная модель турбулентности с применением RANS и LES подходов. Для расчета акустических полей использовалась аналогия Керла. Получены структуры обтекания летательного аппарата и акустические характеристики, а также проведена оценка возмущений, обусловленных наличием тормозного щитка на киль летательного аппарата. Установлено, что пульсации поперечной силы на киле вследствие срыва вихрей с торцевых поверхностей тормозного щитка, в 6 раз больше чем пульсации силы при его отсутствии, а уровень звукового давления составляет больше 50 дб.

Цель работы состоит в анализе возможностей и выборе лазерных источников для бортовых лазерных локационных систем (ЛЛС) космических аппаратов (КА), предназначенных для локации по диффузно отраженному сигналу и по уголковым отражателям (УО). Приведены характеристики полупроводниковых, твердотельных и волоконных лазеров. Выполнена энергетическая оценка дальности бортовых ЛЛС в импульсном и непрерывном режиме излучения с использованием лазеров разных типов. Показано, что увеличение дальности ЛЛС по диффузно отраженному сигналу до 10 километров обеспечивается с использованием волоконных лазеров, а для дальности более 10 километров уже необходим переход на твердотельные лазеры. Проведена оценка влияния параметров УО на дальность ЛЛС. Полученные в работе результаты могут использоваться при разработке бортовых ЛЛС для перспективных КА.

Для выявления параметров начального этапа процесса взаимодействия боеприпаса с преградой, являющегося основным для функционирования контактных датчиков цели (КДЦ), предложены два способа аппроксимации силовой характеристики преграды: в виде кусочно-линейной функции и зависимости текущей площади сечения боеприпаса от перемещения. При этом использованы эмпирические формулы для полного пути внедрения боеприпаса в преграду и учтены экспериментально установленные факты. В качестве примера приведены результаты расчета КДЦ кассетного боевого элемента. Рассмотрена возможность использования КДЦ интеграторного типа для определения запреградной скорости боеприпаса и фильтрации колебательных наложений.

Статья посвящена сравнительному анализу мощности входных сигналов лазерных систем локации и видения, работающих в ультрафиолетовом диапазоне длин волн. Показано, что для лазерных систем ультрафиолетового диапазона, предназначенных для работы в условиях земной атмосферы, перспективным представляется спектральный диапазон 300-400 нм. Для излучения в спектральном диапазоне 300-400 нм коэффициенты отражения земных поверхностей больше, а ослабление в земной атмосфере меньше, чем в диапазоне 200-300 нм. Чем ближе длина волны излучения к 300 нм, тем меньше помеха, вызванная фоновой солнечной засветкой.

В статье предлагается математическая модель на основе ориентированного графа, которая позволяет применить количественных подход к оценке рисков информационной безопасности и обнаружению уязвимостей в сетевых информационных системах, что является важным этапом при проектировании систем защиты информации. Также предложены функция полезности для оценки атак и эвристика на её основе для применения алгоритма информированного поиска с ограниченной памятью SMA*. Результаты, представленные в статье, могут использоваться при аудите безопасности информационных сетевых систем и планировании защитных мероприятий.

Барышников А. В., Чернявский А., Борщ В., Моисеев А.

В статье рассматриваются вопросы обеспечения надежности эксплуатации транспортных машин. Показано, что техническое обслуживание (ТО) и ремонт оказывают существенное влияние на затраты, связанные с обеспечением работоспособности машин. В статье предлагается методика предупредительных замен, которая переносит часть возможных ремонтных работ в плановое техническое обслуживание. Это решение способствует повышению надежности в процессе эксплуатации машины, но увеличивает расходы на плановое ТО. В работе описана оптимизационная модель, которая позволяет найти рациональный объем предупредительных замен.

В работе представлена технология постановки и выполнения вычислительных экспериментов в области исследования проблем энергетической безопасности для изучения комплексных сценариев развития критических и чрезвычайных ситуаций. Данная технология опирается на использование средств интеллектуальной поддержки исследований в рамках единой ИТ-среды, а также интеграции в нее инструмента для моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей. Приведен пример анализа природной угрозы похолодания в объединенной энергетической системе Центра. Применение данной технологии дает новое качество в описании угроз энергетической безопасности, получаемое за счет совместного использования интеллектуальных технологий для формирования сценариев расчетных ситуаций на качественном уровне с дальнейшим переходом к традиционным количественным исследованиям.

В работе рассмотрена задача распознавания знаков дорожного движения с обучением на синтетически созданных данных. Описан метод генерации синтетической обучающей выборки из одной пиктограммы для каждого класса знаков. Предложен метод сегментации и классификации знаков, работающий на основе поиска ближайшего соседа в пространстве градиентных признаков, извлеченных из синтетически созданных изображений. Проведено тестирование предложенного метода на базах знаков из трех стран - Германии, Бельгии и Швеции. Проведён сравнительный анализ точности классификации предложенного метода, с обучением на синтетических и на реальных данных.

профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Данг С. Х., Саяпин С. Н.

Додекапод представляет собой односекционный параллельный манипулятор, который можно считать развитием широко известного гексапода или платформы Стюарта. Идея додекапода предложена профессором Саяпиным С.Н. в 2012 г. В статье рассматривается одна из функциональных возможностей додекапода - движение в прямолинейной цилиндрической трубе постоянного и переменного сечений. Мы приводим расчетную схему додекапода, условия прохождения додекаподом указанных труб, алгоритмы изменения длин штанг додекапода, обеспечивающие его движение по этим трубам. Представленные в статье результаты позволяют сделать вывод о том, что односекционный параллельный манипулятор на основе додекапода может быть использован для построения механизмом, предназначенных для выполнения различных технологических операций в прямолинейных цилиндрических трубах постоянного и переменного сечений.

профессор, д.т.н. Басараб М. А., Колесников А. В., Иванов И. П.

Представлены результаты расчетов динамических характеристик входящего и исходящего трафика, а также распределения аппаратных мощностей на примере сервера корпоративной сети университета. Для сетевого трафика были рассчитаны экспонента Ляпунова и показатель Хёрста, характеризующие хаотические и фрактальные свойства процессов. Исследованы фазовые диаграммы трафика и, в отличие от других работ в данной области, впервые выявлено возникновение аттракторов, позволяющих провести более глубокий анализ влияния нагрузки на пропускную способность сети. Для всех процессов было установлено самоподобие, что подтверждает возможность применения фрактальных моделей для работы с данными, в том числе при решении актуальных задач прогнозирования поведения временных рядов.

Волосатова Т. М., Чичварин Н. В., Афиногенов Е. И.

Основой публикации являются результаты проведенных исследований средств автоматизированного проектирования системного программного обеспечения и программ для наземных и бортовых комплексов воздушной разведки (БКР) и дистанционного зондирования Земли. В статье проведен обзор типичных самолетов – носителей средств навигации и воздушной разведки, аппаратуры воздушной разведки, основных факторов навигации летательного аппарата (ЛА) и свойств аппаратных средств, определяющих качество разведданных при различных режимах воздушной разведки, особенностей предварительной обработки разведданных на борту ЛА, особенностей наземных информационных систем обработки разведданных и подготовки разведдонесений. Обоснована конфигурация специализированного АРМ.

В настоящей работе рассматривается задача Коши для автомодельного нелинейного обыкновенного дифференциального уравнения 2 порядка, которое возникает в задаче о движении двухжидкостной плазмы. Изложен алгоритм решения задачи Коши с помощью вейвлет Хаар метода. Численный эксперимент показал, что вейвлет Хаар метод определяет решение точнее, чем метод Рунге-Кутты 4-го порядка, для малого количества узлов коллокации, в задаче 1 с известным аналитическим решением. В задаче 2, где точное решение неизвестно, относительная погрешность между численными решениями по вейвлет Хаар методу и методу Рунге-Кутты уменьшается при увеличении количества коллокационных точек.

В статье предложена методика анализа точности работы алгоритмов автоматизированной идентификации лексем словоформ естественного языка на основе виртуальных текстов. Проведена оценка точности работы комплексной методики автоматизированной идентификации лексем словоформ русского языка. Доказана целесообразность применения комплексного решения поставленной задачи. Выявлена природа ошибок идентификации, и на основе проведенного анализа сформированы рекомендации по модификации предложенной методики с целью увеличения точности автоматизированной идентификации лексем русского языка.

Предложен подход расчета весовых коэффициентов ранговых оценок экспертов с целью совершенствования процесса обработки результатов экспертного опроса, направленного на увеличение уровня согласованности мнений экспертов при наличии сформированной рабочей группы. Весовые коэффициенты вычисляются либо с учетом известных численных значений уровней компетентности экспертов, либо на основе ранговых оценок экспертов, выставленных ими в результате выполнения тестового задании. Основу предложенного подхода составляют рекомендации по формированию компетентной рабочей группы экспертов, относящихся к одной научной школе, а также правила использования экспертами стандартизированной ранговой системы при проставлении ранговых оценок. Приведен пример, иллюстрирующий эффективность использования предложенного подхода.

Для плоских аэростатических опор с пористыми ограничителями наддува разработана математическая модель, позволяющая определять основные эксплуатационные характеристики (жесткость, демпфирования, допускаемой нагрузки в линейном и угловом направлениях, а также потребляемого расхода воздуха). Проведено экспериментальное определение неоднородности проницаемости для пористых графитовых ограничителей наддува. Оценено влияние разброса проницаемости на характеристики аэростатической опоры расчетом при наибольшем и наименьшем значении коэффициента проницаемости. Влияние разброса проницаемости на характеристики аэростатической опоры оказалось меньше при постоянном аэростатическом зазоре, чем при постоянной нагрузке. На основе этого сделаны рекомендации для изготовления плоских аэростатических опор и аэростатических подшипников.

Приведены результаты исследования нового эффекта при движении жесткого ротора в упругих опорах с четырьмя автобалансирами маятникового типа, при котором ротор вращается с рабочей скоростью, а маятники с частотой вращения, равной одной из двух критических скоростей ротора, обусловленных, соответственно, его линейными или угловыми движениями. Дано описание экспериментальной установки, на которой были получены динамические эффекты, приведены данные о физических параметрах системы. Предложена рабочая гипотеза возникающих взаимодействий как основа построения математической модели процессов захватывания. Предложена методика построения математической модели для системы с восемью степенями свободы. Обсуждаются особенности динамических связей между парциальными системами, принимающими определенные формы самоорганизации движений группы свободно подвешенных маятников.

Поляков С., Коровин В. М., Коротченко А. Ю., Баст Ю.

В работе предложен новый безразмерный критерий образования микропористости, учитывающий ряд существенных технологических факторов, среди которых атмосферное и металлостатическое давление, газонасыщенность сплава. Критерий содержит только измеряемые или контролируемые параметры и не требует дополнительной экспериментальной информации. Особенностью критерия является отсутствие радиуса критического зародыша микропоры. Вместо этого используется его оценка по расстоянию между вторичными осями дендритов. Критерий рекомендуется использовать в системах моделирования затвердевания отливки для более точного предсказания образования микропористости

В статье представлены разработанные в соответствии с авторской концепцией психологические критерии профессиональной элитарности в сфере техники и технологий. Цель исследования состояла в выявлении деятельностных и личностных особенностей профессиональной элитарности, отражающих основноефункционально-ролевое содержание профессиональной деятельности элитных специалистов в сфере технике и технологии, а так же профессионально-важные качества личности элитного специалиста, проявляющиеся в процессе профессиональной деятельности и общения в социально-профессиональной среде. На основе теоретического анализа были выделены основные деятельностные и личностные критерии профессиональной элитарности, характеризующие мотивационную и операциональную готовность специалиста к профессиональной реализации в роли элитного профессионала технического профиля деятельности.

Описаны проблемы и способы их решения, возникающие во время создания математической конечно-элементной модели самодельного взрывного устройства (СВУ). Особенностью такой модели является то, что для описания процесса расширения продуктов детонации заряда взрывчатого вещества и деформирования металлических деталей конструкции СВУ в ней используются лагранжевый и эйлеровый подходы. Установлено влияние типа математического контакта между взаимодействующими средами на точность определения величины меридионального угла разлета осколков (осколочного поля), которые формируются в результате взрыва СВУ. Полученные результаты будут полезными экспертам-криминалистам для проведения комплексной судебной взрыво-технической экспертизы СВУ.

Рассматривается назначение комплекса, который относится к классу экспертных систем и предназначен для проведения вычислительных (модельных) экспериментов с целью анализа индексов производительности (временных показателей) распределённых систем обработки данных (РСОД). Приведено краткое описание подсистем комплекса и входных параметров. Программный комплекс был использован при проектировании ряда информационных систем, а также применяется в учебном процессе на кафедре "Системы обработки информации и управления" МГТУ им. Н.Э. Баумана. Он используется студентами при выполнении курсовых работ по дисциплине "Структурное проектирование АСОИУ".

Обосновывается применение систем слежения для контроля процессами автоматической и роботизированной MIG/MAG сварки. Описаны принципы построения современных следящих систем на основе оптической триангуляции. Проведён краткий обзор применений систем данного типа в современном сварочном производстве. На примере системы слежения SLS050 фирмы «Meta Vision Systems» продемонстрирован алгоритм настройки системы, работа в режиме сканирования стыка и запись результатов на компьютер. Выполнен критический анализ датчика, выявлены его достоинства и недостатки, обозначены области применения, сформулированы требования к коммутируемому сварочному оборудованию. Определены пути дальнейшей работы по интеграции системы слежения SLS050 с автоматическим оборудованием для сварки трубопроводов.

Гладков Э. А., Толокнов Ю. О., студент Демидов П. С.

Предложены эффективные способы геометрической адаптации сварочного оборудования к аномалиям в геометрии сборки стыка в условиях дуговой сварки на основе применения следящей системы. Описаны аномалии в геометрии сборки стыка и дана оценка их влияния на качество сварных соединений. Предложен вариант использования оптических датчиков на основе ПЗС-матрицы для измерения геометрии профиля и пространственного расположения стыка. Описаны технические решения по защите оптического датчика от тепловых и световых воздействий со стороны дуги в условиях работы вблизи сварки. Описаны принципы коррекции технологических параметров в зависимости от аномалий геометрии профиля и пространственного расположения стыка.

Страхов И. С., Губанов А. А., Устинова М. С., Кривцов Д. И., Варшавский В. Я., Ваграмян Т. А., Плющий И. В., Коршак Ю. В.

Методом электрохимической и последующей химической обработки углеродного волокна, полученного двухстадийной термостабилизацией и карбонизацией полиакрилонитрильного волокна, проведена модификация его поверхности с целью усиления адгезии с эпоксидной матрицей. Электрохимическая обработка углеродных волокон вызывает сложные физико-химические процессы, приводящие в частности к травлению поверхности и образованию продольных каналов и сшивок между волокнами. Различные варианты электрохимической обработки углеродного волокна на основе ПАН в водных растворах аммонийных солей (NH₄)HCO₃/(NH₄)₂C₂O₄позволили выявить оптимальные условия и увеличить значение предела прочности при разрыве микропластиков в среднем на 10% по сравнению с исходным необработанным волокном. Нанесение на поверхность углеродных волокон полимерных слоев путем электрохимической полимеризации было опробовано, что открывает альтернативный и эффективный путь модификации их поверхностных свойств.

Плоское шлифование торцом чашечного круга производительнее других видов шлифования, т.к. в резании одновременно участвует большое количество абразивных зерен, снижающих шероховатость обработанной поверхности. Вместе с тем, ввиду большой площади и длительности контакта торцового круга с деталью, этот вид шлифования характеризуется высокой теплонапряженностью. Для достижения требуемого качества торцовое шлифование проводят на пониженных режимах. Поэтому установление связей и закономерностей в процессе торцового шлифования плоских поверхностей, влияющих на теплонапряжённое состояние рабочей зоны, позволит повысить эффективность обработки плоских деталей.

Теория подобия, подход на основе анализа размерностей к вопросу исследования сил резания, в частности, при сверлении. Использование безразмерных комплексов, составленных из физических параметров системы, позволяет: 1) автоматически получать зависимости, которые можно использовать в любой системе единиц измерения; 2) уменьшить число значимых независимых переменных; 3) избежать влияния погрешности измерений на размерность физических зависимостей; 4) обеспечить обмен экспериментальными результатами, полученными различными авторами. Предложено 11 безразмерных комплексов для характеристики процессов резания. Используя экспериментальные данные для трёх типов спиральных сверл, получены полиномиальные и степенные законы резания для осевой силы и крутящего момента. Показано, каким образом полученные зависимости расширяются на случай вибрационного сверления; предложена методика использования существующих зависимостей для получения законов резания в критериальном виде.

Рассмотрен процесс чистового точения заготовок из закаленной стали резцами, оснащенными инструментальными материалами на основе нитрида бора: кубического нитрида бора марки CBN10 (SECO) и плотноупакованный нитрида бора DBN (Dense Boron Nitride). Проведен анализ и разработана методика расчета параметров точения заготовок из закаленной стали: параметров стружкообразования, сил, температур резания, скорости изнашивания, величины износа и стойкости инструмента. В экспериментальной части разработана технология заточки прецизионных резцов из DBN, а также выполнена оценка качества заточки этих резцов. Приведены результаты испытаний резцов при точении цилиндрической, торцевой поверхностей и растачивании отверстия на заготовке из стали марки 9ХС HRC 60. Приведены результаты измерения параметров качества обработанных поверхностей. Проведенные исследования подтвердили эффективность использования резцов из плотноупакованного нитрида бора для прецизионной обработки заготовок из закаленной стали.

В аналитическом виде получена закономерность изменения суммарной радиальной силы при формообразовании прерывистых резьбовых поверхностей по генераторной схеме резания (метчики, плашки, резьбонарезные головки и т.д.). Предложен метод моделирования различных конфигураций поверхностей под нарезание резьб. Разработана инженерная методика принятияконструкторских решений рабочих элементов инструмента и назначения геометрических параметров режущей части при обработке прерывистых поверхностей. Исследована возможность исключения совпадение пиковой нагрузки на режущий зуб инструмента с моментом его выхода на прерывистую поверхность.

Сакулин Р. Ю., Ахтямов И. И., Шаяхметов В. А., Яковлев П. Б.

В работе численно исследована возможность реализации сверхвысокой степени сжатия на четырехтактном дизельном двигателе YANMAR L-100C. Расчетная модель двигателя была создана в системе имитационного моделирования «Альбея», разработанной на кафедре ДВС Уфимского государственного авиационного технического университета. Приведены результаты расчета зависимости эффективных показателей двигателя от степени сжатия. В результате работы было выяснено, что увеличение степени сжатия исследуемого двигателя с 19,3 до 30 вызывает значительное понижение эффективного КПД. В то же время снижение степени сжатия до значений 12 – 15 привело к росту эффективного КПД, особенно на частичных нагрузках.

В работе представлены результаты экспериментального исследования возможности повышения износостойкости поршней двигателей внутреннего сгорания (ДВС) путем формирования на поверхности юбки поршня наноструктурного покрытия методом микродугового оксидирования (МДО). В работе приведено описание методики формирования упрочненного слоя на поверхности юбки поршня методом МДО, а также описание методики испытаний поршней в условиях двигателя и результаты эксперимента. Данная работа проведена с целью повышения эксплуатационных свойств поршней ДВС, изготовленных из алюминиевых сплавов, полученные результаты должны способствовать увеличению долговечности и надежности ДВС.

С помощью разработанной математической модели проведено сравнение динамических качеств машины с обычной и с комбинированной энергетической установкой, содержащей двигатель внутреннего сгорания и маховичный аккумулятор энергии. Проведена оценка влияния энергоёмкости маховика на динамические качества машины с гидрообъемной трансмиссией. Установлены факторы, ограничивающие по мощностным показателям возможности использования комбинированной энергетической установки. Полученные результаты позволяют проводить оптимизацию габаритных размеров маховика, законов управления его приводом и трансмиссией машины.

В настоящее время для регулирования производительности винтовых компрессоров (далее – ВК) применяются (или могут быть применены) различные способы регулирования производительности. В статье приводятся результаты исследований двух способов: изменение частоты вращения вала приводного двигателя и дросселирование воздуха во всасывающем трубопроводе. Сравнительный анализ результатов исследований позволяет выбрать наиболее приемлемый для конкретного случая способ регулирования. В качестве критерия экономичности работы принят эксергетический к.п.д., который позволяет количественно оценить степень термодинамического совершенства ВК при выборе того или иного способа регулирования.

Тараторкин А. И., Держанский В. Б., Тараторкин И. А.

Исследуются процессы формирования динамической нагруженности и обосновываются пути повышении долговечности дисков фрикционов трансмиссий транспортных машин. Выдвигается гипотеза о разрушении дисков вследствие воздействия высокочастотных возмущений, генерируемых двигателем и гидротрансформатором,определяются условия возникновения параметрических резонансных колебаний. С использованием уравнения Матье определены области неустойчивости параметрических колебаний,установлена необходимость фильтрации высокочастотных возмущений с целью ограничения параметра глубины модуляции. Выполнена оценка влияния разработанных мероприятий на долговечность фрикционных дисков.

Жилейкин М. М., Мардеева Л. Р., Семенов С. Е., Андреев М. А.

Требуемый уровень демпфирования многоопорной колебательной системы зависит от характера внешнего возмущения. В связи с этим регулирование характеристики демпфирования в зависимости от режимов работы систем амортизации является одним из основных направлений дальнейшего их совершенствования. Весьма перспективно это направление для повышения качества систем первичного подрессоривания многоосных колесных машин (МКМ) с количеством осей более трех. Разработана математическая модель и методика расчета конструктивных параметров пневмогидравлической рессоры с противодавлением и трехуровневым демпфированием для управляемых подвесок многоосных шасси. Приведен пример расчета рессоры для подвески МКМ с колесной формулой 8х8 общей массой 60 т. На основе применения методов нечеткой логики разработан адаптивный закон релейного управления системой подрессоривания многоосных колесных машин, а именно адаптивный закон «инерциальный демпфер».

Рассматривается модельная задача Блазиуса о моделировании обтекания тонкой пластинки вязкой несжимаемой средой. Ламинарный пограничный слой численно моделируется с помощью модифицированной расчетной схемы метода вихревых элементов с касательными компонентами скорости, реализованной в программном комплексе POLARA. Получены распределения продольной и поперечной компонент поля скоростей среды в сечении пограничного слоя пластинки. Использование модифицированной расчетной схемы позволило существенно повысить точность определения интенсивности вихревого слоя на пластинке на каждом шаге расчета. Результаты расчетов хорошо согласуются с известным аналитическим решением Блазиуса.

Рассматривается проблема построения системы базисных функций, наиболее подходящей для решения уравнений движения провода методом Галеркина. На тестовом примере изучена зависимость размаха и частоты колебаний провода в воздушном потоке от числа базисных функций. Рассмотрены 2 набора параметров провода, при которых движение имеет качественно различный характер. Для сильно натянутого провода использование одной базисной функции в направлении каждой координатной оси корректно и приводит к ошибке менее, чем на 4 %, в то время как для слабо натянутого провода необходимо использовать не менее 6 базисных функций.

Исследуются системы, которые композицией преобразования динамической обратной связи с заменой переменных сводятся к линейным управляемым системам. Такие системы образуют наиболее широкий класс систем, для которых разработаны алгоритмы управления. Методами бесконечномерной дифференциальной геометрии получено инвариантное описание алгебры векторных полей, определяющих линеаризующую динамическую обратную связь. Этот результат может быть использован как для проверки динамической линеаризуемости конкретных систем с управлением, так и в теоретических исследованиях для построения примеров динамически линеаризуемых систем с определенными свойствами или для описания всего класса таких систем заданной размерности.

Крапошин М. В., Сибгатуллин И. Н., Стрижак С. В.

Целью работы является обоснование выбора модели турбулентности и акустической аналогии при моделировании обтекания тандема цилиндров и акустического шума. В статье представлены результаты численных расчетов обтекания тандема цилиндров в турбулентном потоке газа. Описана постановка задачи и метод решения. Уравнения Рейнольдса замкнуты с помощью модели турбулентности k-e, k-ω SST Ментера, SA. Для метода крупных вихрей использовалась модель на базе дифференциального уравнения для подсеточной кинетической энергии. Использовалась акустическая аналогия Керла. Основу расчетного метода составляет метод контрольного объема. Проведен расчет коэффициента продольной силы для первого и второго цилиндров. Выполнено сравнение с результатами эксперимента, полученного в экспериментальной установке. На основании полученных результатов можно говорить о приемлемости данной методики для решения более сложных задач в 3D постановке.

Рассмотрены вопросы, связанные с оценкой затрат суммарной характеристической скорости (СХС), требуемой для восполнения спутниковых систем, функционирующих на круговых и близких к ним орбитах. В основе предлагаемой оптимизации затрат СХС на маневрирование лежит использование орбиты ожидания. Последовательно исследованы все возможные сочетания значений параметров начальной и конечной орбит. Дан анализ сопутствующих эффектов, учёт которых позволяет существенно сократить затраты на манёвр. Для компланарных перелётов получены аналитические зависимости, с помощью которых возможен расчёт компромиссного числа пассивных витков на орбите ожидания. Полученные результаты могут быть использованы для минимизации энергетических и временных затрат при проектировании и формировании спутниковых систем, а также при эксплуатации маневрирующих КА, предназначенных для сбора крупногабаритного космического мусора.

Проведено исследование аэрофотосистем, построенных на основе фоточувствительных приборов с переносом заряда с целью определения линейности их звеньев. Для оценки линейности ФППЗ использованы результаты проведенных на основе специально разработанной методики физических исследований, которая базируется на построении световой характеристики и проверки выполнения принципа суперпозиции. Показано что, ФППЗ является линейным звеном в определенном диапазоне яркостей. Широта этого диапазона определяется введенным понятием – световая широта ФППЗ. Результаты проведенного исследования позволяют использовать аналитический метод оценки разрешающей способности, базирующийся на линейной теории оптико-электронных систем, для оценки разрешающей способности цифровых оптико-электронных систем получения видовой информации.

профессор, д.т.н. Ярославцев В. М., Мирсков А. Н.

Приводится описание принципа действия, структурной схемы конструкции и работы технологической фотометрической установки, предназначенной для определения момента наступления и развития термической деструкции полимерных композиционных материалов (ПКМ), которая проявляется при обработке резанием таких материалов на режимах с повышенными температурами в зоне стружкообразования и относится к недопустимым дефектом обработанной поверхности. Установка, разработанная в МГТУ им. Н.Э. Баумана, позволяет определять величину деструкции непосредственно в процессе механической обработки, не нарушая целостности изделия, и может применяться для изучения влияния условий обработки на величину деструкции, для активного контроля в процессе обработки, а также служить средством адаптивного управления процессом резания на станках с целью обеспечения необходимого качества изготовления.

Рассматривается задача создания иерархического представления компьютерной сети для проведения многомасштабного анализа. Исходная проблема сводится к задаче об оптимальном покрытии множества (SCP) и, в силу NP-сложности, требует применения приближенных эвристических алгоритмов. В работе для её решения предложен подход на основе рекуррентных искусственных нейронных сетей Хопфилда, а также их комбинации с алгоритмом имитации отжига (так называемая "машина Больцмана"). При построении уровней иерархии используется жадный алгоритм. Эффективность предложенного подхода проверена на тестовых задачах из OR-Library. Подход может быть полезен при построении систем анализа трафика и обнаружения аномалий в компьютерных сетях.

В статье рассматривается метод идентификации линейного динамического звена с известной передаточной функцией по экспериментальному частотному годографу, содержащему случайные погрешности измерений. В качестве модели принимается передаточная функция звена. Решение задачи идентификации авторы предложили искать в классе годографов, задаваемых моделью звена. Поиск неизвестных коэффициентов передаточной функции модели звена осуществляется путем минимизации предложенной авторами меры близости экспериментального годографа звена и годографа модели звена. В результате, решение задачи идентификации было сведено к решению системы линейных уравнений. Иллюстративный вычислительный эксперимент для звена второго порядка показал, что погрешность определения значений коэффициентов передаточной функции сравнима с диапазоном погрешности измерений экспериментальных отсчетов годографа этого звена.

В статье рассматриваются вопросы статистического анализа базы данных поставок комплектующих и запчастей сети ремонтных предприятий автомобильной промышленности. Выполнена апробация методов регрессионного, дисперсионного, корреляционного, факторного и других методов многомерного статистического анализа. Найдены некоторые закономерности по формированию заказов, позволяющие более обоснованно построить процедуры прогноза объемов поставок. вопросы статистического анализа базы данных поставок комплектующих и запчастей сети ремонтных предприятий автомобильной промышленности.

Рассматриваются вопросы введения в образовательный процесс единой технологии отбора студентов в магистратуру на примере создания мультиагентной системы (МАС). Проектируемая МАС решает три задачи: определение оптимального профиля магистратуры на основе анализа компетентностной модели выпускника-бакалавра, классификация студентов на группы в зависимости от уровня их мотивации и индивидуальных результатов подготовки в бакалавриате, а также формирование образовательного маршрута магистра при наличии несформированных компетенций бакалавра, необходимых для дальнейшего обучения. Приведена архитектура МАС. Описаны функции и способ взаимодействия агентов.

Статья посвящена вычислению некоторых характеристик спектра социального графа сети LiveJournal и оценки коэффициентов вершинного и реберного расширения этого графа. Кроме того, описывается метод получения социального графа. Для вычисления первых двух компонент спектра графа использован итерационный алгоритм. Концепция использования методов спектральной теории графов для анализа социальных сетей является весьма перспективной. Рассмотренные в статье методы могут найти широкое применение в различных задачах, находящихся на стыке информатики и социологии и связанных с анализом социальных сетей и исследованием социальных взаимодействий.

Рассматриваем задачу глобальной непрерывной оптимизации и ее решение методом кукушки (Cuckoo Search, CS). Метод относится к новому классу популяционных методов, которые интенсивно развиваются в последние годы. CS-метод выгодно отличается от большинства известных популяционных методов малым числом свободных параметров (всего два). Целью работы является повышение эффективности канонического CS-метода. Для этого в работе предложено несколько модификаций этого метода, рассмотрена программная реализация канонического CS-метода и его модификаций, представлены результаты широкого исследования эффективности предложенных модификаций на ряде тестовых функций, которое показало их преимущества по сравнению с каноническим методом. Рассмотрено решение с помощью одной из предложенных модификаций известной практической задачи о минимизации расходов на изготовление сосуда высокого давления. Показано, что предложенные модификации обеспечивают лучшее значение целевой функции по сравнению результатами, полученными другими авторами, и обеспечить выполнение всех ограничений.

профессор Зарубин В. С., профессор Кувыркин Г. Н., Савельева И. Ю.

Для получения оценки эффективного значения коэффициента теплопроводности композита с шаровыми включениями применен метод самосогласования. Этот метод основан на осреднении параметров возмущенного температурного поля в элементах структуры композита. Возмущенное температурное поле во включениях и в шаровых частицах матрицы композита найдено путем решения стационарной задачи теплопроводности, сформулированной на основе построенной математической модели теплового взаимодействия этих элементов структуры с однородным материалом, имеющим искомый коэффициент теплопроводности. Для проверки достоверности полученной оценки проведен количественный анализ выведенной расчетной зависимости в достаточно широкой области изменения определяющих параметров. Результаты вычислений по этой зависимости расположены в промежутке между нижней и верхней оценками, которые следуют как из сингулярного приближения теории случайных функций, так и из двойственного вариационного принципа Хашина - Штрикмана.

В статье представлено описание взаимодействия искусственно созданных дисперсных систем с электромагнитным излучением СВЧ диапазона, в основе которого лежит условное разделение на поддиапазоны по характеру взаимодействия. Для одного из поддиапазонов предложена математическая модель, которая в рамках приближения волновой оптики позволяет рассчитать отражательные и поглощательные характеристики системы. Приведены результаты расчетов. Показана возможность создания дисперсной системы, функционирующей в диапазоне частот от 1 ГГц (30 см) до 120 ГГц (2,5 мм). При этом ее размеры (14 м) сравнимы с размерами объекта военной техники, а масса дисперсной фазы составляет всего 3,7 кг.

В статье рассмотрен вопрос точности вычислений эффективной поверхности рассеяния объектов современными компьютерными программами, в частности CST Microwave Studio и «Анализ радиолокационных характеристик объектов сложной формы» разработки МГТУ им. Н.Э. Баумана. Была предпринята попытка формализовать процедуру оценки точности указанных программ с помощью характеристических коэффициентов и среднеквадратичных ошибок между моностатическими угловыми диаграммами ЭПР некоторых объектов, рассчитанными в указанных программах и измеренными экспериментально. Было показано, что программы обладают приемлемой для оценочных расчетов точностью на уровне ±5м².

В настоящей работе впервые исследована дифракционная невзаимность кольцевого призменного резонатора, обусловленная наличием дифракционного фотосмесителя и диафрагмы c острым краем. Методом численного решения интегрального уравнения кольцевого резонатора установлены зависимости дифракционного расщепления от положения фотосмесителя относительно оси резонатора при различных размерах односторонней диафрагмы с острым краем. Найдена зависимость между смещением фотосмесителя относительно оси резонатора и размером острой диафрагмы, при которой дифракционная невзаимность отсутствует. Полученные выводы могут быть полезны при проектировании и модернизации лазерных гирометров с резонатором, образованным призмами полного внутреннего отражения.

Обосновано применение трансформаторов в качестве дифференцирующих элементов тахометрического устройства следящего вентильного электропривода с синусно-косинусным датчиком положения ротора электродвигателя. Рассмотрена возможность линеаризации выходной характеристики этого тахометрического устройства подключением компенсирующих конденсаторов к вторичным обмоткам дифференцирующих трансформаторов. Определена емкость компенсирующих конденсаторов. Предложен метод анализа пульсаций выходного напряжения тахометрического устройства с дифференцирующими трансформаторами и определения их относительной амплитуды. Представлены результаты экспериментальных исследований тахометрического устройства с дифференцирующими трансформаторами.

Рассматривается шаговый электропривод с питанием двигателя от управляемого инвертора тока, в котором основным режимом работы является движение с постоянной или медленно меняющейся скоростью и лишь кратковременно требуются относительно быстрое протекание динамических процессов. Для этого варианта шагового электропривода предложен алгоритм управления, обеспечивающий ему повышение быстродействия за счет кратковременного повышения его момента при соответствующей кратности увеличения фазного тока двигателя. Разработана имитационная модель электропривода в среде MATLAB - SIMULINK, с помощью которой проверена эффективность предложенного способа управления. Показано, что рассматриваемый алгоритм не эффективен для электроприводов со значительным внешним демпфированием. Результаты моделирования представлены в удобной для практического использования полиномиальной форме.

В работе впервые исследуются процессы формирования дрейфовой турбулентности плазмы применительно к условиям существования H‑моды. Рассматривается воздействие дрейфовой волны конечной амплитуды на плазму. Учтено воздействие на дрейфовую волну полоидального потока плазмы с линейным распределением скорости v_y(x) = Cx. Предложена модель и разработан код для расчёта характеристик возмущений, возникающих в результате такого воздействия. Получены зависимости значений средних флуктуаций плотности плазмы от величины шира скорости C и инкремента нарастания амплитуды дрейфовой волны γ.

Рассмотрен процесс нестационарного теплопереноса в упорядоченной многослойной наноструктуре с заданным начальным распределением температуры и теплоизолированными внешними границами. Структура состоит из 1000 последовательно чередующихся слоев AlAs и GaAs. В работе дано описание расчетной схемы, построенной на тепловом балансе отдельно взятого слоя. Подобная расчетная схема впервые применена для описания теплопереноса в упорядоченных бинарных многослойных наноструктурах. Исследование теплопереноса произведено при различных временах расчета, толщинах слоев и сопротивлениях интерфейсов. Рассмотрен случай отклонения наличия в структуре отклонения от периодичности.

Представлены результаты численного и экспериментального исследования сверхзвукового отрывного течения и теплообмена в плоском канале с внезапным односторонним расширением при числе Маха М ≈3 и наличии турбулентного пограничного слоя перед отрывом со ступеньки. В математической модели использовались осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье - Стокса, дополненные в различных вариантах расчета моделями турбулентности k- ω, k- ε и Spalart - Allmaras. Представлены расчетные поля газодинамических параметров в ступенчатом канале. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных распределений давления на стенке и коэффициента теплоотдачи за уступом. Выполнен анализ пространственной корреляции полученных полей скорости, поверхностного давления и трения, а также коэффициента теплоотдачи в области отрыва и присоединения пограничного слоя.

В статье отражены результаты эмпирического исследования, направленного на осуществление компетентностного анализа профессиональной элитарности в сфере технике и технологии. Впервые предложена компетентностная модель, разработанная в соответствии с авторской концепцией профессиональной элитарности в сфере техники и технологии. На основе проведенного компетентностного анализа были выделены основные требования, предъявляемые к уровню и качеству профессиональной деятельности элитных специалистов в сфере техники и технологии, целостно характеризующих направленность и способности элитных специалистов технического профиля деятельности. Важнейшим итогом работы явилось выделение трех основных кластеров компетентностей, отражающих специфику профессиональной элитарности в сфере техники и технологии, включающих психологические особенности предметной деятельности, социально-организационного взаимодействия и межличностного общения.

Рассматривается методика применения программного Комплекса инструментальных Средств Анализа Моделей доступа к базам данных (КСАМ) распределённых систем обработки данных (РСОД), разработанного на кафедре "Системы обработки информации и управления" МГТУ им. Н.Э. Баумана совместно с Амурским государственным университетом. Он предназначен для проведения вычислительных экспериментов с целью анализа временных показателей проектируемых информационных систем (ИС), основу которых составляют распределённые базы данных и приложения. Среда разработки - Personal Oracle и Developer 2000.

В статье рассмотрена методика проектирования двухпереходного технологического процесса изготовления детали с раструбом с использованием совмещения операций вытяжки, обжима и раздачи в одном технологическом переходе. Приведены зависимости для определения размеров исходной заготовки первого перехода вытяжки, к которым относятся диаметр и толщина круглой заготовки. Даны рекомендации для определения размеров цилиндрического стакана, полученного первой вытяжкой, а именно диаметра и высоты цилиндрического стакана, максимальной и минимальной толщины стенки. Приведен пример разработки технологии листовой штамповки для получения конкретной детали с раструбом совмещенной операцией вытяжки с обжимом и раздачей. Приведены результаты экспериментальной проверки технологического процесса, разработанного по предлагаемой методике.

Приводится сравнительный анализ требований производителей автоматического сварочного оборудования к геометрии сборки стыка. Отмечается, что в полевых условиях точная сборка деталей под сварку не может быть осуществлена. Приводится краткий обзор современных методов адаптации различных технологий сварки. Экспериментальным способом исследовано влияние геометрических возмущений разделки кромок на качество формирования корневого слоя шва стыкового соединения при автоматической MIG/MAG сварке. Установлено, что чувствительность технологии к изменению зазора и превышения кромок зависит от притупления на кромках. Приведены рекомендации по точности сборки и обработки кромок стыка для автоматической сварки.

В статье рассматривается применение ультраструйной диагностики материалов как одного из комплексных и перспективных методов, позволяющих осуществлять ускоренное определение износостойкости материалов, эксплуатируемых в различных условиях. Приводится обзор существующих математических моделей, позволяющих оценивать глубину каверны, возникающей на поверхности материала вследствие воздействия на него ультраструи. Определяются требования, предъявляемые к модели взаимодействия ультраструи с диагностируемым материалом. На основании этих требований предлагается модель, которую можно будет использовать для методики ультраструйного экспресс-диагностирования материалов.

профессор, д.т.н. Ярославцев В. М., Кандидат технических наук, доцент Назаров Н. Г.

Рассмотрены расчетные модели изменения теплонапряженности процесса прерывистого резания и их связь с технико-экономическими показателями обработки, позволяющие оценить изменение периода стойкости режущего инструмента и производительности труда в зависимости от кинематических особенностей процесса. Приводятся технологические операции и виды работ (лезвийной, абразивной, поверхностного пластического деформирования) с цикличным изменением режимных параметров, при исследовании которых или отработке на этапе технологической подготовки производства целесообразно применять представленные модели.

В статье представлены результаты профилирования впускных каналов в головке цилиндров поршневого двигателя. Оценка пропускной способности осуществлялась с помощью численного моделирования методом крупных частиц. Рассмотренные режимы течения характеризуются большой плотностью свежего заряда и значительным перепадом давления. Приведены графики влияния геометрических характеристик на пропускную способность каналов. Рассмотрена геометрия каналов в крышке, включая осесимметричную часть вблизи фаски клапана, а так же диаметры и расположение впускных клапанов. Сформулированы рекомендации к оптимальному конструированию каналов перспективного двухтактного двигателя Z-engine.

Представлена адаптивная математическая модель живой ткани для тепловых расчетов, учитывающая перфузию крови, теплообмен с внешней средой и специфические для живых тканей внутренние источники тепла, которые рассчитываются из граничных условий стационарного состояния. Также показана процедура дискретизация модели и приведены результаты численного моделирования на примере одно- и двухслойной биоткани. Для валидации дискретной модели найдено соответствующее аналитическое решение для частного случая. Показано, что известная модель Пеннеса является частным случаем представленной модели. Также обсуждаются возможные области применения модели.

Димитриенко Ю. И., Соколов А. П., Маркевич М. Н.

В работе представлена математическая модель расчета эффективных диэлектрических свойств сложноструктурированных композитов, подверженных воздействию переменного внешнего электрического поля. Проводится асимптотическое исследование дифференциальных уравнений электродинамики с быстроосциллирующими коэффициентами. Сформулирована локальная задача электродинамики на «ячейке периодичности» композита. Проведен расчет эффективной комплексной диэлектрической проницаемости композита для различных объемных долей включений мелкодисперсной керамики с применением метода конечных элементов и метода бисопряженных градиентов. Проведен анализ частотной зависимости диэлектрических характеристик и тангенса угла диэлектрических потерь композитной керамики, получено хорошее совпадение с экспериментальными данными.

Целью настоящей работы являлась разработка модели двухсторонних боевых действий многочисленных группировок на основе дискретных марковских процессов. Получены математические зависимости для вычисления вероятностей численностей сохранившихся боевых единиц сторон в процессе боя и при его окончании. Исследовано влияние различных факторов на исход боя и его основные показатели. Разработанная модель может быть использована при разработке новых образцов вооружения и военной техники для оценки степени их пригодности к решению поставленных боевых задач.

Предлагается метод решения терминальной задачи для аффинных систем. Метод основан на преобразовании рассматриваемой системы к квазиканоническому виду. При этом предполагается, что в системе квазиканонического вида подсистемы канонического вида двумерны. Доказывается достаточное условие существования решения терминальной задачи. Предлагается численная процедура построения решения терминальной задачи для аффинных систем, эквивалентных системам квазиканонического вида с дву ерными подсистемами канонического вида. Приводится пример построения решения терминальной задачи в соответствии с предложенным методом.

Для получения количественных результатов в теории диофантовых приближений используются функциональные линейные приближающие формы, имеющие достаточно высокий порядок нуля при z = 0. Такие формы строятся либо с помощью принципа Дирихле, либо эффективно. В настоящей работе с помощью эффективной конструкции линейных приближающих форм оценивается снизу модуль линейной формы от значений показательной функции в различных точках мнимого квадратичного поля; числителями упомянутых точек являются корни из единицы. Получены точные по высоте оценки с вычислением соответствующих констант. Предлагаемая конструкция может быть использована и для получения аналогичных оценок от значений обобщенных гипергеометрических функций.

Воробьев Е. В., Марахтанов М. К., Духопельников Д. В., Ивахненко С. Г.

В работе рассмотрен эффект возникновения момента вращения в двигателе с анодным слоем. Показано, что механизм появления такого момента связан с азимутальным отклонением ионов в ускорительном канале двигателя при его движении в радиальном магнитном поле. Получены зависимости между угловым ускорением аппарата и величиной магнитного поля для различных режимов работы двигателя, различных рабочих веществ и массогабаритных характеристик космического аппарата. Показано, что этот момент вращения может оказывать существенное воздействие на систему стабилизации при длительных временах работы двигательной установки. Предложены способы устранения вредного влияния азимутального отклонения ионов на вращение космического аппарата.

Бугрова А. И., Бугров Г. Э., Давыдов В. А., Десятсков А. В., Козинцева М. В., Сафронов А. А., Смирнов П. Г., Харчевников В. К., Шапошников М. И., Пильников А. В.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований интегральных характеристик лабораторной модели стационарного плазменного двигателя нового поколения α-40, рассчитанного на суммарную потребляемую мощность 150 Вт. Интегральные параметры модели, такие как тяга, разрядный ток, удельный импульс, к.п.д., полученные на стендах МГТУ МИРЭА и ОКБ “Факел” оказались практически одинаковыми. Так при вкладываемой мощности ~150 Вт, напряжении разряда 210 В, расходе ксенона 0,7 мг/сек, тяга составила 9.4 мН, удельный импульс равен ~1370 с, тяговый к.п.д. с учетом мощности, потребляемой катушками намагничивания равен 41%. Другой режим с большей тягой (9.7 мН) но с меньшим удельным импульсом (1240 с) при такой же вкладываемой мощности, был получен при расходе 0.8 мг/сек и напряжении 190 В. При этом к.п.д. составил ~ 40%. Полуугол расходимости струи равен ±25°. Прогнозируемый ресурс составляет 2500 часов. Приведенные в работе данные показывают, что эффективность α-40 выше, чем у известных аналогов.

В работе рассмотрен ряд подходов, применяемых к проектированию крупногабаритных конструкций космического назначения на примере зеркальных концентрирующих систем. Основное внимание уделено конструктивным особенностям надувных (пневматических) концентраторов солнечного излучения и подходам, позволяющим обеспечить высокую геометрическую точность формы отражающей поверхности при развёртывании концентратора, её фиксацию и формостабильность в процессе эксплуатации. Особый интерес это представляет для решения задач, связанных с проектированием, изготовлением и эксплуатацией крупногабаритных зеркальных концентрирующих систем, работающих в составе высокотемпературных солнечных энергоустановок как наземного, так и космического базирования. Основные особенности выбранного класса конструкций связаны с тем, что для их развёртывания и приведения в рабочее состояние необходим наддув. Но он же необходим и для поддержания (сохранения) формы таких конструкций, что требует наличия конструктивных элементов, находящихся под постоянным внутреннем давлением и, как правило, в деформированном состоянии. В работе рассмотрен ряд подходов, позволяющих нивелировать проблемы, вызванные этими особенностями, в частности: применение отверждаемых материалов, введение дополнительных конструктивных элементов и другие.

В статье представлен облик перспективной активно-пассивной системы управления угловым движением малых космических аппаратов (на примере наноспутников) на основе конструкции с гравитационным стабилизатором и микрореактивными двигателями. Предложены режимы работы системы управления микрореактивными двигателями малых космических аппаратов (пассивный режим, предварительного успокоения, ориентации и стабилизации). Приведены выражения для оценки потребного количества микрореактивных двигателей в каждом режиме. Обозначены основные преимущества предлагаемой активно-пассивной системы малых космических аппаратов относительно иностранных аналогов и область применения таких аппаратов.

В статье рассматривается научная проблема повышения точности позиционных (фотоэлектрических) лазерных измерительных систем. Значительную составляющую в общей погрешности измерений составляет амплитудная нестабильность лазерного излучения. Предложен способ введения в структуру лазерной измерительной системы обратной связи по интенсивности излучения лазера, позволяющий обеспечить стабилизацию параметров измерительной системы. Введение обратной связи обеспечивается установкой дополнительного фотоприёмника, регистрирующего отражённый лазерный луч, и сигнал с которого используется для коррекции информации с основного измерительного канала системы.

В статье демонстрируется разработанная, в рамках проведенных исследований, математическая модель оценки резольвометрических характеристик аэрофотосистемы, построенной на основе фоточувствительных приборов с переносом заряда. Рассматриваемая математическая модель, реализуя аналитический способ оценки разрешающей способности аэрофотосистем, базирующийся на теории линейных оптико-электронных систем, позволяет получать оценки разрешающей способности различных типов аэрофотосистем с учетом условий их применения. Таким образом, использование разработанной математической модели позволит оценить эффективность применения рассматриваемой аэрофотосистемы.

Статья посвящена сравнительному анализу алгоритмов восстановления концентраций газов в сложных многокомпонентных смесях из многоспектральных лазерных измерений. Описаны процедуры обработки сигналов в сложных многокомпонентных смесях, основанные на методе байесовской оценки решения и проекционном методе. Результаты математического моделирования показывают, что использование метода байесовской оценки решения системы уравнений лазерного газоанализа позволяет решать задачу восстановления концентраций газов для сложных малокомпонентных газовых смесей с меньшими погрешностями, чем проекционный метод.

В многослойных конструкциях из полимерных композиционных материалов наличие дефектов, например, типа нарушения сплошности материала, приводит к снижению их эксплуатационных характеристик. Учитывая большую стоимость и трудоемкость изготовления изделий из полимерных композиционных материалов, а также большую стоимость изделий, в которых эксплуатируются изделия из полимерных композиционных материалов, большую актуальность приобретает обнаружение дефектов на стадиях изготовления и эксплуатации изделий. Поэтому целесообразно создание и внедрение аппаратуры и методов достоверного обнаружения дефектов с большой областью применения. В статье рассмотрены основные принципы и методы комплексирования информации многопараметрового неразрушающего контроля с целью повышения достоверности обнаружения дефектов в сложных конструкциях на примере конструкций из полимерных композиционных материалов. Приведены результаты разработки метода комплексирования методов неразрушающего контроля, направленные на решение поставленных задач, на основе методов оценки эффекта телескопирования и построения многомерного аналога способа обратных вероятностей.

Предложен способ приведения эмпирического закона сопротивления воздуха Сиаччи, апробированного на практике, к закону 1943 г., являющемуся основным в России при расчете траекторий артиллерийских снарядов, но не имеющему до настоящего времени аналитического описания. Для функции Сиаччи вводится корректирующий множитель, который представляет собой аналитическую аппроксимацию последовательности дискретных поправочных коэффициентов в виде непрерывной зависимости от скорости снаряда (числа Маха). В результате упрощается процедура вычисления параметров траектории на ЭВМ. Приведен пример использования предложенной аппроксимации.

Для четырехмерной модели, описывающей движение вертолета вдоль заданной горизонтальной прямой, решена задача автоматического синтеза программного движения, обеспечивающего перемещение вертолета из заданного состояния покоя в заданное состояние покоя. Время выполнения маневра не задано. Рассматриваемая модель вертолета представляет собой динамическую систему с управлением, которая не является плоской системой, и для таких систем общие подходы к решению терминальных задач в настоящее время неизвестны. Для решения терминальной задачи в работе применяются два подхода. Первый подход основан на использовании конечной симметрии, которая преобразует начальные условия задачи в конечные. Использование такой симметрии позволяет уменьшить количество конечных условий. Второй подход основан на использовании накрытия и заключается в построении специального отображения, которое для двух заданных динамических систем сюръективно отображает множество решений первой системы в множество решений второй системы. Программное движение в этом случае может быть найдено как решение двух связанных специально поставленных задач Коши для этих динамических систем. Полученное программное управление представляет собой кусочно-непрерывную функцию времени.

Статья посвящена семейству поточных шифров, основанных на обобщенных клеточных автоматах и расширяющих графах. Приведены данные по производительности и эффективности аппаратной реализации поточных шифров из этого семейства, основанной на программируемых логических интегральных схемах фирмы Altera (с использованием языка VHDL). Произведено сравнение этих показателей с аналогичными показателями поточных шифров, победивших на конкурсе eSTREAM. По результатам испытаний, производительность шифров из семейства GRACE--S значительно (до 60 раз) превосходит производительность лучших известных аналогов.

Рассмотрена возможность применения согласованной фильтрации сверхширокополосных сигналов. Предельно достижимые характеристики СШП систем делают их привлекательными для многих областей применения: в системах передачи данных, медицинских системах, охранных, радиолокационных и др. Обработка возможна с применением специальных устройств фильтрации, созданных на базе нерегулярных линий передачи с Т-волной, в частности согласованных фильтров, чему и посвящена настоящая статья. Для сверхширокополосного зондирующего сигнала длительность много меньше, чем длительность отраженного от цели сигнала, и поэтому ее можно принять за период дискретизации. В этом случае возможно применение предварительной согласованной фильтрации отраженного сигнала с последующей традиционной обработкой.

В статье обсуждается новый подход к описанию механических связей, доставляющих элементам машины или прибора определенность положения в составе технической системы. Отношение базирования, существующее между деталями любой машины или прибора, рассматривается как многоместное и представляется в виде гиперграфа. Математическим описанием сборки изделия служит последовательность стягиваний вершин гиперграфа. Предлагаются необходимые условия стягиваемости графов такого типа. Вводится новая структура – решетка всех s-множеств. Показано, что эту решетку можно использовать для генерации различных проектных решений на этапе технологической подготовки сборочного производства.

Системы регистрации телеметрической информации (ТМИ) обычно разрабатываются для отображения, предварительной обработки и записи поступающего потока данных измерений на какой либо носитель информации в режиме реального времени. Если в состав системы входит компьютер, то носителем информации может быть его жесткий диск или, например, флэш память. Тогда поток ТМИ записывается на диск как обычный файл. Процесс регистрации может быть достаточно длительным, и объем принимаемой информации настолько большим, что для экономии места на диске желательно такие файлы сжимать и помещать их в файлы архивы. Для постобработки и просмотра ТМИ, часто требуется обеспечить произвольный доступ к данным записи хранящимся в архивах. Иными словами требуется выполнить чтение данных из любого произвольно заданного места файла архива. Применяемые стандартными архиваторами (zip, gzip, rar) методы сжатия данных без потерь не вполне отвечают этому требованию. Они рассчитаны на последовательную распаковку данных, когда сжатый файл может быть распакован только с начала. Для небольших файлов это не имеет значения, так как распаковка выполняется быстро и результат распаковки можно кэшировать в оперативной памяти. Однако, если размер файла ТМИ составляет более сотни мегабайт, динамическая распаковка данных от начала файла до нужного места, становится неэффективной. В этой работе предлагается метод увеличения скорости чтения данных из произвольно выбранного места архивного файла телеметрической информации большого размера (более 100 Мбайт) созданного алгоритмом deflate, за счет добавления к файлу архива, дополнительной служебной информации. Описан практический вариант реализации алгоритма с помощью модифицированной библиотеки zlib.

Рассмотрена трехмерная аффинная система, которая описывает работу химического порционного реактора с трехкомпонентной рабочей смесью. Для этой системы исследуется задача терминального управления с ограничениями на переменные состояния. Решение терминальной задачи базируется на использовании метода орбитальной линеаризации, с помощью которого исходная задача преобразуется в терминальную задачу для двумерной нестационарной системы канонического вида. Для преобразованной задачи терминального управления получены условия существования решения, а также предложен метод его нахождения. Работоспособность предложенного метода проиллюстрирована результатами математического моделирования.

профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Синяговская О. А.

Представляем перспективный метод глобальной оптимизации – метод биогеографии (BBO-метод). Эффективность метода и разработанного программного обеспечения демонстрируем на примере известной сложной задачи минимизации многомерной функции Растригина. Рассматриваем интеграцию разработанного в системе MatLab программного обеспечения, реализующего BBO метод, с известным программным продуктом PowerFactory компании DlgSilent, который мы используем в работе для расчета суммарных потерь мощности в исследуемой электрической сети. С помощью программного комплекса MatLab BBO + PowerFactory проведено исследование эффективности метода биогеографии при решении задач оптимизации электрических сетей IEEE 9 и Кубани. За счет оптимизации набора и размещения компенсаторов удалось снизить потери активной мощности в указанных сетях примерно на 9,2% и 2,5% соответственно.

Рассмотрен быстрый алгоритм вычисления конвективных скоростей в методе вихревых элементов. Алгоритм основан на построении дерева прямоугольных областей, содержащих вихревые элементы. Проведен анализ влияния параметров быстрого метода на вычислительную сложность алгоритма. Для задачи о моделировании эволюции завихренности в идеальной несжимаемой жидкости построена оценка количества арифметических операций, требуемых для вычисления скоростей всех вихревых элементов. Теоретическая оценка хорошо согласуется с результатами вычислительного эксперимента. Полученный результат может быть полезен на практике при решении задачи, поскольку он дает возможность априорного определения оптимальных параметров алгоритма.

Разработка метода расчета релаксации контактного взаимодействия между тепловыделяющим элементом (ТВЭлом) и ячейкой дистанционирующей решетки (ДР) является необходимым условием для решения комплексной задачи деформирования тепловыделяющей сборки (ТВС) в условиях интенсивных температурных и нейтронных полей. По причине релаксации контактного взаимодействия происходит проскальзывание ТВЭла в ячейке ДР, что приводит к снижению жесткости конструкции сборки и ее деформированию. В настоящем исследовании автором предложен метод расчета релаксации контактного взаимодействия между ТВЭлом и ячейкой ДР, на основе метода конечных элементов и альтернирующего метода Шварца. Расчет релаксации по предложенному методу позволит оценить время работы ТВЭла до его проскальзывания и определить критерий потери работоспособности топливной сборки.

Димитриенко Ю. И., Коряков М. Н., Балакшин А. И.

Предложен метод конечно-элементного расчета нестационарных трехмерных процессов внутреннего тепломассопереноса в теплозащитных конструкциях из композиционных материалов с учетом процессов терморазложения и фильтрации газов в порах. Разработан специализированный программный модуль, реализующий численный конечно-элементный метод решения задачи внутреннего тепломассопереноса в трехмерных элементах конструкций из композитных термодеструктирующих материалов. Представлены результаты тестирование разработанного метода и программного модуля, показывающие работоспособность метода и применим сть его для решения задач исследования нестационарных режимов нагрева теплозащитных конструкций.

Шкапов П. М., Благовещенский И. Г., Гартиг Е. Б.

Искусственная кавитация возникает в гидролинии в результате подачи газа в зону отрыва за плохо обтекаемыми телами, либо непосредственно струей со стенки магистрали в поток жидкости. Образующаяся в итоге развитая присоединенная каверна является во многих случаях неустойчивой, так что в системе устанавливается течение, характеризующиеся колебаниями давления и расхода фаз. Этот процесс значительно интенсифицируется при условии, что каверна замыкается на гидросопротивлении, установленном ниже по потоку от места вдува газа. На отдельных режимах особенностью процесса может являться характерное скачкообразное увеличение частоты автоколебаний при монотонном возрастании установившегося расхода жидкости, и такое же резкое уменьшение частоты при снижении расхода. В работе предложено объяснение этого выявленного экспериментально гистерезисного характера развития автоколебаний в гидролинии с ограниченной искусственной газовой каверной на выходе.

Тензорная нелинейность, как явление объединяет собой многие известные эффекты, присущие отмеченным материалам, в том числе серым чугунам, исследования которых можно найти в работах М.Я. Леонова и его учеников. Обработка результатов испытаний и описание свойств таких сред, имеющих весьма большое различие предельных деформаций, является сложной проблемой. В данной работе показано, что наиболее удачно она решается путем использования теории В.В. Новожилова о связи девиаторов напряжений и деформаций и отмеченных экспериментальных результатов, с помощью которых удалось усовершенствовать методику определения материальных функций в диапазоне всех предельных деформаций простых испытаний. Последнее удается выполнить при использовании «экстраполяции» исходных данных до предельной деформации при сжатии. Модель, созданная на этой методике, точнее отражает упомянутые эффекты, в том числе дилатансии в обобщенном смысле, раскрывая сущность тензорной нелинейности. Показано, что накопленную деформацию от разрыхления можно принять в качестве критерия прочности.

В статье отражены результаты структурно-функционального анализа профессиональной деятельности элитных специалистов в сфере техники и технологий. Цель эмпирического исследования состояла в системном изучении профессиональной деятельности элитных специалистов в сфере технике и технологии: мотивов, целей, концептуальной модели деятельности, программы профессиональной деятельности, характера принятия решений и личностно-деятельностных качеств. Объект исследования – профессиональная деятельность элитных специалистов в сфере технике и технологии. Предмет исследования - структурно-функциональные характеристики системы профессиональной деятельности элитных специалистов в области техники и технологии. Основной метод исследования – экспертный опрос. В качестве респондентов приняли участие элитные специалисты технического профиля деятельности.

В статье представлен алгоритм управления адаптивной пневмогидравлической рессорой с возможностью плавного изменения упругой характеристики в процессе воздействия различного рода динамических и кинематических возмущений. Проведён анализ объекта управления, который позволил предложить обобщённую структуру системы автоматического управления. Особое внимание уделяется описанию принципов управления, заложенного в вычислительное устройство, а также выделяются основные ограничения при синтезе желаемой упругой характеристики. Описаны основные варианты регулирующей электрогидравлической аппаратуры, которые могут быть использованы в системе управления, проведено их краткое сравнение. В заключительной части статьи демонстрируется работоспособность разработанного алгоритма управления, путём его апробации на математической модели пневмогидравлической рессоры. Сделаны выводы о том, что разработанный метод управления обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными методами управления и может быть реализован на доступной отечественной промышленности аппаратной базе.

В статье рассмотрена совмещенная операция вытяжки с обжимом и раздачей как способ интенсификации процессов листовой штамповки, позволяющий получить коническую деталь с цилиндрическим раструбом с большим коэффициентом формоизменения за один технологического перехода в одном штампе. При исследовании совмещенной операции вытяжки с обжимом и раздачей было использовано компьютерное моделирование в программном комплексе AutoForm. Рассмотрено влияние трения на процесс формоизменения, проведена оценка изменения толщины раструба и силы деформирования при разных значениях коэффициентах трения. Рассмотрено также влияние коэффициента раздачи на силовые параметры совмещенной операции и на конечные размеры изделия.

В статье обоснована необходимость разработки обобщенной математической модели кавитационного износа деталей, учитывающей конструкторско-технологические особенности и режимы эксплуатации изделия, а также свойства внешней гидродинамической среды и напряженно-деформированное состояние детали. В статье приводятся моделирование напряженно-деформированного состояния детали, эксплуатируемого в гидродинамической среде, подверженного воздействию кавитации, и значения давления, эквивалентного напряжения, скорости деформации в рассматриваемых материалах детали. Разработанная модель оценки напряженно-деформированного состояния детали является одой из базовых модулей обобщенной математической модели кавитационного износа деталей.

В статье обоснована необходимость разработки методики количественной оценки износа соплового насадка оборудования гидроабразивной резки за время его непрерывной эксплуатации при заданных технологических режимах. Предлагаемая методика состоит из нескольких основных блоков, сущность которых заключается в формировании различных математических моделей, описывающих процесс износа. В статье рассмотрены результаты моделирования течения гидроабразивной струи в сопловом насадке и взаимодействия абразивных частиц со стенками канала. Так же рассмотрено влияние износа соплового насадка на скорость эрозии обрабатываемого материала.

В статье описана оптимизация силовой части электрогидравлического следящего привода с дроссельным регулированием. Электрогидравлический следящий привод рассматривается вместе с электрогидравлическим усилителем мощности, который заменен пропорциональным звеном. Для осуществления оптимизации гидропривода выбраны варьируемые параметры и предложены целевые функции для оценки проектных вариантов. Рассмотрен пример оптимизации силовой части гидропривода по двум критериям: близости фазочастотной характеристики к оси абсцисс и отношению массы к мощности. Для получения фронта Парето использована многокритериальная модификация генетического алгоритма. Изложенная в статье концепция основана на обобщении известных из литературных источников методов оптимизации электрогидравлического следящего привода и содержит новые предложения по структуре алгоритма оптимизации.

Оценку эффективности активного демпфирования колебаний в многомассовых динамических системах металлоконструкций экскаваторов и стреловых кранов при размещении силового органа гасителя между колеблющимися массами предложено проводить в сравнении с демпфированием внешним сопротивлением. Приведены результаты синтеза демпфирующего воздействия, обеспечивающего заданную степень снижения колебаний металлоконструкций при силовом возбуждении и автоколебаниях. Показано, что размещение силового органа активного гасителя колебаний между узлом установки рабочего органа и конструкцией позволяет существенно улучшить динамические свойства рассматриваемых машин.

Рассмотрена пространственная модель взаимодействия колесной машины с поверхностью дороги. Получены выражения для кинематических и силовых факторов, определяющих движение и колебания колесной машины, элементов трансмиссии и ходовой части при её пространственном нагружении. Показано, что задание перемещений колес в системе координат, связанной с корпусом колесной машины, позволяет существенно уточнить рассматриваемую математическую модель ее движения. Такой подход дает возможность получить достоверную оценку эксплуатационных нагрузочных режимов агрегатов и систем колесной машины в условиях преодоления инженерных сооружений.

Целью данной статьи является разработка путей совершенствования конструкции кабины грузового автомобиля при ударе по передним стойкам с целью повышения харак-теристик пассивной безопасности. По результатам расчёта оцениваются максимальные перемещения основных эле-ментов конструкции, остаточное жизненное пространство и проводится анализ поведения дверных проёмов, оконных проёмов, стоек, лонжеронов, остальных элементов кабины и др. При этом конструкция испытывает контакт, потерю устойчивости, смятие, изгиб, появление пластических шарниров. Для совершенствования конструкции были выявлены наиболее податливые участки и места пластических шарниров. В качестве косвенного оценочного параметра жесткости кабины в целом помимо рекомендованного жизненного пространства предлагаем использовать ускорение центра масс манекена, максимальное значение которого в определённый интервал времени так же регламентировано. На основе всестороннего анализа влияния конструктивных факторов на пассивную безопасность кабины грузового автомобиля при ударе по стойкам были разработаны изменения в конструкцию кабины автомобиля (увеличение толщины основных деталей дверей кабины, введение локальных накладок, пеноалюминия внутрь стоек кабины грузового автомобиля), которые позволили повысить пассивную безопасность автомобиля.

Для линейной системы с запаздыванием предложено достаточное условие экспоненциальной устойчивости и на его основе разработан метод оценивания степени затухания и величины перерегулирования. Предложенное условие заключается в разрешимости некоторого нелинейного матричного неравенства относительно одной матричной и двух скалярных неизвестных. Для оценок степени затухания снизу и величины перерегулирования сверху получены явные выражения через решение этого матричного неравенства и предложен метод поиска такого решения. Рассмотрен пример, показавший эффективность предлагаемого подхода.

В этой статье доказано, что в группах с условиями малого сокращения C(3)-T(6) разрешима проблема вхождения в циклическую подгруппу, то есть для любых элементов g, h такой группы можно установить, существует ли целое n≠ ±1:gⁿ=h. Этот результат является очередным звеном в серии теорем о группах с условиями малого сокращения C(p)-T(q), доказанных автором: о разрешимости проблемы корня, о разрешимости проблемы сопряжённого вхождения в циклическую подгруппу, о нормальных формах элементов бесконечного порядка и о характеристическом свойстве элементов конечного порядка. Результаты получены с помощью метода групповых диаграмм. В качестве очередной работы в данном направлении планируется решение проблемы степенной сопряжённости в рассматриваемом классе групп.

Для изучения арифметических свойств значений обобщенных гипергеометрических функций с иррациональными параметрами нельзя непосредственно применить известный в теории трансцендентных чисел метод Зигеля, т.к. упомянутые функции не принадлежат классу E-функций. Поэтому в такой ситуации обычно используют различные варианты эффективного построения линейных приближающих форм. В настоящей работе используется один из названных вариантов, позволяющий рассмотреть также и продифференцированные по параметру функции. Возможности используемого метода расширяются за счет специального выбора параметров рассматриваемых функций.

Рассматриваются задачи глобальной оптимизации, коррекции моделей и диагностирования гидромеханических систем. Предполагается, что критериальные функции являются непрерывными, липшицевыми, многоэкстремальными и не всюду дифференцируемыми. Предложены два новых гибридных алгоритмы, в которых сканирование пространства поиска проводится современным стохастическим кратным алгоритмом столкновения частиц, построенным на использовании аналогии с процессами абсорбции и рассеяния частиц при ядерных реакциях. При локальном поиске в первом алгоритме используется метод линеаризации со сглаживающими аппроксимациями критериев, а во втором – сходящийся вариант симплекс-метода Нелдера-Мида. Приведены результаты решения модельных задач вычислительной диагностики фазового состава теплоносителя в контуре реакторной установки.

Климова А. В., Крыжановский В. В., Левшин В. Л., Муратов К. В.

Рассматриваются предельные возможности линейной пространственной фильтрации при подавлении помех пространственно-неоднородного фона. Предполагается, что эффект линейной фильтрации зависит от параметров корреляционной функции фона и характеристик оптико-механического блока. Достижимая степень подавления помех, полученная в результате аналитической статистической оценки, сопоставляется с потребными на сложном фоне значениями. Произведена оценка степени подавления сигналов от кромок помеховых образований на модели типа «ступень» и на видеокадре с реальным сложным фоном. Полученные результаты говорят о том, что класс линейных фильтров не обеспечивает приемлемых показателей помехоподавления при наблюдении цели на сложных фоновых ансамблях.

Исследованию задач, связанных с колебаниями жидкости в ракетах-носителях посвящено много работ. Это связано с тем, что основную часть массы жидкостной ракеты составляет топливо, вынужденное движение которой существенно может влиять на управление ракеты. Ранее авторами были исследованы задачи о малых колебаниях жидкости в баках с заборным устройством, при перераспределении топлива в ракетно-космических объектах. Задачи появились из требования улучшить энергетические характеристики ракеты пакетной схемы путем заправки центральной ступени из баков боковых блоков. В данной статье представлены решения задач о собственных колебаниях жидкости в цилиндрических и конических ёмкостях, с граничными условиями на свободной поверхности и поверхности с сопротивлением – поверхности слива. Особое внимание уделено нахождению собственных значений и частот уравнений колебаний возмущенного движения жидкости с наличием диссипации на граничных поверхностях. Показано, что малые скорости опускания свободной поверхности и условия сопротивления на поверхности слива могут влиять как на колебательную, так и на апериодическую часть решения задачи о колебаниях жидкости.

Марахтанов М. К., Духопельников Д. В., Ивахненко С. Г.

Рассмотрено влияние распределения индукции магнитного поля на распределение параметров газового разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях в канале двигателя с анодным слоем. Предложена модель течения электронной компоненты поперек магнитного поля с использованием величины удельного магнитного потока. Получены соотношения, связывающие распределение потенциала плазмы в канале с распределением удельного магнитного потока, а также соотношения, позволяющие определить положение низковольтной границы анодного слоя. Приведен пример расчета распределения потенциала плазмы в канале двигателя с анодным слоем и определения положения низковольтной границы анодного слоя.

В статье рассматривается проблема компенсационного метода контроля крупногабаритных светосильных зеркал, связанная с проецированием криволинейной асферической поверхности на плоский приемник. Происходит нарушение масштаба изображения от его центра в радиальном направлении, что ведет к сжатию интерференционных колец на краю интерференционной картины. Расшифровка такой интерференционной картины становится затруднительной. Авторами предложено конструктивное решение ортоскопической системы интерферометра для контроля главных зеркал телескопов TNT и 2-m Wendelstein Fraunhofer Telescope, отображающей криволинейную поверхность на плоский приемник с постоянным масштабом.

В данной статье решаются практические проблемы вторичной цифровой обработки радиолокационной информации в автономной обзорной подсистеме. Раскрываются существенные аспекты и сложности, присущие такого рода системам. Приводится обзор существующих методов автозахвата траекторий как важного этапа вторичной обработки. Синтезируется алгоритм автозахвата траекторий целей, учитывающий низкую точность входных данных, оптимальный по критерию максимума правдоподобия. Осуществляется математическое моделирование, демонстрирующее удовлетворительную работу данного алгоритма в том числе при действии интенсивных шумов.

Макеев М. О., Иванов Ю. А., Мешков С. А., Шашурин В. Д.

Разработана методика исследования изменения вольт-амперных характеристик резонансно-туннельных диодов под действием деградационных процессов в его структуре. Исследование деградации структуры резонансно-туннельных диодов на основе наноразмерных AlAs/GaAs гетероструктур проводилось при температуре 300 °C. Выявлено, что в данных условиях изменение вольт-амперных характеристик резонансно-туннельных диодов вызвано преимущественно деградацией омических контактов. Определена аналитическая зависимость контактного сопротивления AuGeNi омических контактов резонансно-туннельных диодов от времени и температуры.

Исследовано термосиловое нагружение термоэлектрического модуля (ТМ) в процессе эксплуатации, выявлены наиболее уязвимые элементы. Проведен анализ температурных деформаций, возникающих в ветвях ТМ. Исследовано влияние различных видов деформации на напряженно-деформированное состояние ветвей ТМ. Разработана математическая модель расчета напряжений в ветвях ТМ. Приведены результаты расчета по данной модели. Проведено исследование влияния геометрических характеристик ветвей ТМ и технологического допуска на напряжения в ветвях.На основе результатов расчета сформулированы рекомендации по конструированию ТМ.

Кандидат технических наук, доцент Назаров Н. Г.

В статье рассмотрены вопросы создания математической модели движения абразивного зерна в процессе абразивно-экструзионной обработки (АЭО). Это позволит расширить возможности технологии. Суть АЭО заключается в продавливании (экструзии) абразивной пасты вдоль обрабатываемых поверхностей (в большинстве случаев сквозных отверстий) и съема материала абразивными частицами, содержащимися в пасте, состоящей из абразивных зерен и связующего вещества в виде вязко-упругой жидкости. Использование существующих моделей не может объяснить сущности процесса движения зерна и его воздействия на материал обрабатываемой поверхности. Автор обосновывает необходимость введения в основное уравнение модели упругих характеристикик связующей жидкости, а также показателя концентрации абразивных зерен.

Веселов Ю. Г., Конуркин В. А., Островский А. С., Тихонычев В. В.

В статье предложен и обоснован новый подход к прогнозированию условий выполнения аэрокосмической съемки с целью повышения ее результативности. Представленный подход основан на том, что информация об оптических характеристиках атмосферы, освещенности земной поверхности, спектральных коэффициентах отражения, а также экспонометрических параметрах съемки, исполненная в виде слоев геоинформационной системы, может быть использована для решения задач, связанных с планированием аэрокосмической съемки. Основной идеей работы является формирование высоко динамичного слоя непрерывных явлений геинформационной системы, большая динамика которого обусловлена высокой динамикой изменения метеорологических условий.

В статье приведен анализ типового процесса, касающегося практической реализации рабочего цикла выпуска электронных периодических изданий, в издательстве высшего учебного заведения. Определен основной набор компонент, составляющих организационную структуру издательства и влияющих на эффективность его функционирования. Рассмотрен процесс обслуживания заявок пользователей редакторами, рецензентами и библиографами. В результате проведенных исследований показано, что закон поступления заявок пользователей на публикацию их материалов в электронном периодическом издании является простейшим. Определены параметры простейшего потока заявок пользователей. Для описания типового процесса рабочего цикла выпуска электронных периодических изданий предложена формализованная схема, представленная в виде замкнутой сети массового обслуживания.

Рассматривается задача моделирования информационных рисков в автоматизированных системах. Показывается, что перспективным подходом является применение нечётких моделей, поскольку при их разработке требуются значительно меньшие объёмы информации о моделируемой системе. Выполняется анализ различных типов нечётких моделей, выделяются их особенности. Делается вывод о том, что для оценки информационных рисков в большей степени подходит модель Мамдани. Предлагается совмещение нечёткого и нейросетевого моделирования – создание нейро-нечётких сетей путём преобразования нечёткой модели Мамдани в самообучающуюся нейронную сеть, действующую на основе аппарата нечёткой логики и нечётких множеств. Приводится пример нейро-нечёткой сети для оценки информационных рисков.

профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., доцент, к.т.н. Трудоношин В. А.

Работа выполнена в контексте исследований по разработке методов построения онтологических баз знаний, ориентированных на поддержку принятия решений в корпоративных информационных системах. Рассматривается подход к поиску решений в базах знаний с использованием метаданных документа. Метаданные документов, а также поисковые запросы представляются в виде фреймов паттернов проектирования и паттернов запроса соответственно. Слоты этих паттернов соответствуют ролям концептов используемой онтологии. Указанные роли разбивают концепты онтологии, документа и запроса к базе знаний на кластеры. Определены семантические сети этих кластеров, так что поисковые образы документа и запроса представляются в виде совокупности семантических сетей, соответствующих слотам паттерна проектирования и паттерна запроса. Релевантность документа оцениваем совокупностью метрик, формализующих близость указанных семантических сетей. Работа содержит постановку задачи многокритериальной оценки релевантности документов корпоративной онтологической базы знаний, а также адаптивный метод решения этой задачи.

профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Савелов А. С.

Рассматриваем задачу многокритериальной оптимизации. Полагаем, что решением задачи является ее множество Парето. Перспективным методом решения задачи многокритериальной оптимизации является метод адаптивных взвешенных сумм (Adaptive Weighted Sum (AWS) method). Как и классический метод суммы взвешенных критериев (Weighted Sum method), основанный на аддитивной свертке частных критериев оптимальности, данный метод также использует такую свертку. Однако метод AWS предполагает адаптацию весовых коэффициентов в процессе итераций на основе информации о текущем положении подобласти поиска. Для сокращения затрат на вычисление значений критериальных функций метод AWS использует метамодели этих функций. Результаты наших исследований показали, что метод AWS обеспечивает высокое качество Парето-аппроксимации в случае выпуклого, хотя, быть может, и несвязного фронта Парето. Для задач, имеющих вогнутый фронт Парето, метод не всегда обеспечивает удовлетворительное качество решения или обеспечивает его, но при значительном числе итераций. В некоторых случаях метод дает недопустимые решения, обусловленные используемым способом учета ограничений на текущую подобласть поиска. Данная работа имеет целью преодоление указанных недостатков метода AWS. Даем постановку МКО-задачи и представляем базовые методы ее решения. Рассматриваем несколько предложенных нами модификаций метода AWS. Приводим краткое описание разработанного программного обеспечения, которое реализует метод AWS и его модификации. Представляем результаты исследования эффективности указанных модификаций метода AWS.

В данной статье представлен анализ существующих алгоритмов поиска ближайших соседей, описан оригинальный алгоритм поиска ближайших соседей, разработан параллельный алгоритм поиска ближайших соседей в радиусе, описана реализация алгоритма, с использованием параллельных вычислений, приведены эксперименты по оценке производительности программной реализации алгоритма. Предлагаемое решение представляет собой библиотеку, написанную на языке программирования C++. Область применения такой библиотеки – это системы, работающие в области геокоординат, моделирование движения жидкости и другие области, трерующие нахождение соседних объектов среди большого количества данных.

На основе геометрического подхода предлагается метод решения терминальной задачи для многомерных аффинных систем. Задача решается в предположении, что система может быть преобразована к регулярному квазиканоническому виду. Сформулировано необходимое и достаточное условие существования решения для преобразованной системы. Доказано достаточное условие разрешимости терминальной задачи для таких систем квазиканонического вида, у которых размерность нелинейной подсистемы не превышает размерность управления. Предъявлен алгоритм построения решения терминальной задачи для данного класса систем. Приведен числовой пример, иллюстрирующий работу алгоритма.

В настоящей работе для продольной динамики ракеты класса «воздух-воздух» представлено решение задачи отслеживания задаваемого системой наведения на цель программного изменения угла атаки. Синтез управления осуществлен при помощи метода обхода интегратора. Рассмотрена модель продольной динамики, учитывающая динамику управляющих органов ракеты, а также зависимость аэродинамических коэффициентов от модуля угла атаки. По результатам численного моделирования можно сделать вывод о работоспособности алгоритма управления, основанного на рассмотренной в работе упрощенной модели продольной динамики. Возможной областью применения полученных в работе результатов является решение задач управления техническими системами.

Димитриенко Ю. И., Дроголюб А. Н., Соколов А. П., Шпакова Ю. В.

Сформулирована постановка задачи оптимизации микроструктуры композиционного материала, представляющая собой задачу минимизации плотности композита при заданных ограничениях на компоненты эффективных тензоров упругости, теплопроводности, и эффективные пределы прочности композита. Предложен метод решения задачи оптимального проектирования композиционного материала, армированного микросферами, и предназначенного для создания тепловой защиты. Для расчета эффективных характеристик композитов – тензоров модулей упругости и теплопроводности, а также пределов прочности, используется метод асимптотического осреднения (метод гомогенизации), для решения локальных трехмерных задач теплопроводности и теории упругости на ячейках периодичности композита используется метод конечного элемента. Реализация метода конечного элемента осуществлена с помощью программного комплекса GCD, разработанного на кафедре ФН-11 МГТУ им.Н.Э. Баумана. Для решения задачи оптимизации использован метод типа Хука-Дживса. Проведена численная реализация разработанного метода оптимизации микроструктуры на примере композита основе стеклянных микросфер.

профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Воробьева Е. Ю.

Рассматриваем ко-эволюционный алгоритм глобальной оптимизации Co-PSO, основанный на алгоритме роя частиц. Представляем MatLab-комплекс программ, реализующих этот алгоритм. Комплекс предполагает параллельное (на логическом уровне) функционирование заданного числа алгоритмов PSO, которые используют различные топологии соседства частиц и/или различные значения своих свободных параметров. Представляем результаты широкого вычислительного эксперимента по исследованию эффективности алгоритма Co-PSO и реализующего его программного обеспечения. В эксперименте использованы тестовые функции Розенброка, Химмельблау и Растригина. Результаты исследования показывают превосходство алгоритма Co-PSO над каноническим алгоритмом PSO. С помощью алгоритма Co-PSO решена трехкритериальная задача оптимального управления космическим аппаратом на этапе его спуска в атмосфере Земли. Использованы методы аддитивной скалярной свертки и сведения задачи оптимального управления к задаче нелинейного программирования.

Димитриенко Ю. И., Сборщиков С. В., Беленовская Ю. В., Анискович В. А., Перевислов С. Н.

С помощью метода многомасштабной гомогенизации разработана 3-х уровневая модель керамических композиционных материалов на основе реакционно-связанного SiC . Численное моделирование осуществляется путем конечно-элементного решения серий локальных задач на ячейках периодичности трёх структурных уровней. Проведены расчеты полей тензоров концентрации напряжений в матрицах и наполнителях. Для расчета прочностных характеристик композитов применен новый критерий прочности матрицы и наполнителей при многоосном напряженном состоянии, учитывающий существенное (более, чем на порядок) различие свойств керамики при растяжении и сжатии. Предложена модель, учитывающая масштабный эффект прочности керамических композитов. Проведено численное исследование процессов последовательного микроразрушения керамических композитов вплоть до полного разрушения. Результаты расчетов показали, что при наличии полидисперсной структуры керамики изменение концентрации более крупных фракций играет менее существенную роль, чем содержание фракции мелких частиц.

Димитриенко Ю. И., Сборщиков С. В., Еголева Е. С., Матвеева А. А.

Разработана математическая многоуровневая модель для расчета термоупругих характеристик тканевых композиционных материалов на неорганическом алюмо-хромофосфатном связующем при высоких температурах, которая учитывает процессы физико-химических превращений, протекающих алюмо-хромофосфатном связующем и стеклянных волокнах при высоких температурах. Проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными, показано, что разработанная модель позволяет прогнозировать сложный нелинейных характер изменения упругих свойств неорганических композитов при нагреве до 1600 К. Разработанная модель может быть применена для прогнозирования изменения упругих характеристик композиционных материалов на неорганической матрице при сложных режимах нагрева.

профессор Зарубин В. С., профессор Кувыркин Г. Н., Савельева И. Ю.

Метод самосогласования использован для оценки компонент тензора теплопроводности однонаправленного волокнистого композита, обладающего свойством трансверсальной изотропии по отношению к оси, параллельной расположению волокон. В этом методе путем осреднения возмущенного распределения параметров в элементах структуры композита и приравнивания результатов осреднения нулю удается оценить эффективные значения этих параметров для композита в целом. Возмущенные температурное поле и распределение плотности теплового потока в волокнах и матрице композита найдено на основе разработанных математических моделей теплового взаимодействия этих элементов структуры с трансверсально изотропным однородным материалом, имеющим искомые коэффициенты теплопроводности. Для проверки достоверности итоговых расчетных зависимостей использованы двусторонние оценки, построенные на основе двойственных вариационных формулировок стационарной задачи теплопроводности в неоднородном твердом теле. Полученные расчетные зависимости могут быть применены для прогноза эффективных коэффициентов теплопроводности однонаправленных волокнистых композитов.

В статье рассмотрен разрывный метод Галеркина для решения уравнений магнитной гидродинамики на неструктурированных сетках для задач с осевой симметрии. Приведен алгоритм бездивергентной реконструкции магнитного поля для цилиндрической системы координат, позволяющий получать физически адекватные результаты расчетов с высоким порядком точности. Представлены и обсуждены результаты моделирования магниторотационной неустойчивости в аккрецирующей оболочке протозвезды. Результаты расчетов показывают, что развитие МРН неустойчивости приводит к образованию крупномасштабных структур и отводу уголового момента на периферию плазменного облака.

В работе рассматривается динамика идеальной несжимаемой жидкости, заполняющей цилиндрический сосуд, разделённый упругой мембраной с учетом сил поверхностного натяжения. Сформулированы граничные условия для учета сил поверхностного натяжения при угле смачивания в 90 градусов. Определены нормальные колебания. Методом Бубнова-Галёркина находится приближённое уравнение частот в осесимметричном (плоская задача) случае, Проанализирована зависимость собственной частоты рассматриваемых колебаний системы от числа Бонда, характеризующего интенсивность гравитационных сил. Определено критическое значение частоты собственных колебаний.

В настоящей работе рассматривается влияние на организм человека атмосферы рабочего помещения на предприятии атомной промышленности, где используется газообразный гексафторид урана. Коротко описана история исследований по этой тематике и указано место в этих исследованиях модели, использованной авторами для расчета депонирования фтора в организме. В настоящей работе на основе методов математического моделирования получена количественная связь между концентрацией молекул гексафторида урана в воздухе рабочего помещения и массой фтора, депонированного в организме человека. Приведена методика установления упомянутой связи. Расчеты проводились в рамках модели, описывающей загрязнение производственного помещения и проникновение токсичных веществ в организм. В настоящей работе приведены результаты для двух способов поступления — перкутанного (через кожу) и ингаляционного (через дыхательную систему) и для двух режимов загрязнения воздуха рабочего помещения гексафторидом урана — аварийного выброса и технологических выходов в условиях повседневной производственной деятельности. Проведено сравнение рассчитанных поступлений с экспериментально определяемыми поступлениями, приводящими к необратимым изменениям в организме человека. Сделаны выводы относительно возможной медицинской помощи пострадавшим.

Тарасов В. А., Королев А. Н., Баскаков В. Д., Колпаков В. И., Зарубина О. В.

Данная работа является продолжением исследований по важной проблеме гальванического производства - обеспечение рекуперации воды и ценных химических соединений на базе предложенной конструктивной схемы операционного модуля с противоточным движением отмывающей жидкости в системе распределенной промывки. Представлены результаты численных расчетов процесса первичной и повторной струйно-динамической промывки глухих отверстий, заполненных жидким загрязнением, короткими струями жидкости. Проведено обоснование методики для назначения поперечной подачи деталей относительно многофорсуночных головок, обеспечивающей эффективное удаление загрязнений.

Рассмотрены условия фрезерования концевыми фрезами заготовок из алюминиевых сплавов. Выполнен анализ параметров сечения срезаемого слоя, угла сдвига, контактных давлений на рабочих поверхностях лезвия зуба инструмента. Разработана методика для расчета мощности, крутящего момента, контактного давления со стороны лезвия инструмента на обработанную поверхность при фрезеровании концевыми фрезами. Методика предназначена для учета ограничений по силовым параметрам на процесс фрезерования при выборе режимных параметров. В экспериментальной части исследованы режущие свойства сборных и цельных твердосплавных концевых фрез при фрезеровании пазов, карманов, уступов в заготовках из алюминиевых сплавов.

В статье приводятся результаты количественной оценки параметров процессов, протекающих в материалах деталей, подверженных кавитационно-абразивному воздействию при эксплуатации в агрессивных жидких средах. Авторами предлагается алгоритм оценки напряженно-деформированного состояния материалов элементов технических систем при воздействии на них абразивных частиц и микрогидроструй, возникающих вследствие схлопывания кавитационных полостей. Для описания физической картины процесса выдвигается несколько гипотез, обоснованность которых подтверждается в ходе статьи. На основании предложенного алгоритма, с использованием программных средств выполнены оценочные расчеты существенных параметров, позволяющих судить о напряженно-деформированном состоянии ряда материалов. Результаты проведенных расчетов представлены в виде функциональных зависимостей.

Камруков А. С., Денисов Е., Козлов Н. П., Лушников Е. А.

Разработка новых прогрессивных технологий повышения коррозионной стойкости конструкционных материалов является актуальной научной и технической задачей, эффективное решение которой возможно с помощью развития различных плазменных методов. В работе обсуждается возможность получения антикоррозионного эффекта за счет модификации физико-химических свойств поверхности конструкционных материалов при их обработке высокоэнтальпийными импульсными плазменными потоками. Сообщается о разработке импульсного технологического плазмотрона на основе сильноточного разряда магнитоплазменного компрессора в атмосферном воздухе и приводятся результаты экспериментального исследования энерго-мощностных, термодинамических и временных характеристик воздействия импульсных плазменных потоков на конструкционные материалы: температура плазменного потока – 13000…15000 К; давление плазмы – 70…390 атмосфер, плотность радиационных потоков до 300 кВт/см²; плотность энергии плазменного воздействия 10...40 Дж/см²; характерное время воздействия – 65…125 мкс.Выполнены эксперименты по облучению импульсными плазменными потоками образцов из стали марки Ст3 и проведена оценка коррозионных свойств плазменно-модифицированных поверхностей. Методом ускоренных испытаний показано, что такая обработка приводит к существенному повышению коррозионной стойкости поверхностей конструкционных углеродистых сталей.

Статья посвящена обсуждению вопроса о формализации процедуры выбора средств технического оснащения при проектировании технологических процессов. Выполнен общий анализ проблемы, иллюстрируемый практической апробацией возможного подхода к её решению. В качестве тестовой задачи рассмотрена процедура выбора металлорежущего станка. Задача решалась по общепринятой двухэтапной схеме: отбор потенциально приемлемых вариантов станка; выбор наиболее предпочтительной модели станка. В качестве инструментов, формализующих решение данной задачи, применена методологии сравнительного анализа числовых и вербальных векторов, а также, методология многокритериального оптимизационного выбора. Получены результаты, подтверждающие возможность практического решения рассматриваемой проблемы на базе применения механизмов количественного анализа и процедур, описываемых формальными алгоритмами.

Локтионов Е. Ю., Пасечников Н. А., Протасов Ю. С., Протасов Ю. Ю.

Экспериментально определены пороги оптического, электрического и комбинированного электрооптического пробоя для чистых инертных газов, их бинарных и тройных смесей с различным соотношением компонентов. Исследована возможность взаимного снижения порогов пробоя при одновременном оптическом и электрическом воздействии на газ, а также возможность снижения порогов комбинированного пробоя основного газа при добавлении присадок другого газа. Показано, что снижение порога оптического пробоя в присутствии электрического поля особенно ярко проявляется при пониженных давлениях. Впервые обнаружено взаимное подавление влияния (негативная интерференция) присадок на изменение порогов пробоя (оптического, электрооптического) для тройных смесей.

Изложено решение задачи выбора параметров электрогидравлического усилителя, обеспечивающих его быстродействие при минимальной гидравлической мощности, необходимой для управления приводом. Для осуществления такой оптимизации выбраны варьируемые параметры и предложены целевые функции для оценки проектных вариантов. Рассмотрен пример оптимизации гидроусилителя по двум критериям: минимум непроизводительной утечки и максимальное быстродействие. Для определения аппроксимации фронта Парето в двухмерном множестве критериев использована многокритериальная модификация генетического алгоритма. Описанное в статье решение основано на обобщении известных из литературных источников методов расчета электрогидравлических следящих приводов и содержит новые предложения по структуре алгоритма оптимизации в приложении к гидравлическим устройствам автоматики.

В работе представлены теоретические зависимости, позволяющие рассчитать основные параметры пневматического привода многоступенчатой механической синхронизированной коробки передач в зависимости от параметров двигателя, коробки передач и условий сопротивления движению при протекании процесса синхронизации при переменном давлении с различным истечением воздуха в пневматический цилиндр: критическим, подкритический и при постоянном давлении. Произведено сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований на стенде, показывающее, что расчетные значения времени синхронизации по отдельным этапам и по всему циклу включения передачи отличаются от экспериментальных не более 10-25%.

В статье рассматривается вопрос оптимального управления движения гусеничной машины с учетом водителя как звена обратной связи динамической системы. Для построения алгоритма управления используется математическая модель движения гусеничной машины с учетом неголономных связей гусениц с грунтом. Внешнее управляющее воздействие формализовано в виде целевой функции. Параметры состояния объекта определяются с помощью измерительной системы, которая также подвержена действию случайных возмущений. Для синтеза оптимального управления гусеничной машиной использован принцип максимума П.С. Понтрягина. При оптимизации объекта требуется найти вектор управляющего воздействия с учетом указанных ограничений из условия минимума функционалов, выражающих заданные критерии. Рассмотрена задача синтеза оптимального по быстродействию управления. Отмечено, что система является оптимальной по быстродействию, если обеспечивается минимальное время переходного процесса с учетом ограничений, наложенных на координаты управления и выхода. Для уменьшения времени протекания переходного процесса использован принцип форсирования динамических процессов на отдельных интервалах времени посредством увеличения сигнала управления в пределах заданного диапазона.

В связи с интенсивным развитием клеточной трансплантологии появилась необходимость разработки математических моделей, позволяющих исследовать процессы образования популяции клеток с хромосомными аномалиями из популяции нормальных клеток, а также совместного развития этих популяций при культивировании in vitro стволовых клеток человека. В данной работе предложена непрерывная динамическая модель развития изолированной популяционной системы, состоящей из популяции нормальных клеток и популяции клеток с хромосомными аномалиями. Существенной особенностью разработанной модели является использование при ее построении биологических характеристик процессов, протекающих в клеточной популяционной системе. В качестве исходных параметров модели выступают доли клеток, разделившихся за заданное время, "погибших", а также перешедших в популяцию аномальных клеток из популяции нормальных. Такой подход позволяет более детально анализировать влияние различных "первичных" параметров на динамику развития популяционной системы. Проведен параметрический анализ модели, а также описаны основные сценарии ее развития. Предложенная модель позволяет качественно правильно моделировать известные из экспериментальной практики сценарии развития популяционной системы.

Онуфриева Е. В., Онуфриев В. В., Синявский В. В., Ивашкин А. Б.

В работе рассмотрены вопросы, связанные с работой модельной электрической цепи, включающей источник, вентиль и нагрузку. Проведено исследование амплитудно-частотных, фазо-частотных характеристик, фазовых кривых и формы тока нагрузки в зависимости от параметров термоэмиссионных вентилей, а также устойчивости работы цепи: ТРП – СПТ - нагрузка. Моделирование работы цепи проводилось с использованием программы « MATLAB - SIMULINK », что позволило получить точные решения. В результате исследования получены результаты по АЧХ, ФЧХ нелинейной цепи с плазменным СПТ и ТРП. Получены результаты динамики работы цепи при питании различной формой тока (синусоидальной и меандр). Показаны области возможных неустойчивых режимов работы энергодвигательной установки, связанные с реактивными сопротивлениями термоэмиссионного реактора-преобразователя и системы преобразования тока.

Духопельников Д. В., Ивахненко С. Г., Курилович Д. А.

Рассмотрена возможность использования холловского электроракетного двигателя, работающего на забортном воздухе, для удержания космического аппарата на низкой опорной орбите. Получена зависимость тяги двигателя и воздушного сопротивления аппарата от высоты орбиты. Показано, что существует критическое значение ускоряющего напряжения, обеспечивающего равенство силы тяги и силы воздушного сопротивления. Получена зависимость критического напряжения от скорости движения аппарата, тягового КПД двигателя и соотношения между площадью воздухозаборника и площадью аппарата. Предложены основные способы повышения тягового КПД для холловского двигателя, работающего на забортном воздухе.

Рассмотрены различные варианты возникновения нештатных ситуаций с участием космической тросовой системы небольшой длины при неуправляемом развёртывании. Как правило, их причиной является скачкообразное изменение силы натяжения троса. Это приводит, в зависимости от силы рывка, или к отскоку концевых тел и возвратному их движению с опасностью взаимного столкновения, или к разрыву тросовой системы с последующим независимым движением концевых тел. Кроме того, причинами нештатных ситуаций могут быть столкновения троса с микрометеоритами или объектами космического мусора, что с большой вероятностью приведёт к внезапному обрыву. На примерах проанализировано развитие описанных ситуаций и показано отсутствие столкновения в случаях опасного сближения концевых тел. В потенциально опасных ситуациях предложено внести конструктивные меры для повышения безопасности неуправляемого развёртывания связки. Используются аналитические и численные методы решения задачи движения после разделения. Используется аналитическое решение задачи одновременного движения двух тел на орбите для получения информации о расстоянии между ними в процессе движения. Численное решение использует модель тросовой системы в виде цепочки весомых материальных точек, соединённых вязкоупругими связями. В модели присутствуют концевые твёрдые тела, моделируется наличие концевых демпферов трения, учитываются влияние не сферичности Земли и сопротивление атмосферы. При помощи численного решения найдено множество траекторий и показаны случаи опасного сближения концевых тел. Для таких случаев предлагается использовать участки троса с регулируемой силой разрыва. Представлены формы и траектории движения образующихся тросовых систем. Методики, использованные в данной статье применимы при планировании и обосновании безопасности полётов космических аппаратов с неуправляемым развёртыванием космических тросовых систем.

Актуальность работы связана с проблемой, обусловленной все более возрастающим использованием криогенных жидкостей в ракетной космической технике. Дальнейшее освоение космического пространства невозможно без создания орбитальных криогенных заправочных станций. Отличительной особенностью всех криогенных жидкостей является неоднородное распределение плотности и температуры, наблюдаемые во всех режимах хранения и эксплуатации. Подходящей моделью для исследования движений подобной механической системы является неоднородная несжимаемая жидкость. В работе, приведенной ниже, обсуждены вопросы взаимодействия неоднородной идеальной несжимаемой жидкости и полости подвижного твердого тела. Рассмотрены случаи, в которых движение твердого тела вызвано действием мгновенных сил или случаи внезапного движения тела. Введено понятие квазипотенциала скоростей жидкости и приведено решение задачи о движении твердого тела с цилиндрической емкостью частично или полностью наполненной криогенной жидкостью.

В статье показана возможность использования математического аппарата описания полей постоянного тока для моделирования картины распределения вектора напряженности электромагнитного поля в расчете квазистатических полей вихретоковых преобразователей, созданных переменным током. Доказана идентичность картины поля и показано практическое отсутствие влияния частоты переменного тока, питающего вихретоковый преобразователь, на картину распределения вектора напряженности электромагнитного поля в пространстве для накладных параметрических преобразователей произвольной формы в свободном пространстве. Дано теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение для разных частот.

Константинов П. С., Алехнович В. И., Кулакова Н. Н., Подгузов Г. В.

В данной статье рассмотрены натурные испытания прототипа ИК-Фурье-спектрорадиометра для дистанционного зондирования атмосферы. Приведена методика испытаний, позволяющая определить работоспособность прибора и его метрологические характеристики. Кроме того, в статье приведены результаты испытаний спектрорадиометра с использованием в качестве тест-объектов, как пленок, изготовленных из различных полимерных соединений (лавсан, тефлон, полиэтилен, полистирол), известной толщины, так и паров аммиака (NH₃) и гексафотрида серы (SF₆) в газовой фазе. Спектры тест-объектов были зарегистрированы на фоне различных фоновых объектов – ясное небо, облачное небо, модель абсолютно черного тела с известной температурой.

В статье показана возможность применения оптических методов, в частности метода инфракрасной диафаноскопии, в целях обнаружения областей воспаления в тканях ротовой полости на стадии первичного повреждения. Авторами рассмотрены основные экзогенные и эндогенные факторы воспалительных заболеваний тканей ротовой полости, механизм возникновения и развития воспалительных заболеваний тканей ротовой полости, показан характер изменения оптико-физических свойств тканей ротовой полости на различных стадиях воспаления, а также взаимосвязь оптико-физических свойств тканей пародонта с изменением концентраций веществ-хромофоров по мере развития воспалительного процесса.

В статье рассмотрен алгоритм определения местоположения наземных объектов в рамках системы пассивной пеленгации космического базирования в условиях низкой входной точности. Использование пассивного пеленгатора позволяет определять местоположение наземных объектов, в частности, активных радиолокационных станций, по их излучению в условиях сниженного энергопотребления на борту космического аппарата (КА). При этом, однако, разрешение данных по пеленгу на выходе тракта первичной обработки весьма низко. Также существенную роль играет ограниченность вычислительных ресурсов, характерная для бортовых систем. Эти факторы затрудняют синтез эффективного алгоритма определения местоположения, осуществляющего вторичную обработку радиолокационной информации. Приводятся основные теоретические положения, используемые в рамках алгоритма, а также практические особенности его реализации в рамках бортового вычислительного комплекса. В частности, это касается точности пеленгации, достижимой в алгоритме, а также работы с зоной наблюдения больших размеров, представляющей определенную сложность в рамках ограниченных вычислительных ресурсов.

Самородов А. В., Артюхова О. А., Добролюбова Д. А., Клименко Н. С., Амелькина Е. Ю., Войнова Н. А., Славнова Е. Н.

В статье представлены результаты создания автоматизированного комплекса определения гормонального статуса рака молочной железы методом иммуноцитохимии, обеспечивающего автоматическое сканирование препарата и регистрацию изображений с помощью автоматизированного управляемого с персонального компьютера микроскопа, автоматический анализ зарегистрированных изображений с определением баллов, соответствующих балльной шкале Оллреда, возможность визуальной верификации и, при необходимости, коррекции результатов анализа. Результаты экспериментальных исследований комплекса продемонстрировали высокую повторяемость результатов автоматического исследования и совпадение автоматически формируемых заключений о гормональном статусе рака молочной железы с заключениями цитолога, получаемыми в ходе визуального микроскопического анализа.

Храповицкая Ю. В., Маслова Н. Е., Занавескин М. Л.

В настоящее время многие научные коллективы в области микроэлектроники ведут разработки технологии создания мемристора, а также возможности его интеграции в существующую КМОП-технологию. В результате исследований были установлены основные классы материалов с эффектом памяти такие как: оксиды металлов, твердые электролиты, халькогениды, полимеры и пр. Все эти классы материалов обладают свойством переключения сопротивления, но механизмы, за счет которых это переключение достигается, различаются. В литературе представлены элементы разной степени исследования, однако для ряда материалов удалось добиться стабильного мемристивного эффекта, получить на их основе устойчивый к переключению элемент и разработать для него модель функционирования. В данной статье представлен обзор таких структур с эффектом памяти на основе неорганических материалов, проведен анализ их характеристик и возможных вариантов их применения.

В работе рассматривается реализация нейросетевого алгоритма распознавания лиц на графических процессорах, разработанная с использованием OpenCL. Алгоритм основан на классическом многослойном перцептроне, обучение которого производится с помощью алгоритма обратного распространения ошибки. По результатам проведенных эмпирических исследований, производительность такой реализации в 7 раз превышает производительность реализации для обычного процессора. При этом частота ошибок распознавания составляет приблизительно один процент.

Статья посвящена проблеме эффективного построения цифровой модели рельефа местности (ЦМР) на основе большого количества аэрофотоснимков. Описаны основные этапы построения ЦМР. Особое внимание уделяется повышению эффективности поиска «ближайших» (по содержанию) изображений в базе данных: предложено использовать схему поиска на основе обратного индексирования характерных признаков изображений и организации базы данных в виде дерева «визуальных слов». Показано построение словарного дерева с помощью иерархической кластеризации пространства признаков, полученных на основе SIFT-дескрипторов, а также учет весовых коэффициентов «визуальных слов», рассчитанных по принципу TF-IDF (Term Frequency – Inverse Document Frequency).

В статье обосновывается необходимость разработки специализированного языка программирования, позволяющего описывать решение задач структурного анализа и синтеза в терминах используемых математических моделей. По сравнению с имеющимися языками и библиотеками подпрограмм язык позволит не только существенно сократить время разработки программ, но и обеспечит возможность создания более эффективных с точки зрения вычислительной сложности алгоритмов и времени выполнения реализующих их программ. По результатам анализа алгоритмов и представлений графовых моделей, отображающих предметную область, выявлено множество необходимых абстракций языка и операций над ними. В качестве основных предлагаются абстракции «множество», «мультимножество», «кортеж», «вектор» и «матрица». Операции над указанными абстракциями подразделены на математические и связанные с особенностями реализации описаний алгоритмов. Для каждой абстракции определен набор элементарных операций указанных видов.

Рассматривается задача построения пространственных траекторий для беспилотного летательного аппарата (БПЛА) и синтеза реализующих их программных управлений. Приведена нелинейная математическая модель движения БПЛА как материальной точки. Кинематическая траектория строится на основе полиномов по времени, а реализующее ее программное управление – на основе концепции обратных задач динамики. Целью работы является нахождение такого времени маневра БПЛА, при котором построенные кинематическая траектория и программное управление удовлетворяли бы наложенным на переменные состояния и управления ограничениям. При этом найденное время маневра должно быть минимально возможным. Для решения поставленной задачи используются методы численной оптимизации. Приводятся результаты численного моделирования.

Губайдуллин И. М., профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Нурисламова Л. Ф., Савелов А. С.

Работа выполнена в контексте исследований и разработок оригинальных двухкомпонентных нейтральных каталитических систем, состоящих из соединений металла переменной валентности (титана или циркония) и алюминийорганических соединений. Рассматриваем задачу идентификации кинетических параметров реакции гидроалюминирования олефинов алкилаланами, которая относится к классу обратных задач химической кинетики. Как правило, задача идентификации ставится как однокритериальная задача оптимизации невязки расчетных и экспериментальных данных. Недостаток такой постановки заключается в том, что в процессе идентификации игнорируется важная априорная информация об особенностях кинетики исследуемой химической реакции. Особенность и новизна данной работы заключаются в постановке задачи идентификации как двухкритериальной, позволяющей учесть, как экспериментальные данные о кинетике исследуемой химической реакции, так и априорную информацию об этой реакции. Под решением указанной двухкритериальной задачи понимаем множество Парето этой задачи. Для построения аппроксимации множества Парето используем модифицированный метод адаптивных взвешенных сумм (Adaptive Weighted Sum). Одной из целей работы является апробация модифицированного метода AWS в процессе решения практических двухкритериальных обратных задах химической кинетики. Приводим постановку двухкритериальных задач идентификации кинетики химических реакций гидроалюминирования олефинов алкилаланами HAlBui2 и ClAlBui2. Представляем использованное алгоритмическое и программное обеспечение. Приводим результаты вычислительных экспериментов и их обсуждение.

Федорук В. Г., Мартынов В. А., доцент, к.т.н. Трудоношин В. А., Федорук Е. В.

В статье рассмотрена методика решения обратной задачи динамики с помощью систем моделирования сложных технических объектов. Даны математические основы ее решения. Задача решается в два этапа. На первом этапе осуществляется численное моделирование механической системы при заданном внешнем воздействии в виде зависимости координат положения некоторых элементов системы от времени. При этом фиксируются взаимные перемещения точек приложения исполнительных механизмов. На втором этапе ранее приложенные воздействия снимаются. Выполняется моделирование системы под воздействием определенных на первом этапе перемещений в исполнительных механизмах, при этом замеряются создаваемые ими усилия. Приводится пример решения обратной задачи для трипода.

Димитриенко Ю. И., Беленовская Ю. В., Анискович В. А.

Предложена математическая модель деформирования гибких броневых материалов на основе арамидных тканей при высокоскоростных воздействиях. Модель учитывает особенности деформационных характеристик данного класса композитных материалов: способность деформироваться без разрушения при конечных значениях деформаций, существенное различие диаграмм деформирования при растяжении и сжатии, зависимость этих диаграмм от скорости нагружения, наличие псевдопластических свойств материалов, обусловленных вытягиванием нитей из ткани и/или пластическим характером деформирования, анизотропию нелинейно-упругих и вязко-пластических свойств и другие эффекты. Сформулирована постановка задачи динамического деформирования гибких броневых материалов, для ее решения применен метод ленточных адаптивных сеток. Приведен пример численного решения двумерной задачи о высокоскоростном воздействии ударника по гибкому броневому материалу, проанализированы некоторые специфические эффекты деформирования материалов данного класса.

Для описания инерционно-массовых свойств конечного элемента может быть применено несколько способов, приводящих к различным матрицам массы. В частности может быть использован метод сосредоточенных масс, различные функции формы, как совпадающие (согласованные), так и несовпадающие с функциями формы для получения матрицы жесткости. Возможны и другие подходы. Целью исследования являлся анализ некоторых нетривиальных подходов к получению матрицы массы, в частности, нестандартных функций формы, форм колебаний стержневого элемента, метода суммирования разных матриц массы с весовыми коэффициентами. В статье сравниваются пять различных матриц массы на примере стержневого конечного элемента и определяются погрешности, которые они дают при определении собственных частот колебаний закрепленного на обоих концах стержня. Для всех матриц массы система конечно-элементных уравнений задачи решена аналитически в тригонометрических рядах, определенных в узловых точках. Показано, что несогласованные матрицы при вычислении собственной частоты могут давать более высокую точность, по сравнению с диагональной и согласованной.

Микушкин А. Ю., Головастов С. В., Бочарников В. М.

Экспериментально определено влияние примесей метана на диффузионное самовоспламенение водорода при импульсном истечении из камеры высокого давления в канал с воздухом. Импульсное истечение осуществлялось из сосуда высокого давления вследствие разрыва диафрагмы. Водород смешивался на контактной границе с воздухом. При этом необходимая температура воспламенения водорода достигались за счет нагрева воздуха создаваемой ударной волной, возникающей вследствие нестационарного истечения водорода из камеры высокого давления. Показано, что увеличение доли метана приводило к увеличению задержки воспламенения. Было сделано предположение, что помимо теплового механизма ингибирования горения, имеет место и кинетический механизм. Результаты могут быть использованы для предотвращения воспламенения водорода при хранении и эксплуатации в системах высокого давления.

Дан обзор методов контроля качества выпуклых асферических зеркал большого диаметра, основанных на принципиально новой схеме освещения контролируемого зеркала пучком параллельных лучей, идущих перпендикулярно оси симметрии зеркала. Благодаря такому освещению для реализации рассмотренных методов не требуется применение вспомогательных крупногабаритных оптических элементов, поэтому методы являются перспективными для контроля формы зеркал диаметром более метра. На базе рассмотренной схемы освещения разработан новый метод контроля качества выпуклых зеркал с экстремально высокой апертурой – с углом наклона крайней нормали 45 ° и более.

Зимин А. М., Шарапов В. М., Кривицкий С. Е., Куликаускас В. С.

Работа посвящена исследованию особенностей формирования тонких вольфрамовых плёнок, образующихся в результате распыления вольфрамовой мишени дейтериевой плазмой магнетронного разряда. Показано, что содержание дейтерия в плёнке сравнимо с концентрацией осаждённых атомов вольфрама. Захваченный дейтерий находится в порах, формируемых в процессе роста поверхностного слоя. Расстояние между распыляемой мишенью и подложкой, на которой формируется плёнка, является важным параметром, определяющим характеристики плёнок. При увеличении этого расстояния уменьшается количество соосаждённого дейтерия, что приводит к уменьшению пористости и увеличению плотности плёнок.

В данной работе проведён обзор литературных и оригинальных методов решения задач по обеспечению безопасности труда в рабочих помещениях на предприятиях ядерной энергетики, использующих гексафторид урана. Описаны теоретические модели загрязнения атмосферы рабочего помещения газообразным гексафторидом урана и продуктами его гидролиза, оседания этих продуктов на производственные поверхности, перкутанного и ингаляционного проникновения их в организм человека. Описаны возможности указанных моделей и приведены некоторые результаты расчётов. Статья предназначена для публикации в журнале «Наука и образование: электронное научно-техническое издание».

Представлены печатные и электронные учебные пособия, используемые для обучения студентов с ограниченными возможностями здоровья по слуху в лаборатории механической обработки резанием, объединяющие между собой материалы для изучения теоретических вопросов, материалы, формирующие навыки практического использования приобретенных знаний, и разнообразные формы самоконтроля и тестирования. Показан общий подход к разработке учебных изданий и их методические особенности. В качестве примера приведен фрагмент из электронного учебного пособия, предназначенного для внеаудиторной самостоятельной работы обучающихся с ограниченными возможностями по слуху и помогающего освоить пропущенный учебный материал в условиях отсутствия преподавателя.

Тематические рубрики:

Вне рубрик