НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

В современных рыночных отношениях, одной из самых значимых составляющих конкурентоспособности продукции является ее качество. Для контроля качества разработаны различные методы и инструменты. Это, прежде всего проверки, контрольные карты, диаграммы Парето, анализ временных рядов, корреляционно-регрессионный анализ и т.д. Однако все они, во-первых, носят частный характер, во-вторых, не позволяют применять один и тот же подход к оценке качества различной продукции и особенно к наукоемкой продукции. В статье  на основе теории нейронных сетей предложена методика оценка качества образца авиационной техники на стадии опытно-конструкторских работ, что позволит устранить недостатки указанных выше методов.

                 Процесс кристаллизации металла ванны после непрерывной сварки характеризуется рядом физико-химических закономерностей, которые носят  общий характер вне зависимости от режима воздействия источника нагрева. Существование колебательного механизма затвердевания металла сварной ванны в виде формирования периодически повторяющихся изотерм кристаллизации, характерно для разных металлов и сплавов. Установлено, что при воздействии тепла от внешнего периодически действующего  источника с частотой соответствующей собственной частоте кристаллизации металла шва создаются условия резонанса, которые способствуют измельчению литой структуры шва и зоны термического влияния.                 Мелкозернистая структура сварного соединения, полученная за счёт эффективного управления колебательным механизмом перемещения фронта кристаллизации, позволяет существенно повысить сопротивляемость образованию горячих трещин и, вероятно, холодных трещин за счёт изменения условий структурных превращений, недостижимых при обычной сварке.

Статья посвящена вопросам моделирования движения активных сочленённых транспортно-технологических машин. Рассмотрен объектно-ориентированный подход к моделированию сочленённых транспортно-технологических машин. Предложена универсальная модель для исследования влияния распределения силовых потоков между движителями транспортной машины, позволяющая в широком диапазоне изменять факторы, влияющие на эффективность транспортной операции. Распределение потоков предлагается регулировать посредством изменения параметров распределяющих силовые потоки элементов (раздаточные коробки, дифференциалы). Приведены результаты исследований движения сочленённой транспортной машины по пересечённой местности

Существование колебательного механизма затвердевания металла сварной ванны в виде формирования периодически повторяющихся изотерм кристаллизации, характерно для разных металлов и сплавов.                 Вне зависимости от режима воздействия источника нагрева ряд физико-химических закономерностей, связанных с наследственностью свойств металла в жидком состоянии, тесно связаны с переходом не только на микроуровень, но и на макромасштабные размеры элементов структуры сварного шва при его формировании. Периодичность процесса кристаллизации металла связана с колебаниями скорости кристаллизации межфазной границы при её передвижении с ускорениями и последующими замедлениями и даже остановкой.Установлено, что при воздействии тепла от внешнего периодически действующего  источника с частотой соответствующей собственной частоте кристаллизации металла шва создаются условия резонанса, которые способствуют измельчению литой структуры сварного соединения.                 Мелкозернистая структура сварного соединения, полученная за счёт эффективного управления колебательным механизмом перемещения фронта кристаллизации, позволяет существенно повысить сопротивляемость образованию горячих трещин за счёт периодических изменений температуры в зародышевой зоне, переохлаждения жидкого металла и последующих изменений темпа внутренних усадочных деформаций в температурном интервале хрупкости.

Статья посвящена вопросам моделирования сложных динамических систем. Сочленённая транспортная система, её внутренние и внешние связи представлены в виде трехдольного графа. Применяется метод объектно-ориентированного программирования на языке высокого уровня Python. При моделировании используется двухшаговый метод численного интегрирования. Такой подход к моделированию позволяет уменьшить размерность уравнений решаемой задачи, увеличить скорость вычислений и облегчить составление структуры модели. Приведены фрагменты программы, используемой для численного решения системы уравнений движения сочленённой транспортной машины.

Статья посвящена структурному синтезу технических объектов. В ней обсуждается подход, основанный на представлении множества аналогов и прототипов в виде ориентированного гиперграфа. Предлагается постановка задачи структурного синтеза в форме дискретного математического программирования. Приводится система ограничений, описывающая запреты на сочетания и условия принуждения.

Статья посвящена исследовательским испытаниям автопоезда с активным прицепом, как частного случая активной сочленённой транспортной системы. Описаны объект исследования, система измерения и контроля, план эксперимента. Испытания показали высокую эффективность применения активных сочленённых транспортных систем. Приведены результаты исследовательских испытаний, показывающие зависимость силы тяги на крюке от кинематического рассогласования в приводе второй секции машины. Даны рекомендации по введению в привод второй секции системы кинематического рассогласования, обеспечивающего максимальное значение силы тяги на крюке машины на различных типах грунтовой поверхности.

Показано, что поиск путей повышения проходимости гусеничных машин по снегу необходимо проводить на основе всестороннего анализа влияния конструктивных параметров движителя как на количественные показатели силы сопротивления движению, погружения машины, силы тяги, так и на сам характер взаимодействия движителя со снежным покровом. Расчетно-теоретические исследования, экспериментально-конструкторские работы показали, что проходимость гусеничных машин на снегу может быть повышена за счет количественного изменения геометрических параметров ходовой части (ширины гусеницы, базы, дорожного просвета) и качественного изменения характера взаимодействия движителя со снежным покровом (выравнивание эпюры давления и увеличение активной длины опорной поверхности гусеничного движителя). Приведены графики зависимостей сопротивления движению, силы тяги и запаса силы тяги от ширины гусеницы, дорожного просвета и давления движителя на снег.

В работе рассматривается многосекционный манипулятор типа “хобот”, построенный на основе гексаподных механизмов параллельной кинематики. Целью работы является разработка математической модели и исследование динамики этого манипулятора. Средствами программного комплекса MatLab/Simulink разработаны динамические модели одноступенчатого и трехступенчатого манипуляторов. Выполнено исследование переходных процессов и максимальных нагрузок в их приводах при различных массах схвата и параметрах системы автоматического управления.

В статье рассматривается цикл работ по обоснованию работоспособности эластичных уширителей гусениц, включающих следующие основные этапы: разработка математической модели и алгоритма расчета прогибов уширителей; исследование деформированного состояния с целью выбора геометрических и силовых параметров; разработка конструкции уширителей; проведение стендовых и дорожных испытаний. Составлена расчетная модель, имитирующая прохождение уширителем единичного препятствия и погружение уширителя в снег. Приведено решение задачи об определении деформированного состояния резинового уширителя гусеницы в геометрически и физически нелинейной постановке. Представлены результаты расчетных исследований по выбору рациональной жесткости эластичных уширителей гусениц.

Статья посвящена разработке новых генераторов псевдослучайных последовательностей с равномерным распределением, основанных на использовании клеточных автоматов. Преимуществами таких генераторов являются хорошие статистические качества выходных последовательностей и высокое быстродействие аппаратной реализации. Мы обосновываем выбор структуры и параметров таких генераторов, описываем особенности использования классических и неоднородных клеточных автоматов, а также проводим сравнение характеристик аппаратной реализации разработанных генераторов с поточными шифрами, представленными на конкурс eSTREAM.

Рассматриваются онтологические базы знаний, ориентированные на поддержку принятия решений в корпоративных информационных системах.Предполагается, что поиск решений в базах знаний производится с использованием метаданных документа. Метаданные формируются на основе семантической сети соответствующей онтологии. Релевантность документа оценивается близостью в некоторой метрике семантической сети документа и семантической сети запроса

В работе рассматривается исполнительный уровень управления роботом-манипулятором типа «хобот», точнее говоря, рассматривается управление триподом, как секцией этого манипулятора. Работа включает в себя классическую непараметрическую идентификацию трипода. Выполнена также нейросетевая идентификация трипода на основе NNARX-модели, полученной средствами модуля NеuralNеtwоrkTооlbоx программного комплекса Matlab. Рассмотрены классические и нейросетевые неадаптивные системы управления триподом. В качестве классической САУ используется двухконтурная система на основе ПИД-регуляторов, в качестве нейросетевой САУ – одноконтурная система на основе инверсной модели объекта управления. кроме того, в работе рассмотрены адаптивные САУ, построенные также на основе классических и нейросетевых систем управления.        Во всех случаях нейросетевые компоненты систем автоматического управления реализованы с использованием модуля NеuralNеtwоrkTооlbоx.             Эффективность рассматриваемых моделей идентификации и систем автоматического управления исследуется с помощью модуля MatLab/Simulink.

В работе исследуется зависимость лавинного эффекта в классических и неоднородных клеточных автоматах с равновесными функциями переходов от выбора окрестности ячеек. Для описания лавинного эффекта вводятся две числовые характеристики -- интегральная и пространственная, отражающие его различные аспекты, а также формулируется понятие оптимального лавинного эффекта. Мы показываем, что неоднородные клеточные автоматы обладают лучшими характеристиками при той же мощности окрестности. Полученные результаты могут быть использованы при разработке таких алгоритмов, как блочные шифры, хеш-функции и генераторы псевдослучайных последовательностей.

Статья посвящена вопросам моделирования машин двойного назначения. Анализ системы подрессоривания и её влияние на огневую мощь позволил сформулировать основные требования к математической модели. Динамические процессы в реальном объекте заменены упрощенной моделью, в которой сохранены только существенные для данного исследования свойства объекта, а все другие свойства не принимаются во внимание или заменяются более простыми связями. Предложен универсальный элемент, с помощью которого можно получить любую структурную схему колёсной или гусеничной машины. В данном случае рассматривается  двухмассовая модель с двумя упругими элементами и четырьмя степенями свободы. Построена модель и проведено численное решение системы уравнений, позволяющее оценить отклик сочленённой машины двойного назначения на импульсное воздействие со стороны метательной установки.

За последние два десятилетия возник широкий спектр методов лучевой диагностики, позволяющих получать детальную информацию о структуре, свойствах и особенностях функционирования различных органов человеческого тела путем качественного анализа биомедицинских изображений. До недавнего времени анализ биомедицинских изображений был основан на плохо формализованных эвристических методах

Процесс кристаллизации металла ванны после импульсной сварки характеризуется рядом физико-химических закономерностей, которые носят  общий характер вне зависимости от режима воздействия источника нагрева. Экспериментально подтверждено существование колебательного механизма затвердевания металла сварной точки в виде формирования периодически повторяющихся изотерм кристаллизации, имеющих различную плотность. Установлено, что собственная частота кристаллизации металла сварной точки остаётся постоянной величиной при перемещении от линии сплавления к центру ванны. Различная плотность изотерм позволяет судить о характере изменения объёмной скорости кристаллизации, которая по данным ряда исследователей может совпадать с линейной скоростью перемещения межфазной границы или носить отличную тенденцию.  Учёт теплопроводности металла, которая нелинейно изменяется при росте температуры, позволяет объяснить изменяющуюся плотность изотерм кристаллизации.                Возможность регулирования частоты затвердевания позволяет эффективно управлять колебательным механизмом перемещения межфазной границы, доминирующую роль в котором играют внутренние причины периодичности. Достижение резонансных условий при совпадении частоты действия дугового источника и собственной частоты кристаллизации свариваемого металла, позволит добиться существенного улучшения технологической прочности сварного соединения за счёт измельчения литой структуры металла шва

Имитационное моделирование движения активной сочленённой транспортно-технологической системы предусматривает анализ всех возможных состояний системы, учитывающих различные дорожные условия, изменение кинематического рассогласования в приводе движителей второй секции и, как следствие, различные варианты силового взаимодействия звеньев. Метод, основанный на представлении состояний системы в виде ориентированного графа, позволяет систематизировать и реализовать моделирование на этапе проектирования и доводочных испытаний активной сочленённой транспортной системы.

В работе рассматриваются односекционный и двухсекционный манипуляторы, построенные на основе механизма параллельной кинематики типа «гексапод». Приводится постановка задачи оптимизации их угловых и линейных размеров. В качестве критерия оптимальности используется минимальная гарантированная податливость конструкции при нагружении ее внешней силой. Исследование выполнено средствами программной системы MatLab. Для решения задачи оптимизации использована MatLab-программа, реализующая метод оптимизации SQP. Математическиемоделиманипуляторовпостроенысредствамисистемы MatLab/Simulink.

Процесс плавления металла при сварке с последующей его кристаллизацией характеризуется рядом особенностей. Переход жидкого расплава в твёрдое состояние, происходящий на межфазной границе в так называемой зародышевой зоне, имеет ряд физико-химических закономерностей.                 Ряд экспериментально полученных фактов позволяет реально свидетельствовать о существовании, возникающего металла сварного шва. Именно в зародышевой зоне, где возникает колебательный механизм при кристаллизации, берут начало многие процессы, влияющие на формирование микроструктуры шва, механические свойства сварного соединения и особенно свойства технологической прочности, определяющие надёжность работы сварного изделия в целом.                 Возможность управления колебательным механизмом сложного и неоднозначного процесса затвердевания, доминирующую роль в котором играют внутренние причины периодичности, позволит добиться существенного улучшения свойств сварного соединения за счёт измельчения литой структуры металла шва.                 Моделирование динамики движения частиц в простых жидкостях подтверждает переход частиц из хаотического состояния в упорядоченное с предварительным образованием кластеров из нескольких частиц.                 Механизм послойного поэтапного перехода частиц осуществляется при установлении определённого частотного режима неустойчивого равновесия или срыва. Используя внешний источник колебаний с синхронной процессу кристаллизации частотой, можно управлять формированием структуры, создавая условия резонанса.