Профессору Промптову Александру Иннокентьевичу, заслуженному деятелю науки и техники Российской Федерации, одному из первых получивших это почетное звание в Иркутском политехническом институте, ныне Иркутском национальном исследовательском техническом университете, исполнилось в этом году 90 лет.

В строительной промышленности для измельчения сырья применяют шаровые мельницы. При эксплуатации опорные узлы оборудования цапфы приобретают различные поверхностные повреждения - дефекты формы. Для восстановления цилиндричности рабочей поверхности цапфы применяют приставной станок, который позволяет производить обработку на месте эксплуатации. Произведены экспериментальные исследования, доказывающие эффективность технологии восстановления цапфы. Рассчитано время на обработку цапфы в условиях эксплуатации. Доказано сокращение времени простоя мельницы во время капитального ремонта на 48 ч. Снижение временных затрат на капитальный ремонт шаровой мельницы осуществляется с применением технологии восстановления цапфы приставным станком в условиях эксплуатации. Проделана работа при помощи аналитических и экспериментальных методов исследования. Разработан график капитального ремонта шаровой мельницы и утвержден на предприятии. Время простоя шаровой мельницы во время капитального ремонта оборудования снизилось на 48 ч. в сравнении со временем капитального ремонта мельницы до внедрения разработанного способа восстановления цапфы мельницы.

В данной работе рассмотрены результаты лабораторных исследований процесса шлифовальной обработки с учетом оценки качества поверхностей шеек валов, при возмущающих вибрационных воздействиях на оборудование внешних сил, являющихся следствием морского волнения, а также соседнего работающего оборудования в условиях плавучей мастерской. Целью является выработка практических рекомендаций по повышению качества шлифования деталей в условиях плавучих мастерских на основе результатов испытаний новых виброизолирующих устройств. Исследования базируются на основе моделирования взаимодействия инструмента и обрабатываемой заготовки в условиях плавучих мастерских как динамической системы со сложными стационарными и нестационарными вибрационными воздействиями, а также ударными воздействиями от внешнего оборудования и длительного морского волнения через плавучее основание и поверхность палубы. Определены изменения погрешности формы обрабатываемых деталей, шероховатости обрабатываемой поверхности, волнистости поверхностей шеек валов по базовому и достигнутому вариантам с учетом использования новых конструкций эффективных виброизолирующих опор и устройств. Полученные зависимости ∆ = f(h3%) показывают, что разность величины отклонений, формы поверхностей шеек валов (∆max-∆min) , обработанных по базовому варианту больше, чем по достигнутому варианту с виброизолирующими опорами, соответственно, в среднем в 2,3 раза. Зависимости Ra = f(h3%) отклонений шероховатости для Ra max подтверждают повышение качества при использовании новых виброизолирующих опор в среднем в 1,25 раза. Показатели волнистости W = f(h3%) для Wmax и Wz поверхностей шеек валов от внешних воздействий и состояний круглошлифовального станка при этом снижаются в среднем в 1,39 раза. Подтверждена целесообразность использования новой виброзащитной системы станка для решения задач обеспечения динамической стабилизации процесса шлифования на основе создания конструкций эффективных виброизолирующих опор и устройств, упрощающих возможность монтажа и демонтажа технологического оборудования и способствующих повышению качества обработки деталей за счет снижения погрешностей их формы путем уменьшения внешних колебательных воздействий.

Рассмотрено строение диссипативной структуры контактного взаимодействия при резании металлов и механизм ее функционирования. Исследования проводились при точении стали 45, нержавеющей стали 12Х18Н10Т и титанового сплава ВТ22 резцами из быстрорежущей инструментальной стали Р6М5. Морфология поверхностного слоя режущего клина инструмента изучалась с помощью растрового электронного микроскопа. Усадка стружки определялась весовым методом. Деформационное состояние зоны стружкообразования анализировалось по микроструктуре корней стружки. Цифровые изображения микроструктур анализировались с помощью компьютерной металлографии. Диссипативная структура контактно-фрикционного взаимодействия состоит из островковых и сплошных наростов, плотно сцепленных с поверхностью режущего клина, упрочненного подповерхностного слоя и адсорбционных пленок на наружной поверхности наростов. Основные свойства диссипативной структуры определяются законами неравновесной термодинамики, а их функционирование связано с трансформацией энергии контактного взаимодействия в тепло и рассеивания ее в окружающей среде, а также минимизации влияния энергетического воздействия деформационного процесса стружкообразования на состояние режущего клина. В период установившегося процесса контактного взаимодействия или квазистационарного состояния основные диссипативные процессы реализуются за счет фрикционного взаимодействия между наружной поверхностью наростов и сходящей стружкой. Активность диссипативного процесса определяется коэффициентом трения, который принимает различные значения в зависимости от структурного состояния поверхностного слоя нароста и наличия на нем адсорбционной пленки. Чем полнее процесс диссипации, тем меньше энергии затрачивается на изнашивание режущего клина и выше стойкость режущего инструмента. Смазочно-охлаждающая технологическая среда при резании активно влияет на состояние диссипативной структуры за счет образования устойчивых адсорбционных пленок, понижающих коэффициент трения между сходящей стружкой и режущим инструментом. Снижение коэффициента трения приводит к уменьшению контактных напряжений, а это вызывает изменение напряженно-деформированного состояния всей деформационной области стружкообразования. Предложена архитектоника диссипативной структуры контактно-фрикционного взаимодействия при резании металлов и механизм ее функционирования. В период квазистационарного протекания резания диссипация в зоне вторичных пластических деформаций реализуется за счет разных режимов фрикционных процессов между сходящей стружкой и наружными поверхностями наростов. Влияя на характер фрикционного процесса, можно управлять стойкостью режущего инструмента и качеством механической обработки.

В данной работе проведены исследования повышения качества и эксплуатационных свойств деталей машин. При этом необходимо учитывать, что в процессе эксплуатации изделий всегда наиболее нагружен поверхностный слой. В настоящее время интенсивно развиваются методы и технические средства инженерии поверхности, позволяющие кардинально изменять свойства, структуру и фазовый состав поверхностного слоя. Описывается способ, использующий для упрочнения поток ударных импульсов - волну деформации, получивший название «статико-импульсная обработка». Отличительной особенностью упрочнения волной деформации является возможность адаптации формы ударных импульсов к физико-механическим свойствам нагружаемого материала, приведенной кривизне инструмента и нагружаемой поверхности с целью максимального использования кинетической энергии удара бойка по волноводу для упругопластического деформирования материала. В результате упрочнения волной деформации может быть создан глубокий упрочненный слой, достигающий 6-10 мм, а также степень упрочнения до 250 %. Высокая (акустическая) скорость распространения волны деформации в материале, возможность управления интенсивностью и длительностью силового воздействия на фрагменты поверхностного слоя позволяют отнести данный способ обработки к способам интенсивной пластической деформации. При упрочнении волной деформации установлено наличие наноструктурных зон - аналогичных, полученных интенсивной пластической деформацией, размеры которых изменяются от 30 до 90 нм. Кинематика способа позволяет регулировать равномерность упрочненного поверхностного слоя. В результате проведенных исследований установлено: гетерогенно упрочненная структура, полученная упрочнением волной деформации, обеспечивает повышение долговечности при действии контактных усталостных нагрузок до 7 раз.

При формообразовании длинномерных панелей и обшивок широко используется дробеударная обработка. Вследствие дробеударного воздействия на обрабатываемой поверхности образуется специфическая микрогеометрия, характерной особенностью которой являются многочисленные отпечатки дроби различного диаметра и глубины. Наличие этих отпечатков вызывает ухудшение параметров шероховатости поверхности, поэтому после дробеударной обработки обязательна операция зачистки поверхности лепестковым кругом для частичного удаления следов воздействия дроби. Величина назначаемого припуска на зачистку зависит от требований к качеству поверхности детали. При этом глубина оставляемых отпечатков дроби определяется требованиями к шероховатости поверхности детали. После выполнения зачистки дробью обработанной поверхности образуется новый микрорельеф как совокупность микронеровностей от предыдущих видов обработки в виде оставшихся отпечатков дробеударного воздействия и следов обработки лепестковым кругом. Разработана математическая модель формирования параметров шероховатости поверхности при реализации технологической последовательности «дробеударное формообразование - зачистка». В работе приведено аналитическое описание процесса формирования шероховатости поверхности образцов в ходе дробеударного формообразования с последующей зачисткой лепестковым кругом на основе анализа микрогеометрии поверхности. Разработаны математические модели формирования параметров шероховатости поверхности при дробеударной обработке и последующей зачистке.

Выполнено аналитическое исследование работоспособности сменной многогранной пластины проходного резца на операции точения детали класса тела вращения. Цель работы заключается в изучении факторов, способствующих разрушению режущего элемента сменной многогранной пластины, вызванных ударными нагрузками при точении поверхностей сложного профиля. Сформулированы модели функциональной связи между сменной многогранной пластиной и обрабатываемой поверхностью заготовки, рекомендованы меры по устранению причин возникновения нарушений целостности режущего элемента сменной многогранной пластины. Исследовано влияние механизма удара на работоспособность сменной многогранной пластины. Предложены рекомендации, способствующие сохранению высокопроизводительной работы инструмента при обработке точением конструктивно сложных поверхностей с элементами разрыва. При точении поверхностей сложного профиля необходимо определить количество циклов вероятной работоспособности режущего элемента и сравнить его с ресурсным значением стойкости инструментального материала. Наличие причинных связей вероятностных нарушений целостности конструкции сменной многогранной пластины позволяет принять рекомендованные меры для их устранения.

В данной работе показано преимущество обработки методом фрезоточения и проведен расчет основных геометрических параметров дисковой фрезы с наклонной режущей кромкой. Проведено теоретическое исследование, компьютерное моделирование. Проведенные теоретические исследования и компьютерное моделирование показали возможность использования разработанного метода расчета рабочей части режущего инструмента. А также переднего и заднего углов в фактической плоскости при известных величинах: диаметра и ширины фрезы, угла наклона режущей кромки и толщины режущей пластины. Расчетные данные полностью совпадают с моделируемыми. Предложенный метод позволяет рассчитывать радиус кривизны режущей кромки, расположенной под различными значениями угла наклона к оси вращения, инструмента, предназначенного для обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей методом фрезоточения.

Рассмотрено формирование общих подходов к обеспечению энергоэффективности, повышение производительности технологических процессов высокочастотной электротермии полимеров. Исследования проводились на основе физикохимии полимерных материалов, термодинамики, электротехники и основ проектирования автоматизированных систем. Экспериментальные исследования осуществлялись с использованием методов контроля тепловых деформаций и полей. Представлена функциональная схема автоматизированных систем управления технологических процессов высокочастотной электротермии, определены задачи, решаемые при реализации управления частными технологическими процессами высокочастотной электротермии (сушка и сварка полимерных деталей) и циклограммы процессов управления ими. Представлены принципы и общие подходы к организации управления процессами высокочастотного нагрева полимеров, сформированные исходя из необходимости построения универсальных автоматизированных систем управления технологическими процессами, обеспечения энергоэффективности, высокой производительности технологических процессов высокочастотной обработки полимеров. В соответствии с этими походами показано, что переход к обработке в области максимально возможных напряжений рабочего конденсатора электротермического оборудования U_p дает возможность достичь экономии 30-40% энергетических затрат и 70% экономии во времени обработки.

В данной работе проведено изучение влияния инструментального материала на износостойкость отечественного твердосплавного металлорежущего инструмента при обработке нержавеющих сталей. Приведены некоторые результаты сравнительного исследования разных инструментальных материалов при одинаковых условиях эксплуатации для того, чтобы выявить наиболее предпочтительные из них. Целью работы является выявление наиболее рациональных инструментальных материалов для заданных условий эксплуатации инструмента и накопление базы данных для разработки рекомендаций. Рассмотрено наружное точение проходными резцами с механическим креплением режущих пластин. Пластины четырехгранные квадратные (диаметр описанной окружности 17,5 мм) с центральным крепежным отверстием и без него, со стружечной канавкой и без таковой. Диаметр заготовки изменялся в процессе обработки от 280 до 60 мм. Скорость резания поддерживали в пределах 50-55 м/мин за счет варьирования числа оборотов шпинделя. Использовали токарно-винторезный станок модели 16К25. Подача резца из требований шероховатости обрабатываемой поверхности выбрана равной 0,21 мм/об. заготовки. Глубину резания принимали равной 0,5 мм для условий чистовой обработки и 1 мм - для условий черновой обработки. В том и другом случаях предельно допустимой величиной износа по задней грани считали 0,5 мм. Сопоставляли режущий инструмент по периоду износостойкости, т.е. по времени работы режущих пластин при должной шероховатости до достижения износа 0,5 мм по задней грани. Для измерения достигнутой величины износа обработку прерывали через каждые 15 мин. Измерение износа осуществляли на мультисенсорном измерительном центре (видеоизмерительной машине) модели Micro Vu Sol 161. Результаты испытаний дублировали и документировали. В результате выполненных исследований показано, что: инструментальные материалы существенно разнятся по износостойкости; применение покрытий на отечественном твердом сплаве марки ВК8 заметно повышает работоспособность режущих пластин; технологический прием доработки режущих кромок со стороны передней и задней поверхностей тоже существенно повышает работоспособность инструмента. Для объяснения выявленных результатов и закономерностей был произведен контроль силы резания по всем трем ее составляющим. Анализ результатов записи составляющих сил резания показал, что их величина и соотношение между собой существенно зависит от используемого инструментального материала и обрабатываемого материала. Установлено, что роль покрытия в повышении работоспособности инструмента существенно зависит от условий эксплуатации, в том числе от глубины резания. Покрытие, являвшееся наиболее эффективным (из рассматриваемых) при глубине резания 0,5 мм, может не оказаться таковым при глубине резания 1,5 мм и уступить первенство тому покрытию, которое было вторым или третьим по эффективности при глубине 0,5 мм. В результате проведенных экспериментальных исследований выделены инструментальные материалы, наиболее рациональные по периоду износостойкости для нержавеющей стали марки 09Х17Н7Ю. Среди них выявлены рациональные отечественные и импортные инструментальные материалы. Сравниваемые инструментальные материалы существенно (в два и более раза) неравноценны по периоду износостойкости. Исследовано, что рекомендуемые каталогами справочные данные по параметрам режима резания и ожидаемому периоду износостойкости для импортных инструментальных материалов не подтверждаются. Установлено, что для данной марки нержавеющей стали рекомендации по выбору отечественного инструментального материала и параметрам режима резания либо отсутствуют, либо устарели. Выявлены технологические приемы упрочнения отечественных инструментальных материалов, позволяющих повысить их работоспособность не хуже, чем покрытия. Из числа исследованных инструментальных материалов найдены наиболее рациональные для заданных условий эксплуатации при чистовой и черновой обработке. Их применение позволяет вести обработку без смены режущей кромки или пластины в течение часа и более, что делает их применимыми для современного металлорежущего высокопроизводительного оборудования с числовым программным управлением и в структуре автоматизированных комплексов.

В статье предложен новый подход к оценке структуры поверхности спинки и корыта лопаток газотурбинного двигателя. Оценка качества поверхности проводилась на оптико-электронном комплексе с применением квазиоптимального корреляционного алгоритма, что позволило разработать формулы по идентификации параметров шероховатости и параметров структуры поверхности. Показано совершенствование технологии обработки профиля пера лопаток газотурбинного двигателя через построение оптико-электронной информационно-измерительной системы контроля параметров автокорреляционной функции. Рассматриваемый метод измерения параметров структуры микрорельефа поверхностей лопаток газотурбинного двигателя связан с применением оптико-электронных средств и информационных технологий, анализа качества поверхностности, теории измерений и цифровой обработки изображений, теории корреляционного анализа, теории вероятностей и математической статистики. Применяемый метод основан на компьютерной обработке изображения микрорельефа исследуемой поверхности с помощью квазиоптимального корреляционного алгоритма, что позволяет оценивать параметры корреляционной функции в производственных условиях. Одним из основных показателей качества лопаток турбин является их надежность и долговечность. В связи с этим управление качеством поверхности лопаток состоит в раскрытии механизма формирования неровностей поверхности в зависимости от свойств обрабатываемого материала, вида обработки, параметров оборудования, инструмента, режимов обработки и других конструктивных и технологических факторов. Известно, что чем меньше шероховатость поверхности, тем выше усталостная прочность лопаток, так как многочисленными исследованиями установлено, что очаги разрушения деталей машин от усталости металла зарождаются во впадинах микронеровностей. В настоящее время широкое применение в машиностроении находят оптические средства для оценки качества поверхности. Однако эти средства, как правило, могут использоваться только в лабораторных условиях и для выборочного контроля.

Определение предельных возможностей современного токарного станка с числовым программным управлением по модуляции скорости резания, создаваемой программным путем, и оценка эффективности подавления автоколебаний заготовки в границах этих возможностей. Проведен анализ литературных источников. Для создания модуляции частоты вращения шпинделя программным путем применили техническое решение фирмы Siemens, основанное на использовании таймера. Экспериментальные исследования проводили на токарном обрабатывающем центре модели DMG NEF 400 со стойкой числового программного управления Siemens 840D. Для измерений параметров в опытах использовали лазерный виброметр Polytec OFV-505, трехкомпонентный динамометр Kistler Type 9129AA, профилометр Taylor Hobson Form Talysurf i200, встроенную в систему числового программного управления станка функцию Servo Trace, программное обеспечение «Dyno Ware» и «National Instruments Lab View 2012». Испытания станка на холостом ходу при всех сочетаниях частоты вращения шпинделя и частоты ее модуляции позволили установить, что инерционность шпинделя препятствует полной отработке станком заданной глубины модуляции. Степень этой отработки определена графиками в пространстве технологических параметров. С учетом возможностей станка проведены опыты по гашению автоколебаний нежесткой заготовки модулированной скоростью резания. Для конкретных условий обработки модуляция скорости резания обеспечила снижение уровня автоколебаний и колебаний силы резания в 20 раз, и шероховатости обработанной поверхности в 2 раза. На основе испытаний станка найдена область его рационального использования для гашения автоколебаний нежестких заготовок с помощью модуляции скорости резания. Экспериментальным путем доказана способность станка практически полного подавления автоколебаний при работе в границах его возможностей.

Совершенствование процесса электроалмазного шлифования алмазными кругами на металлической связке и обоснование режима самозатачивания установлено на основе расчетов энергии адгезии в зоне контакта инструментального и обрабатываемого материалов. Комплексные исследования процесса электроалмазного шлифования выполнены на примере затачивания твердосплавных инструментов с учетом критического анализа литературных данных, производственного опыта и собственных исследований с использованием современной аппаратуры и растровой микроскопии. Поскольку засаливание и потеря режущих свойств круга требуют периодической правки, то необходимо создать условия работы алмазных кругов на металлической связке в режиме самозатачивания, причем с минимальным удельным расходом алмазных кругов. В соответствии с предложенной моделью и математической формулой для вычисления энергии адгезии получены теоретические и экспериментальные данные по определению энергии адгезии в зависимости от плотности тока правки и эффективной мощности шлифования. Найдены значения энергии адгезии для элементов, входящих в состав металлических связок и элементов минералокерамических твердых сплавов. Расчеты показали, что комбинированный метод электроалмазного шлифования с одновременной непрерывной электрохимической правкой круга позволяет снизить уровень энергии адгезии до уровня, когда поверхностная энергия адгезионного взаимодействия обрабатываемого материала и элементов алмазного круга будет меньше энергии адгезии в контактной зоне. В этих условиях процесс засаливания не происходит. Таковыми являются плотность тока правки алмазного круга в пределах от 0,25 до 0,45 А/см². Установлено, что в соответствии с предложенной моделью и на основании математической формулы для вычисления энергии адгезии, комбинированный метод электроалмазного шлифования с одновременной непрерывной электрохимической правкой круга позволяет снизить уровень энергии адгезии до уровня, когда поверхностная энергия адгезионного взаимодействия обрабатываемого материала и элементов алмазного круга будет меньше энергии адгезии в контактной зоне. В этих условиях процесс засаливания не происходит. Экспериментально определено, что наиболее рациональным значением плотности тока правки, при котором достигается режим самозатачивания, можно считать значение i_пр от 0,25 до 0,4 А/см². Установлено, что комбинированное электрохимическое шлифование с одновременной электрохимической правкой круга обеспечивает снижение эффективной мощности в 4 раза по сравнению со шлифованием без использования электрического тока.

Анализ свойств время-частотных отображений информации об одномерных сигналах расхода, характеризующих режимы работы дозирующего оборудования. Производился анализ свойств многомерных (2D/3D-) отображений во время-частотном пространстве для одномерных сигналов расхода при описании процесса дозирования устройствами непрерывного и дискретного действия в составе смесеприготовительного агрегата для производства мелкодисперсных сыпучих смесей. Представлены и описаны свойства визуально-графического отображения информации о режимах работы дозирующего оборудования. Одномерные сигналы расхода на выходе блока дозирующих устройств при этом отображаются в вейвлет-среде в двумерном/трехмерном пространстве. Такое преобразование переводит одномерные измерительные сигналы в многомерно-точечную среду, когда в каждой технологической точке смесеприготовительного агрегата одномерные материалопотоковые сигналы расхода представляются своими многомерными отображениями (распределениями энергии) во время-частотном пространстве. Рассмотрено четыре задачи анализа время-частотного распределения Вигнера, отображающие конкретные режимы процессов дозирования. Режимы дозирования характеризуются моно- и мультикомпонентными стационарными и нестационарными сигналами расхода, порождаемыми дозирующими устройствами непрерывного действия. При этом время-частотные отображения сигналов расхода представлены в виде многомерных распределений Вигнера и Чуи-Уилльямса в трехмерной - в первых трех задачах - и двумерной (в четвертой задаче) среде. В первой задаче описан практический пример расчета и анализа многомерного отображения стационарного и нестационарного время-частотно-зависимых чирп-сигналов с варьированием параметров последнего. Дано пояснение расчетной дискретности распределений Вигнера. В других задачах показан эффект демпфирования паразитных элементов в распределении Чуи-Уилльямса. В частности, во второй задаче рассмотрен вариант отображения двухкомпонентного гармонического сигнала, в третьей задаче представлен анализ сигнала дозирования с двумя чирп-компонентами с взаимно обратноизменяющимися частотами, в четвертой - анализируется также двухкомпонентный сигнал, один из которых представляет собой чирп-сигнал с линейно-возрастающей частотой, другой - сложный чирп-сигнал с падающей синусоидально-модулированной мгновенной частотой. В последней задаче также представлен практический пример получения многомерного отображения мультикомпонентного сигнала от блока из двух и более дозаторов. Отмечена семантическая прозрачность отображений при мониторировании процесса мультикомпонентного дозирования. Исправленное распределение Вигнера (Чуи-Уилльямса) является более целесообразным для целей автоматизированного контроля (в форме визуально-графического мониторинга) и автоматического управления в режимах стабилизации и слежения за динамикой нестационарных процессов различного характера, в том числе процессов дозирования в различных отраслях промышленности и аграрно-промышленном комплексе.

Разработан способ формирования метаданных многомерной информационной системы путем сопряжения классификационных схем. Каждая классификационная схема представляет собой иерархию значений измерений, относящихся к отдельной структурной компоненте наблюдаемого явления. В основе метода лежит выявление групп значений измерений, которые связаны с группами значений других измерений. Группы значений разных измерений используются для построения кластеров сочетаний значений измерений. Сочетания кластера формируются декартовым произведением групп значений измерений. Метаданные информационной системы представлены в виде множества допустимых сочетаний значений измерений, которые формируются как набор кластеров. Для решения этой сложной задачи наблюдаемое явление рассматривается как набор структурных компонент. Из полного набора измерений информационной системы выделяются отдельные наборы измерений, семантически связанные со структурными компонентами наблюдаемого явления. Семантические связи, выявленные в процессе анализа структурной компоненты, позволяют построить иерархию групп значений измерений и представить их совокупность в виде графа - классификационной схемы, связанной со структурной компонентой. В информационных системах с многоаспектным описанием предметной области кубы данных характеризуются большой разреженностью, что затрудняет формирование метаданных. Классификационные схемы описывают отдельные аспекты метаданных, связанные с отдельными структурными компонентами наблюдаемого явления. Сопряжение классификационных схем дает возможность получить полное описание метаданных. Использование классификационных схем позволяет разбить задачу описания структуры аналитического пространства многомерной информационной системы на более простые задачи анализа его отдельных структурных компонент. Сопряжение классификационных схем, относящихся к разным структурным компонентам, дает возможность сформировать метаданные информационной системы. В метаданных центральное место занимает множество допустимых сочетаний значений измерений.

Рассмотрены принципы конструирования имитационной модели мультиэнергетического хаба. Исследован энергетический объект методами имитационного моделирования. Проведен анализ экономической эффективности от накопления электроэнергии и преобразования электроэнергии в тепловую. При решении поставленной задачи применялась теория энергетических хабов, принципы имитационного моделирования в системе MatLab. В статье описана техническая возможность реализации мультиэнергетической системы. Представлена функциональная схема мультиэнергетического объекта, выполненная в среде MatLab. На примере накопления и преобразования электроэнергии в тепло проанализирована экономическая эффективность применения принципов мультиэнергетического хаба. Тематическое исследование показывает эффективность разработанного программного обеспечения моделирования энергетического хаба. В данной статье в развитии изложенных подходов представлены принципы построения имитационной модели интегрированной мультиэнергетической системы энергоснабжения на основе использования концепции энергетического хаба. Приведен пример применения разработанной имитационной модели. Предлагаемый подход открывает широкую перспективу для исследования многих значительных проблем в интегрированных энергосистемах с несколькими несущими, включая их свойства, особенности расширения и эксплуатации. Эта статья вносит первый небольшой вклад в обсуждаемое важное направление исследования.

Разработка и исследование гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизеля. Для достижения цели использовались методы математического и компьютерного моделирования, экспериментальные исследования на практических установках. Предложены модели солнечной станции в программной среде MATLAB Simulink: математическая и компьютерная. Проведено сравнение результатов исследования на моделях и на практической установке, показавшее совпадение полученных результатов. Разработана компьютерная модель гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизель-генератора. Проведенные исследования разработанной модели показали, что она работает корректно и может применяться для проектирования гибридных фотоэлектрических солнечных электростанций для конкретных районов и нагрузок.

В данной работе предложена структура системы управления потоком реактивной мощности на границе балансовой принадлежности предприятия и сетевой организации, рассмотрены особенности нейронных сетей и представлена численно-математическая модель на основе искусственной нейронной сети для адаптивного управления потоком реактивной мощности, автоматизировано и программно реализовано обучение нейросети. Применен метод Левенберга-Марквардта для обучения искусственной нейронной сети, разработана структура системы управления потоком реактивной мощности и регулирования уровней напряжения. Разработан и программно реализован алгоритм обучения искусственной нейронной сети, основанный на методе Левенберга-Марквардта. Предложена адаптивная система управления потоком реактивной мощности на границе балансовой принадлежности предприятия и сетевой организации на основе синтеза искусственной нейронной сети и собственной логики СТАТКОМ.

В статье представлен и анализируется метод синхронизации векторов токов и напряжений по концам воздушной линии электропередачи при определении места повреждения для проверки его эффективности. Применено имитационное моделирование режимов коротких замыканий на воздушной линии электропередачи с использованием программного пакета Matlab. Использованы методы определения места повреждения на линиях электропередачи по измерениям значений параметров аварийного режима. Разработан алгоритм, в котором реализован предложенный метод определения места повреждения с синхронизацией векторов токов и напряжений по концам воздушной линии электропередачи. Проведено тестирование разработанного алгоритма и метода. На имитационной модели воздушной линии электропередачи выполнена серия коротких замыканий в различных точках линии с целью получения значений векторов тока и напряжений, которые затем использованы для двухстороннего определения места повреждения с применением предлагаемого метода синхронизации векторов. Погрешность двухстороннего определения места повреждения вследствие несинхронизированности векторов токов и напряжений достигает наибольших значений при коротких замыканиях в крайних точках линии (в начале и конце), так как этому соответствует наибольший угол сдвига между измеренными векторами токов и напряжений. Для заданной модели воздушной линии электропередачи наибольшая погрешность составила 4,5% при угле сдвига 23⁰. Исследования, проведенные на математической модели воздушной линии электропередачи, показали, что использование представленного метода синхронизации векторов токов и напряжений позволяет существенно повысить точность в определении места повреждений на воздушных линиях электропередачи. Погрешность, вызванная несинхронизированностью измерений, сводится к нулю.

Рассмотрены возможности повышения эффективности технологии производства алюминиевых композиционных лигатур и сплавов на основе модифицирования частицами из карбида кремния, полученного из отходов боковой футеровки алюминиевых электролизеров, что обеспечивает получение заготовок и изделий с высоким уровнем механических свойств и пластичности. Выявлены рациональные условия смачиваемости частиц карбида кремния и покрытия их поверхности магнием, это влияет на равномерность распределения в алюминиевой матрице, а также обусловливает действие механизмов и кинетику формирования однородной структуры при получении композитной алюминиевой лигатуры. В работе использованы современные методы анализа с использованием современного аналитического оборудования, в частности анализатора площади поверхности Quantachrome Nova 3200e. Определен уровень смачиваемости и степень покрытия карбидокремниевых частиц после их механической обработки и после погружения в расплав магния. Равномерность распределения частиц в микрообъеме алюминиевой матрицы доказана при использовании рентгенофлуоресцентного спектрометра XRF-1800 (Shimadzu). Выполнены механические испытания образцов (предел прочности на растяжение_, твердость, относительное удлинение) при согласовании структурных изменений на макро- и микроуровне, которые подтверждают улучшение характеристик при высоком значении смачиваемости частиц магнием в алюминиевой матрице. Результаты экспериментов показали, что разработанная технология является эффективной для получения равномерной дисперсии при внедрении армирующих частиц посредством магниевой лигатуры в алюминиевую матрицу. При повышении количества карбидокремниевых частиц наблюдается тенденция увеличения прочности и ударной вязкости, при этом наилучшие результаты получены при содержании магния 7-8% при наличии 18-20% карбидокремниевых частиц SiC.

Определены и уточнены термохимические характеристики - температуры и энтальпии плавления лантанидов и интерметаллидов систем Al-Ln составов Al2Ln, Al3Ln, α-Al11Ln3 и β-Al11Ln3; системный анализ и установление закономерности изменения термохимических характеристик объектов в зависимости от природы лантанидов. Системный анализ данных проведен полуэмпирическим методом, учитывающим особенности элек-тронного строения ионов лантанидов. Методами сравнительного расчета и разностей определены отсутствующие в литературе термохимические характеристики интерметаллидов лантана, гадолиния и лютеция. По полученным величинам температур плавления интерметаллидов рассчитаны значения их энтальпии плавления по известной формуле. Математическое моделирование закономерностей проведено по программе Microsoft Excel. В результате проведенных теоретических исследований получены наиболее полные сведения по температуре и энтальпии плавления лантанидов и интерметаллидов систем Al-Ln составов Al2Ln, Al3Ln, α-Al11Ln3 и β-Al11Ln3. Также установлены закономерности изменения термохимических характеристик лантанидов и ИМ отмеченных составов и составлены их математические модели. Таким образом, установлено, что общим в полученных закономерностях изменения характеристик лантанидов и интерметаллидов изученных четырех составов является проявление «тетрад-эффект»-а с четким разделением по цериевой и иттриевой подгруппам. Характеристики европия и иттербия и их интерметаллидов выпадают из общей закономерности. Математическим моделированием получены уравнения, которые с высокой достоверностью выражают установленные закономерности.

В данной работе проведено изучение методик расчета пропускной способности пересечений в одном уровне. В данной работе используется метод сравнительного анализа. Определение пропускной способности необходимо не только для выявления участков, требующих улучшения условий движения, но и для оценки экономичности и удобства движения всего потока автомобилей по маршруту, выбора эффективных средств организации движения. Любая дорога может работать при загрузках различной интенсивности. При этом предельной будет интенсивность, соответствующая пропускной способности дороги. Эффективность транспортной работы дороги может характеризоваться как пропускной способностью, так и интенсивностью, при которой движение по дороге наиболее экономично и оптимально по условиям работы водителя. Последние десятилетия рыночных отношений в Российской Федерации ознаменовались резким увеличением количества автотранспорта в городах. Существуют основания полагать, что в российских городах предельный уровень автомобилизации достигнет уровня 550 авт./1000 чел. к 2020-2025 гг., что в полтора раза больше уровня, достигнутого сегодня в наиболее развитой Европейской части России. С увеличением уровня автомобилизации изменился и состав транспортных потоков, в которых теперь личный легковой автотранспорт составляет 80-90%. Индивидуальный автомобиль породил ряд проблем развития городов в части градостроительного проектирования и транспортного планирования. Увеличение объемов движения транспорта на дорогах общего пользования, городских улицах и дорогах делает наиболее актуальными задачи обеспечения пропускной способности, сокращения задержек и очередей. Одним из элементов сетей дорог общего пользования и улично-дорожных сетей городов, на котором возникают очереди и задержки транспортных потоков, являются нерегулируемые пересечения.

Цель исследования - разработка методики повышения безопасности автомобиля путем научно обоснованного выбора серии профиля шин при их замене, которую можно легко применить на практике при эксплуатации автотранспортных средств. Приведена расчетная схема и составлены уравнения динамики одноопорной двухмассовой колебательной системы эквивалентной автомобильной подвеске при кинематическом гармоническом возмущении. Выполнено математическое моделирование уравнений динамики колебательной системы. Получены аналитические решения уравнений динамики в виде коэффициентов динамичности колебаний кузова и колес автомобиля. Введен новый термин «относительная жесткость шины». Выбран критерий обеспечения безопасности - отсутствие отрывов колес от дороги. Наличие отрывов колес определяется по превышению динамических деформаций шины в цикле колебаний ее статической деформации под действием веса автомобиля. Представлены зависимости амплитуды деформации шин во втором резонансе от жесткости шины при различных уровнях демпфирования, зависимость относительной жесткости шины от ее серии. Основой разработанной методики является полученная диаграмма зависимости жесткости шин, при которой начинается отрыв от дороги во втором резонансе, от демпфирования в подвеске при различной жесткости подвески и высоте неровностей дороги. Рассмотрены примеры пользования полученной диаграммой, в частности, даны рекомендации по выбору серии шин различной жесткости при различной жесткости подвески и разной степени износа амортизаторов для легковых автомобилей, эксплуатируемых на малоизношенных и сильно изношенных дорогах. На основе изучения процесса колебаний колес и выбранного критерия обеспечения безопасности (отсутствие отрыва колес от дороги) разработана методика научно обоснованного выбора серии профиля шин автомобиля при их замене.