Резюме: Цель – установить влияние превентивного деформирования на точность авиационных деталей, изготовленных из термически упрочненного алюминиевого сплава 1933Т2, после дробеударного упрочнения. Опре[1]деление влияния превентивного предыскажения детали осуществляется на результатах обработки конструктивно-подобных образцов деталей типа «стенка» с различной технологической последовательностью. Первый образец имеет стандартную последовательность изготовления: фрезерование – дробеметное упрочнение – дробеструйная правка. Второй образец обрабатывается по следующей схеме: фрезерование – превентивное деформирование – упрочнение – дробеструйная правка. Деформация образцов определяется в контрольных точках отклонением от плоскостности на основе стрел прогибов. Превентивное деформирование выполняется на ребрах второго образца раскатным устройством. Расчет технологических параметров обработки раскатным устройством основан на принципе суперпозиции отдельных операций, таких как раскатка роликами, дробеструйное упрочнение. Определение параметров превентивного деформирования второго образца основывается на результатах обработки первого образца. Установлено, что отклонение обоих образцов от плоскостности после фрезерования составляет до 2,5 мм. Максимальное отклонение конструктивно-подобного образца № 1 (без превентивного де[1]формирования) после дробеструйной обработки составляет 2,6 мм при наличии высокой степени насыщения поверхности. Максимальное отклонение конструктивно-подобного образца № 2 (с превентивным деформирова[1]нием) после дробеструйной обработки не превышает 0,4 мм, что соответствует допустимому отклонению детали такой конструкции. Таким образом, способ обработки с внесения в деталь деформации с учетом имеющихся отклонений после фрезерования позволяет достаточно точно минимизировать последующие после дробеупрочнения отклонения от требуемой формы. Анализ результатов проведенных работ подтвердил, что превентивное деформирование детали уменьшает искажения поводок после дробеупрочнения. Следовательно, целесообразно использовать последовательность обработки: превентивное деформирование → упрочнение дробеметным методом → правка-доводка дробеструйным методом. 

 Цель – создать методику диагностирования динамического состояния звеньев «станок – приспособление – инструмент – деталь» технологической системы резания применительно к точению типовыми сменными твердосплавными пластинами специализированных нержавеющих сталей. Объектом исследований явились труднообрабатываемые  коррозионностойкие нержавеющие стали марок 09Х17Н7Ю, 12Х18Н10Т и 13Х15Н5 АМ-3. Диагностирование выполнено путем имитационного моделирования покрытий пластин в программной среде Deform. В качестве критерия диагностирования использован период стойкости инструмента до достижения его износа 0,5 мм по задней грани. Оценка влияния покрытий на период стойкости осуществлена по параметрам «температура в зоне резания», «напряжения в инструментальном материале», «деформация инструмента». В результате моделирования было выбрано 10 рациональных покрытий, оказывающих наибольшее влияние на состояние технологической системы резания. Это позволяет осуществлять ее диагностику. Покрытия отличались своей архитектурой (конструкция, состав, структура и метод нанесения покрытий). Предложена методика диагностики состояния технологической системы резания и управления ее состоянием по результатам диагностики. Отклонение выявленного состояния технологической системы резания от желательного состояния оценено по периоду стойкости инструментов с разными покрытиями за равное время их работы. Эффективным считали такое состояние, при котором обеспечивался максимальный период стойкости за счет применения рационального покрытия. Разработана методика, позволяющая оценивать состояние технологической системы резания путем имитационного моделирования по параметрам «температура в зоне резания», «напряжения в инструментальном материале», «деформация инструмента». Методика также позволяет диагностировать состояние данной системы резания по параметру «период стойкости инструмента» и управлять ее состоянием по результатам диагностики за счет применения наиболее рациональных покрытий пластин. С помощью разработанной методики возможно выявить оптимальные параметры режима резания исследуемых труднообрабатываемых специализированных  корроозионностойких сталей. 

Цель исследований – разработка методики, обеспечивающей оперативное определение запасов статической  апериодической устойчивости в системах электроснабжения, в узловых точках которых подключены установки распределенной генерации. Использовались математические методы и алгоритмы, основанные на применении уравнений предельных режимов. Переходные процессы анализировались для различных точек пространства регулируемых параметров режима по данным имитационного моделирования в среде Matlab с применением пакетов Simulink и SimPowerSystems. На основе полученных результатов расчета и компьютерного моделирования реализована эффективная методика анализа запасов устойчивости в электрических сетях с установками распределенной генерации, применимая в задачах проектирования, а также оперативного и противоаварийного управления. Теоретический анализ и результаты компьютерного моделирования показывают эффективность использования предлагаемой методики расчета запасов устойчивости; невырожденность матрицы Якоби уравнений предельных режимов в точке решения обеспечивает гарантированную надежность получения результатов. Показано, что альтернативный подход к решению задачи оперативного определения запасов апериодической устойчивости может быть реализован на основе уравнений предельных режимов с повышенной нелинейностью. Динамическое моделирование электрической сети с установками распределенной генерации подтвердило правильность определения запасов устойчивости, рассчитанных с помощью уравнений предельных режимов. Разработанная методика оперативного определения запасов апериодической устойчивости может быть рекомендована для практического применения при проектировании систем электроснабжения или оперативном управлении синхронными генераторами; в частности, представленная методика позволит реализовать мультиагентную систему противоаварийного управления установками распределенной генерации, размещенными в распределительных электрических сетях общего назначения. 

Цель – выявить закономерности распределения тепловой энергии по потребителям с различной степенью оснащенности средствами регулирования в реальных условиях работы сети централизованного теплоснабжения и сопоставить результаты компьютерного моделирования с натурными замерами. Для проведения компьютерного моделирования использованы известные математические методы расчета потокораспределения в гидравлических цепях. Экспериментальные исследования режимов работы системы теплоснабжения проведены с использованием массивов сохраненных данных системы управления и мониторинга тепловых энергоустановок на базе программно-логистического комплекса Siemens Simatic PCS7, ультразвукового расходомера Portaflow 300, стационарных электромагнитных преобразователей расхода, поверенных и аттестованных манометров и термометров. Получены графики фактических гидродинамических режимов тепловой сети при температурах наружного воздуха от +8 до −37°C, а также в условиях нештатных режимов (снижения температуры в подающем трубопроводе и перепада давлений на вводе тепловой сети). Предложено совместное использование моделирования с помощью компьютерной программы JA_Net и натурных замеров теплогидравлических режимов работы сетей системы централизованного теплоснабжения c абонентами, имеющими различную степень оснащенности средствами автоматизации. Показано, что предложенный комплексный метод качественной и количественной оценки работоспособности сетей централизованного теплоснабжения позволяет выявлять особенности управления гидравлическими режимами сетей при подключении новых потребителей с различной степенью автоматизации. Экспериментально подтверждено отсутствие реакции на нештатные ситуации абонентов, системы теплоснабжения которых оснащены средствами регулирования тепловой нагрузки. Установлено, что стабильность расхода теплоносителя в системах потребителей обусловлена автоматической корректировкой степени открытия регулирующих клапанов в индивидуальных пунктах. В дальнейшем планируется разработка методических рекомендаций по нивелированию разбалансированности тепловой сети в условиях неравномерной оснащенности объектов средствами автоматизации при реализации проектов комплексной модернизации потребителей тепла или подключения новых объектов к существующим сетям теплоснабжения. 

Цель – определение показателей надежности системы электроснабжения с применением модели искусственной нейронной сети. Для разработки модели расчета технической надежности использованы алгоритм расчета показателей надежности систем электроснабжения, метод интенсивности отказов системы электроснабжения, модель прогнозирования с использованием искусственных нейронных сетей. Установлено, что систему электроснабжения образует разомкнутая радиальная схема электроснабжения. Определена интенсивность отказов подсистемы электроснабжения с помощью расчета интенсивности отказов i-го элемента подсистемы. В результате рассчитанной вероятности безотказной работы подсистемы для различных условий (5 временных интервалов) установлено, что при увеличении времени эксплуатации со 100 до 500 ч происходит линейное увеличение интенсивности отказов системы с 0,0051 до 0,0073 1/ч. Проведено сравнение полученных значений наработки до отказа основной и такой же резервной подсистемы, находящейся в ненагруженном режиме с абсолютно надежным переключателем (269,62 ч) с основной и такой же резервной подсистемы, находящейся в нагруженном режиме (202,21 ч), значения различны между собой на 67,41 ч, что говорит о более высокой степени надежности первого способа. Разработан программный комплекс «Прогноз_ИНС_2020». В результате сравнения результатов традиционного расчета интенсивности отказов системы электроснабжения и с помощью программного комплекса «Прогноз_ИНС_2020» получена допустимая точность не более 2,17%, что говорит о жизнеспособности данного программного комплекса при расчетах надежности на действующих энергетических предприятиях. Предлагаемые методы оценки технической надежности как с помощью традиционной модели, так и с применением модели на основе искусственной нейронной сети позволяют оценить состояние систем электроснабжения, что способствует предотвращению опасных аварийных ситуаций. 
 

 Цель – формирование группы объективных критериальных показателей оценки состояния энергетической безопасности децентрализованных удаленных районов севера и Арктических зон и автономных энергетических комплексов электроснабжения. Анализ возможностей возобновляемой энергетики, определяющей эффективность структуры децентрализованных энергетических комплексов с участием возобновляемых источников энергии, в изменении уровня их энергетической безопасности. Формирование индикативных показателей оценки энергетической безопасности объектов исследования проводилось на основе анализа соотношения максимально присущих угроз, территориальных и ситуативных факторов автономной энергетики севера и Арктических зон. На основе проведенного изучения состояния защищенности жизненно важных интересов объектов исследования были сформированы критериальные показатели территориального сегмента и автономного объекта электрификации, формирующих объективную оценку энергетической безопасности изолированных труднодоступных районов. Представлен анализ возможностей возобновляемых источников энергии в достижении отдельных позиций (ресурсной достаточности, экологической допустимости, технологической достижимости и надежности) энергетической безопасности рассматриваемого уровня. На основе проведенных исследований в качестве объектов индикативного анализа предложены группы свойств и процессов в территориальных рамках децентрализованного района, разнесенные по направлениям мониторинга энергетической безопасности локальных энергозон. Разделение совокупности сформированных критериальных показателей по уровням энергозоны и децентрализованного энергетического комплекса позволило учесть всю специфику данных объектов, охватить факторы взаимовлияния с сопутствующими системами в формировании состояния энергетической безопасности. При рассмотрении возможного варианта участия возобновляемых источников энергии в ресурсной и структурной обеспеченности автономного электроснабжения выяснено, что такая диверсификация отразится как на улучшении значений одних критериальных показателей энергетической безопасности исследуемого уровня, так и на ухудшении других. 

Целью исследования является разработка метода аналитического решения задачи потокораспределения шести-, одиннадцати- и двенадцатиконтурной тепловой сети; решение задачи оптимизации многоконтурной тепловой сети, включающей в себя выбор целевой функции и определение ряда варьируемых технических параметров. Для ускорения процесса оптимизации традиционно использовался метод декомпозиции графа тепловой сети, смысл декомпозиции заключается в разрезании графа сети в некоторых узлах для перехода многоконтурной схемы к разветвленной схеме в виде дерева. Оптимизация каждой разветвленной схемы проводилась методом динамического программирования, в результате чего получили новые значения варьируемых параметров на текущей итерации. Далее выполнили возврат к многоконтурной схеме, решили задачу потокораспределения и вычислили значение целевой функции. Итерационная сходимость метода декомпозиции математически не была доказана. Автором предложен метод расщепления графа, который позволяет исключить процедуру декомпозиции при оптимизации тепловой сети. Применены математическое моделирование гидравлической цепи, метод расщепления графа, аналитический метод решения алгебраического уравнения четвертой степени, в результате чего определена схема минимального элемента многоконтурной тепловой сети, показана возможность последовательного и параллельного соединения минимальных элементов, получены аналитические зависимости для задачи потокораспределения тепловой сети указанных схем. Предложенный метод аналитического решения задачи потокораспределения многоконтурной тепловой сети позволяет свести задачу расчета сложной схемы сети к расчету нескольких минимальных элементов, что существенно снижает объем вычислительной работы при моделировании гидравлической цепи. Приведенные примеры показывают, что погрешность расчетов не превышает 3%.

Цель – литературный обзор существующих способов переработки техногенного сырья (рудных отвалов прошлых лет, лежалых хвостов обогатительных фабрик, шлаков металлургического производства и т.п.), содержащих цветные и благородные металлы и накопленных практически во всех подотраслях цветной металлургии. Анализ существующих технологий переработки техногенного сырья (пиритные огарки и хвосты флотации обогатительных фабрик), которые включают в себя обогатительные, пиро- и гидрометаллургические и комбинированные способы извлечения ценных компонентов, проводился на основе обзора известных литературных и информационных источников. Показано, что обогатительные (грохочение, обесшламливание в гидроциклоне, обогащение на концентрационном столе, магнитно-жидкостная сепарация, флотация), пирометаллургические и комбинированные способы для извлечения драгоценных металлов из такого типа сырья являются нерентабельными. Наиболее удовлетворительные результаты были получены при использовании гидрометаллургических способов извлечения ценных компонентов из техногенного сырья. В качестве выщелачивающего агента были испытаны различные растворители, такие как цианид натрия, тиокарбамид, тиосульфат и сульфит натрия. Цианирование оказалось наиболее эффективным способом извлечения благородных металлов из техногенного сырья, но процесс характеризовался высоким расходом цианида натрия. Поэтому поиск способа извлечения ценных компонентов из таких проблемных продуктов необходим для того, чтобы сделать их переработку более рентабельной за счет уменьшения потребления цианида при сохранении показателя извлечения золота. В результате проведенного анализа сделан вывод о перспективности данного сырья для извлечения цветных и благородных металлов с применением гидрометаллургических технологий. Сделан вывод о целесообразности поиска рационального способа переработки техногенного золотосодержащего сырья для того, чтобы сделать технологию более рентабельной для извлечения ценных компонентов.  

 Цель – исследование механизма пассивации поликристаллических катодов и экспериментальное подтверждение способа стабильного электролиза с применением твердых электродов. В лабораторных условиях экспериментально исследуется механизм пассивирования катодов и условия стабильного ведения процесса электролиза с привлечением рентгенофазового анализа и электронно-микроскопических исследований использованных электродов. В процессе электролиза криолитоглиноземных расплавов установлено, что при наличии поверхностной микро- и макродефектности на твердом катоде последовательно формируется осадок из примесей и составляющих электролита. В созданных условиях эксперимента поверхность углеродного катода пассивировалась плотным двуслойным осадком из СаВ6 и составляющих электролита. На примере углеродного катода, содержащего титан в металлическом виде и в виде его оксидов, представлен способ устранения поверхностной микродефектности электродов, заключающийся в электрохимическом борировании углеродтитанового катода. Спектральным электронно-микроскопическим и энергодисперсион ным методами анализов установлено, что в течение 45-часового лабораторного эксперимента при 980°С и плотности тока 0,7 А/см2 неоднородная поверхность катода гомогенизирована диборид-титановым слоем. При стабильных параметрах электролиза криолитоглиноземного расплава на катоде электроосажден слой алюминия. Комплексный анализ условий электролиза, внешнего вида исходных и использованных углеродных катодов, данных аналитических исследований дают основания утверждать, что формирование на катоде плотного слоя осадков провоцирует поверхностная микро- и макродефектность электрода. Установленный механизм пассивирования углеродного катода как поликристаллического изделия распространяется на любые композитные электроды, в том числе на основе диборида титана. Логичным условием применения твердых катодов является организация процессов электролиза с непрерывным восстановлением поверхности, уменьшением ее химической неоднородности и микродефектности в течение всего технологического периода. 

Цель – представить исследования в области формирования и реализации нефтегазовой политики России, имеющей определяющую роль для развития и функционирования энергетики страны, ее энергетической безопасности, а также для наполнения бюджета страны; дать оценку взаимоотношений субъектов на Европейском газовом рынке, который останется важнейшим для России в среднесрочной перспективе, несмотря на риски и угрозы экспортным поставкам газа на этот рынок; рассмотреть роль и место Российской Федерации в экспортных поставках газа в Китай как важных элементов «Восточной газовой политики» России и важной составляющей Доктрины энергетической безопасности Российской Федерации. На основе анализа и обобщения информации официальных источников, научно-прикладных работ и обзоров, публикуемых в средствах массовой информации, дается обоснование актуальности проблемы и направлений ее решения. Проведенные исследования показали, что нефтегазовый сектор России остается важнейшей составляющей топливно-энергетического комплекса страны и экономики в целом. Стабильные экспортные поставки нефти и газа являются ключевым направлением деятельности нефтегазовой отрасли и во многом способствуют поддержанию энергетической безопасности страны. Отмечается, что в среднесрочной перспективе Россия сохранит не менее 30% газового рынка Европы. Вместе с тем энергетическая политика Евросоюза, антироссийские санкции, превышение предложений газа над спросом вынуждают Россию существенно снижать стоимость экспортируемого газа, чтобы сохранить свой сегмент на газовом рынке Европы. Прогнозируемые риски и угрозы «западному вектору» газовой политики России определяют необходимость диверсифицировать рынки экспортных поставок газа. В связи с этим представляется обоснованной реализация «Восточной газовой политики» как элемента энергетической стратегии в восточных регионах, направленной на широкое использование природного газа для отечественных нужд и экспортных поставок. Формирующееся стратегическое партнерство с Китаем определяется не только энергетическим партнерством, которое приобретает новые инициативы, но и характеризуется более широкой сферой взаимоотношений, включая экономическое, политическое сотрудничество. При этом экономическое сотрудничество в газовой сфере направлено прежде всего на обеспечение возможности диверсификации поставок газа в регионы Китая, поскольку существует достаточно развитый рынок его предложений. В сложившихся условиях финансово-экономической ситуации энергетического рынка на западном направлении Россия нередко вынуждена принимать условия Китая. Результаты проведенных исследований показывают, что нефтегазовый комплекс России сохраняет ключевые позиции в энергетике и экономике страны. В настоящее время наблюдается процесс активного пространственного развития топливно-энергетического комплекса на Востоке страны, при этом в перспективе сохраняются как «западный», так и «восточный» векторы газовой политики России. Усиливающееся торгово-экономическое и политическое сотрудничество России и Китая в среднесрочной и долгосрочной перспективе приведет к существенному наращиванию энергетического сотрудничества на взаимовыгодных условиях.