Статья: ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СТОЛКНОВЕНИЙ В MATHCAD (2024)

Исследованы свойства экспериментов / последовательностей для идентификации текущего состояния
компонентов телекоммуникационных систем. Знание текущего состояния тестируемой системы может снизить
стоимость пассивного тестирования, поскольку в ряде случаев достаточно проверить только критические свой-
ства в данном состоянии. Для подобной идентификации используются установочные / синхронизирующие по-
следовательности / трассы, построенные по различным формальным моделям. В качестве таких моделей для
описания компонентов современных телекоммуникационных систем широко используются расширенные и
временные автоматы. Рассматриваются известные подходы к построению установочных последовательностей
для расширенных и временных автоматов на основе соответствующих конечно-автоматных абстракций, анали-
зируется их эффективность, исследуются свойства установочных / синхронизирующих последовательностей.

Представлены результаты расчетного исследования безопасности автобуса, проведенного с учетом требований Правил № 66 ЕЭК ООН. Исследовано влияние способа установки сидений на пассивную безопасность кузова автобуса. В качестве объекта изучения принят цельнометаллический кузов автобуса малого класса. Производство данного типа транспортных средств зачастую происходит путем достройки грузовых автомобилей. При данном виде производства достройщикам необходимо решить вопрос пассивной безопасности, пройти сертификацию. Согласно Правилам № 66 ЕЭК ООН, допустимо применение имитационного моделирования. Расчетные исследования выполнены с применением компьютерного моделирования на основе МКЭ (метода конечных элементов). Создана модель кузова автобуса с различными вариантами крепления сидений (только на пол, пол – боковина). Правила ООН № 66 требуют, чтобы конструкция транспортного средства выдерживала нагрузку, возникающую при боковом опрокидывании транспортного средства, а также после опрокидывания в его салоне должно сохраняться необходимое для пассажиров и водителя пространство. Анализ показывает, что минимальный запас расстояния между регламентированным остаточным жизненным пространством и кузовом автобуса сохраняется, однако при способе установки сидений на пол – боковину обеспечивается запас.

Предложен и верифицирован метод наблюдения буксования ведущего колеса с функцией подавления автоколебаний, заключающийся в выводе из системы свободной энергии колебательного движения в случае развития процесса с отрицательным затуханием. В результате исследования получен эффективный алгоритм подавления автоколебательных явлений в электромеханической системе привода колеса. Его применение снижает пиковые значения (амплитуды) колебаний угловых скоростей колес; пиковые значения автоколебательного процесса по угловым скоростям снижаются на 12,3 %, а для крутящих моментов – на 38 %. Практическая ценность исследования заключается в возможности использования разработанного алгоритма подавления автоколебаний для систем управления транспортными средствами различного класса, оснащенными индивидуальным тяговым электроприводом ведущих колес.

Проведено динамическое исследование планетарного механизма привода гусеничного экскаватора на основе уравнения Лагранжа второго рода. Гусеничные экскаваторы, имея хорошее сцепление с грунтами и возможность работать на самых сложных из них, позволяют вести земляно-строительные работы круглый год даже в самых сложных погодных условиях. Выбрана конкретная схема планетарного зубчатого механизма с желательным передаточным числом для конкретной модели экскаватора. Проведен кинематический синтез механизма с определением числа зубьев колес и сателлитных блоков. Для расчета выбран ходовой механизм гусеничного экскаватора модели XE215CLL и двигателем BD-6BG1TRP. В соответствии с параметрами выбранной машины определена силовая нагрузка на исследуемый планетарный механизм. Проведено конструирование механизма с использованием методов деталей машин, выполнен расчет массово-геометрической характеристики звеньев планетарного механизма. Представлена динамическая модель планетарного механизма, установлен закон движения всех его звеньев. Разработанная методика может быть применена также для колесных экскаваторов.

Рассмотрены вопросы регулирования гибридной силовой установки (ГСУ) при установившемся движении автомобиля с заданной длительностью. На основании выполненного исследования энергетической эффективности рабочего процесса ГСУ установлено, что поиск алгоритмов рационального ее регулирования необходимо осуществлять путем решения соответствующей задачи оптимизации. Для решения задачи предложены частные оценочные критерии энергетической эффективности рабочего процесса ГСУ, подход к выбору параметров оптимизации и вводимые ограничения; введены понятия выходной и оптимизированной выходной характеристик ГСУ, а также нормированного удельного расхода топлива ДВС, приходящегося на зарядку тяговой высоковольтной аккумуляторной батареи. Для параметров агрегатов и механизмов ГСУ последовательно-параллельного на примере автомобиля типа Toyota Prius с помощью разработанной авторами компьютерной программы получены рациональные функции регулирования агрегатами при движении автомобиля на различных нагрузочно-скоростных режимах, обеспечивающие наилучшие значения выбранных частных критериев эффективности. Результаты исследования могут быть использованы при разработке перспективного метода оптимизированного выбора стратегии регулирования агрегатов ГСУ при движении автомобиля в комплексе неустановившихся режимов движения.

Рассмотрены результаты экспериментальных исследований транспортно-технологической платформы с роторно-винтовым движителем (ТТП с РВД). Представлены основные характеристики и внешний облик ТТП РВД ЗВМ 2902 производства ООО «Завод вездеходных машин», определены цель, задачи и основные параметры ее испытаний. Дано краткое описание применяемых приборов и оборудования, а также измеряемых величин. Испытания проведены на трех характерных участках с разными значениями влажности и прочностным свойствам илового осадка, а также на воде (мерные участки на иловых площадках длиной 20 м и длиной 50 м на воде). Получены значения скоростей движения ТТП с РВД от частоты вращения роторов. Построены графики изменения тяги на крюке ТТП с РВД в зависимости от влажности илового осадка при движении на различных передачах, а также от скорости вращения движителей на участках с различной влажностью ила и на воде, даны значения расхода топлива. Анализ полученных результатов позволяет дать рекомендации по повышению производитель-
ности и проходимости амфибийной ТТП с РВД. Данная работа продолжает исследования Нижегородской научно-практической школы транспортного снеговедения.

Представлены результаты исследования возможных причин превышения проектных значений давления в первом контуре реакторных установок типа «РИТМ» с газовой системой компенсации давления в режимах разогрева, стационарной работы после разогрева и в переходных процессах. Проведен анализ тепло-гидравлических процессов, происходящих в оборудовании газовой системы компенсации давления в данных режимах, приводящих к изменению температуры воды и газа. Разработана методика расчета и представлены расчетные оценки процессов тепломассопереноса в системе компенсации и первом контуре. Определено изменение температуры воды и газа в оборудовании системы и, в соответствии с этим, изменение давления в первом контуре. Исследованы процессы растворения, выделения и переноса газов в системе компенсации и первом контуре перед разогревом, в процессе и после разогрева. Разработана методика оценки влияния указанных процессов на давление в контуре, приведены результаты расчета. Предложены возможные варианты модернизации системы и изменения режимов работы установки.

Решена задача выбора оптимальной модели динамики реакторной установки по критерию минимального отклонения расчетных значений параметров реактора от экспериментально полученных данных. При необходимости валидации моделей на группе режимов по нескольким параметрам задача приобретает многокритериальный характер. Для решения применены методы поддержки принятия решений SAW, TOPSIS и ELECTRE. Методом SAW проведен анализ чувствительности результатов к экспериментальным погрешностям измерений и к варьируемой значимости валидируемых параметров реакторной установки. Результаты позволяют ограничить исходный набор моделей для последующего уточнения рассматриваемых физических предпосылок.

Рассматриваются вопросы численного моделирования задач обтекания тел со сложной геометрической формой. Представлены основные уравнения тепло- и массопереноса вязкого сжимаемого газа. Проведена модификация исходных соотношений для задач с подвижными границами, позволяющая сохранить порядок аппроксимации численной схемы путем введения вектора скорости грани контрольного объема. В качестве подхода моделирования используется методика расчета на сетках с перекрытиями. Приведены ключевые этапы предложенной технологии расчета. Для уменьшения вычислительной сложности построения интерполяционного шаблона предлагается использование иерархических структур данных. Восстановление расчетных полей на интерфейсных гранях выполняется посредством специализированных алгоритмов на основе градиентов и расширенного множества ячеек доноров. Работоспособность алгоритмов демонстрируется на примере задачи обтекания дозвуковым потоком сжимаемого газа двухзвенного профиля крыла Анализ показал преимущество предложенных подходов интерполирования в отношении точности получаемых результатов для актуальных задач авиационной промышленности.

Результат измерения должен сопровождаться указанием показателя точности, в качестве которой, как правило, выступает расширенная неопределенность. Для ее расчета необходима информация о числе степеней свободы суммарной стандартной неопределенности результата косвенного измерения. Известные в нормативных документах и других источниках методики имеют ряд пробелов. Для устранения этих пробелов предложено использовать интерполяционный фактор в установлении числа степеней свободы для общего случая количества элементов в группе корреляционно зависимых входных переменных, а также предложены три подхода для
определения числа степеней свободы стандартной неопределенности типа B. Выполнены соответствующие примеры расчетов, сопоставлены полученные результаты. Сделан вывод о целесообразности нахождения числа степеней свободы стандартной неопределенности типа B путем сопоставления коэффициента охвата, определяемого по методике ГОСТ Р 8.736-2011, с коэффициентом Стьюдента.

Исследованы свойства экспериментов / последовательностей для идентификации текущего состояния
компонентов телекоммуникационных систем. Знание текущего состояния тестируемой системы может снизить
стоимость пассивного тестирования, поскольку в ряде случаев достаточно проверить только критические свой-
ства в данном состоянии. Для подобной идентификации используются установочные / синхронизирующие по-
следовательности / трассы, построенные по различным формальным моделям. В качестве таких моделей для
описания компонентов современных телекоммуникационных систем широко используются расширенные и
временные автоматы. Рассматриваются известные подходы к построению установочных последовательностей
для расширенных и временных автоматов на основе соответствующих конечно-автоматных абстракций, анали-
зируется их эффективность, исследуются свойства установочных / синхронизирующих последовательностей.