Научный архив: статьи

Модифицированным интерферометром Майкельсона—Физо исследован in vivo кожный покров пациентов до и после косметологических процедур. Показана актуальность работы, так как получение достоверных данных о геометрических параметрах поверхности кожи, ее состоянии важно для каждого человека. В качестве объекта исследования in vivo выбран рельеф поверхности кожи вокруг глаз у пациентов в возрасте 38—45 лет. Приведены оптическая и функциональная схемы измерительной системы, а также даны техникоэксплуатационные характеристики. Получены экспериментальные результаты для 10 пациентов. Выявлено, что после применения ботулотоксина кожа становится более гладкой и эластичной, практически отсутствует вариация высоты рельефа

Введение. Известно, что обводненные заторфованные грунты преобладают на Севере России и на территории её Арктической зоны. Такие грунты обладают малой несущей способностью, что снижает возможность их использования при строительстве автозимников. Уплотнение (обжимка) заторфованных грунтов изменяет их теплофизические и физико-механические свойства, изменяя режимы промерзания и оттаивания слабых оснований, а также несущую способность сухопутных автозимников на заболоченных территориях. В статье отражены результаты экспериментальных исследований изменения теплофизических и физико-механических показателей заторфованного грунта при разной степени его уплотнения.

Методы и материалы. Для исследований применяли маловлажный грунт с высоким содержанием органического вещества (торфа) более 50%. Его уплотняли нагрузками, величина которых характерна при операциях по уплотнению (обжимке) слабых заторфованных оснований на автозимниках (0,01, 0,03 и 0,06 МПа), и замораживали в камере до температуры минус 15 0С. Контроль температуры осуществляли на различной глубине образца через заданные промежутки времени. Для этого скомпоновали прибор, основными элементами которого являются термодатчики марки DS18B20 и микроконтроллер ArduinoNano. Теплопроводность талого и мёрзлого грунта определяли с помощью зондового прибора МИТ-1. Для определения прочности (твёрдости) образцов использовали динамический плотномер Д-51 и универсальный пенетрометр ПУС-3М.

Результаты. Уточнены свойства исследуемого органического грунта. Определена теплоёмкость этого грунта в зависимости от его влажности, температуры и плотности. Оценено влияние степени уплотнения грунта на кинетику его промораживания. Представлены результаты исследования зависимости условной прочности (твёрдости) грунта при разной температуре и плотности, а также результаты интерпретации результатов динамического зондирования в модуль упругости для исследуемого заторфованного грунта.

Заключение. Уплотнение (обжимка) заторфованного грунта увеличивает его теплопроводность и скорость промерзания верхнего слоя болота, что способствует ускорению ввода автозимника в эксплуатацию. Уплотнение (обжимка) заторфованного грунта значительно увеличивает его прочность при замораживании, что предопределяет увеличение несущей способности автозимников на болотах. Наиболее перспективно использование для оперативного контроля плотности и прочности промороженной торфяной плиты на автозимниках методов динамического зондирования пенетрометрами различной конструкции. Получены результаты определения условного показателя прочности (твёрдости) торфяного грунта с помощью зондирования динамическим плотномером и универсальным пенетрометром.

Рассмотрены возможности моделирования распространения электромагнитных волн для анализа целостности сигналов и электромагнитной совместимости для трехмерных микросборок с торцевой коммутацией в трех- и двумерных средах. Согласно результатам проведенного анализа, установлены преимущества использования трехмерных сред моделирования, позволяющие исследовать электрические характеристики различных изделий, включающих в себя проводники сложной формы, например микросборки с торцевой коммутацией, изделия с монтажом кристаллов методом разварки, многокристальные модули и др. Проведен анализ распространения электрических и магнитных полей в микросборке с торцевой коммутацией, выполняющей функцию линейно-частотной модуляции в составе цифровой части радара. В результате моделирования для частоты 500 МГц найдены наиболее помехогенерирующие цепи, вызывающие нежелательные выбросы напряжения в соседних сигнальных проводниках. Для определения методов улучшения качества сигнала в микросборках с торцевой коммутацией на упрощенной модели проведен анализ S-параметров для проводников на торцах изделия, расположенных на расстоянии, равном одной, двум, трем и четырем ширинам проводников. Установлено улучшение качества сигнала (примерно на 33 %) при увеличении зазора между проводниками от одной до двух и от двух до трех ширин проводников. При увеличении зазора от трех до четырех ширин проводника улучшение качества сигнала составило 15 %

Актуальность. При движении транспортного средства могут возникать режимы, сопровождающиеся повышенным скольжением колеса с отрицательным вязким трением, характеризуемым снижением силы трения при росте скорости скольжения. В данных случаях может возникать потеря устойчивости, влекущая за собой возбуждение автоколебательных явлений в электромеханической системе (дорога-колесо-механический привод-электродвигатель). Зарождение данного процесса резко повышает динамическую нагруженность системы, что может привести к выходу её из строя, поломке. Вследствие этого разработка методов подавления автоколебательных явлений считается актуальной задачей.

Цель исследования. Проверка работоспособности и эффективности метода подавления автоколебаний в электромеханической системе привода колеса при торможении транспортного средства. Материалы и методы. С помощью анализа функции Ляпунова для электромеханической системы привода колеса обоснован метод подавления автоколебательных явлений. Исследование же работоспособности алгоритма выполнено с применением программного комплекса Matlab Simulink.

Результаты исследования. Доказана методами имитационного математического моделирования работоспособность и эффективность алгоритма, что позволяет в дальнейшем его использовать при разработке систем управления движением. В случае торможения транспортного средства, оснащённого антиблокировочной системой с функцией подавления автоколебаний на скользком опорном основании, наблюдается снижение амплитуд колебаний угловых скоростей колёс на 80% и тормозных моментов на 96%. При торможении данного транспортного средства на опорном основании с высоким коэффициентом сцепления амплитуды снижаются на 98% по угловым скоростям и на 81% по крутящим моментам. При имитационном моделировании динамики торможения транспортного средства на опорном основании с низкими сцепными свойствами также показано, что в данных случаях манёвр уклонения удаётся совершить, это свидетельствует о повышении управляемости и активной безопасности машины.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в возможности использования разработанного алгоритма подавления автоколебаний при практическом применении в составе систем управления транспортным средством. Разработанный алгоритм может быть использован на транспортных средствах различного класса, оснащённых индивидуальным тяговым электроприводом ведущих колёс.

Введение. Современные колесные транспортные средства (КТС) с электрическими и гибридными силовыми установками (ЭСУ и ГСУ) становятся все более распространенными. Очевидно, что с ростом количества КТС с ЭСУ и ГСУ возникает необходимость в проведении полноценного и качественного исследования рабочих процессов КТС как на этапах производства и доводки на предприятиях-изготовителях, так и в условиях эксплуатации на станциях технического обслуживания (СТО) и прочих организациях. Исследование технического состояния КТС с ЭСУ и ГСУ с классической компоновкой силового агрегата и трансмиссии (привод на переднюю или заднюю ось) вполне возможен на существующих стендах. Но при исследовании КТС с ЭСУ и ГСУ с полным приводом или с электродвигателем-генератором (ЭГ) на каждое ведущее колесо возникает проблема, связанная с отсутствием методов и средств для измерения силы тяги, индивидуально на каждом колесе.

Материалы и методы. В данном разделе приводится анализ возможностей проведения исследования технического состояния КТС с ЭСУ и ГСУ на современных силовых и инерционных стендах, реализующих принцип обратимости движения.

Результаты. Разработаны методы исследования тягово-динамических свойств КТС с ЭСУ и ГСУ, в ходе реализации которых предлагается использовать созданный исследовательский стендовый комплекс, включающий гибридный стенд с управляющими и измерительными системами, позволяющими определять силы и мощность на ведущих колёсах КТС, а также временные и кинематические параметры процесса его функционирования. В ходе экспериментальных исследований получены результаты процессов функционирования автомобилей Kia Soul EV и Toyota Prius NHW20, выполнен анализ их силовых и кинематических параметров.

Заключение. В результате исследования доказано, что для обеспечения высокоинформативных и стабильных тестовых режимов функционирования КТС в процессе исследования их тягово-динамических свойств необходимо использовать гибридные стенды.

Отмечена тенденция к увеличению форматов и уменьшению размеров пикселей матричных фотоприемных устройств (ФПУ). Проведена оценка необходимых технологических норм, размеров кристалла и ожидаемого выхода годных интегральных схем (ИС) мультиплексоров для различных форматов и типов ФПУ. Показаны необходимость и пути технологической модернизации изготовления ИС мультиплексоров и проведена оценка необходимых финансовых затрат.

Введение. Сложная система взаимодействия характеристик системы Водитель-Автомобиль-Дорога-Среда (ВАДС) является предметом исследований ученых всего мира. Если объяснить закономерности явлений, присутствующих при совершении ДТП, то можно смоделировать некоторые транспортные процессы. Для этого необходимо рассмотреть большое количество признаков, разделяя их на статические и динамические. Особое внимание уделяется последним, из-за нестабильности состояния характеристик. К этой категории относятся интенсивность транспортного потока и погодные условия. Существует немало методов по повышению точности прогностических моделей, но такой применяется впервые. Главная особенность данного метода – логическая и статистическая обоснованность автоматизации подбора широт интервалов. Это необходимо не только для группировки признаков, но и для повышения их значения при совместном анализе. Например, для интенсивности транспортных потоков ширина может быть 100 авт/час (0-100, 101-200, 201-300 и т. д.), но она не будет эффективна с прогностической точки зрения для ширины интервала температуры воздуха 5°С (-25 - -20, -19 -15, -14 - 10 и т. д.). Соответственно, целью работы стало определение эффективных прогностических широт интервалов интенсивности транспортного потока (зависимый признак) и погодных условий (независимые признаки).

Материалы и методы. Данная работа является продолжением большого проекта по повышению безопасности дорожного движения, в котором уже проводились подобные исследования, для определения эффективных широт интервалов с использованием ранговой корреляции Спирмена. Установлены значения, при которых температурные режимы (воздуха, почвы и точки росы) лучше всего описывают интенсивность транспортного потока. Для комплексной характеристики потребовалось провести дополнительный анализ оставшихся независимых признаков. Созданы новые алгоритмические структуры с использованием языка программирования Python, в которых последовательно сравнивались установленные широты интервалов признаков таким образом, чтобы отработать все возможные их комбинации. Каждый результат подвергался корреляционному анализу, и рассчитывалась вероятность ошибки.

Результаты. В результате экспериментального подбора широт интервалов определены самые эффективные из них. Критерием отбора стал последующий корреляционный анализ. Принимались значения коэффициента больше 0,7 или меньше -0,7. Также рассчитывалась вероятность ошибки, принимались значения меньше 0,05. Таким образом, получено большое количество комбинаций, отвечающих необходимым условиям. Далее для каждого признака подобрана та ширина интервала, при которой она чаще встречается с другими, а в случае одинакового количества встреч является наименьшей из них.

Заключение. В результате проделанной работы определены эффективные широты интервалов, в которых анализировались исследуемые признаки. Эта работа в последующих трудах способствовала качественному обучению модели. Благодаря чему была создана программа по прогнозу интенсивности транспортного потока, зависящей от показателей погодных условий, с использованием нейронных сетей.

Введение. При замедлении транспортного средства, в особенности на скользком покрытии, возможна потеря устойчивости движения системы электромеханического привода, сопровождающаяся возбуждением автоколебаний с высокими амплитудами. Зарождение автоколебаний возникает при росте скорости скольжения и снижением силы трения. При этом резко повышается динамическая нагруженность системы привода, что может привести к выходу её из строя. Вследствие этого разработка методов подавления автоколебательных явлений является актуальной задачей. Цель исследования – проверка методами экспериментальных исследований эффективности работы алгоритма подавления автоколебаний в электромеханической системе привода колеса при торможении.

Материалы и методы. Исследование работоспособности и эффективности алгоритма выполнено с применением методов натурных экспериментов при сопоставлении результатов заездов с последующим интенсивным торможением транспортного средства как с деактивированной, так и активированной системой подавления автоколебаний.

Результаты исследования. С помощью метода натурных экспериментов установлена работоспособность и эффективность алгоритма подавления автоколебаний при выполнении замедления, который позволяет снизить величины максимальных амплитуд в 6 раз, усреднённых амплитуд в 3…3,5 раза, исключая при этом изменения знака момента при интенсивных замедлениях транспортного средства.

Заключение. Алгоритм подавления автоколебаний можно рекомендовать для практической разработки систем управления замедлением транспортных средств.

В статье рассматривается трансформация образовательного процесса под влиянием цифровых технологий, с акцентом на персонализированное обучение как ответ на ограничения традиционных образовательных моделей.

Анализируются ключевые технологии искусственного интеллекта: машинное обучение, обработка естественного языка, анализ данных, адаптивные системы и геймификация.

Рассматривается их практическое применение для создания индивидуальных образовательных траекторий и повышения учебной мотивации.

Особое внимание уделяется роли искусственного интеллекта как инструмента поддержки преподавательской деятельности, позволяющего перераспределить ресурсы педагогов на стратегически важные задачи.

Современное образование претерпевает глубокую цифровую трансформацию, обусловленную интенсивным развитием информационно-коммуникационных технологий. Данные изменения модифицируют не только методы передачи знаний, но и структуру взаимодействия участников образовательного процесса. В этой парадигме цифровые образовательные платформы, в частности основанные на технологиях виртуальной реальности (VR), трансформируются из элементов, ранее воспринимаемых как деструктивные для традиционных педагогических практик, в инструменты, повышающие эффективность обучения. В статье применялись методы теоретического анализа научной литературы и эмпирические методы: педагогические эксперименты и наблюдения, опросы.

Целью исследования выступает исследование эффективности интеграции VR-платформ в процесс общей физической подготовки. Для её достижения решались следующие задачи: провести систематический анализ научных публикаций и практических внедрений VRтехнологий в физическое воспитание с акцентом на эффективность формирования двигательных навыков и влияние психологических факторов; изучить синергию цифровых платформ и традиционных методик, оценив роль VR в создании когнитивно-эмоционально обогащённых сред, способных преодолевать ограничения классических подходов; экспериментально оценить влияние VR-тренажеров на физиологические и поведенческие параметры подростков 12-16 лет; определить уровень педагогической готовности к внедрению VR-инструментов через анализ потребностей преподавателей в профессиональной переподготовке в условиях технологической трансформации образования. Такая структура позволяет всесторонне рассмотреть потенциал VRтехнологий в контексте модернизации методов физического воспитания с учётом как обучающих, так и педагогических аспектов.

Введение. Развитие автомобильно-дорожного строительства является приоритетным направлением в российской экономике. Своевременная сдача в срок объектов строительства повышает требования к планированию проведения механизированных работ. Процесс эксплуатации транспортно-технологических машин в течение продолжительного времени приводит к снижению их потенциальных возможностей, в том числе и эксплуатационной производительности. Целью предлагаемой статьи является совершенствование метода расчета производительности одноковшового гидравлического экскаватора (ЭО) с учетом наработки.

Методы и материалы. Метод расчета производительности учитывает динамику рабочего давления в гидравлической системе рабочего оборудования (ГРО), частоты вращения коленчатого вала (ЧВКВ) от наработки, для описания которых использовались регрессионные зависимости. Также были получены параметры закона распределения случайной величины рабочего давления в ГРО и скорости его падения для операции «разработка и набор грунта».

Результаты. Обработка результатов производственных экспериментов позволила установить зависимости изменения рабочего давления в гидравлической системе в процессе разработки и набора грунта, а также для всех технологических операций рабочего цикла, частоты вращения коленчатого вала двигателя ЭО от наработки. Исследовано влияние рабочего давления в ГРО, ЧВКВ двигателя экскаватора на подачу, гидравлическую мощность, продолжительность выполнения технологических операций. Проведен расчет эксплуатационной производительности ЭО с учётом динамики параметров, отражающих ее изменение с течением наработки.

Обсуждение и заключение. Установлено, что с увеличением наработки рабочее давление в ГРО снижается в среднем на 12,7–13,0%, снижение среднего значения рабочей ЧВКВ составляет 4%. Расчетная величина падения средней часовой эксплуатационной производительности ЭО с учетом ухудшения технического состояния составляет 65% на интервале наработки от 0 до 10 000 мото-часов для модели японского ЭО ZX 330.

В условиях глобализации и интеграции различных культур знание иностранных языков становится важным аспектом личностного и профессионального развития. Среди множества инновационных педагогических подходов, направленных на такой личностно-ориентированный процесс, особое место занимает метод проектов. Метод проектов на современном этапе сочетает в себе исследовательские, творческие и проблемные методы, развивая у учащихся навыки самостоятельного конструирования знаний, критическое мышление и умение работать в команде. Общество ожидает от изучения иностранных языков развития личности, усиления гуманистической составляющей и максимального раскрытия образовательного и развивающего потенциала предмета с учетом индивидуальных особенностей каждого. Проектная деятельность предполагает не только помощь обучающимся в приобретении знаний, но и создание отношений и условий, позволяющих им овладеть этими знаниями.