Архив статей журнала
Представлена новая конструкция пневмогидравлического амортизатора с выносной пневмокамерой, обеспечивающей специфическую упругую характеристику, эффективно снижающую амплитуды колебаний при движении транспортно-технологической машины (ТТМ) по неровной дороге, повышая при этом скорость движения по неровностям дороги. Приведены сравнительные графики давления и жесткости упругого элемента амортизатора с учетом выносной пневмокамерой и без нее. Акцент сделан на снижение динамических нагрузок за счет применения выносной пневмокамеры. В качестве оценки колебательного процесса рассматривается двухмассовая колебательная система, учитывающая поведение неподрессоренной массы, которая выполнена в виде математической модели в программной среде MathCAD. Результаты подтверждают эффективность применения нового амортизатора. Проведено компьютерное моделирование свободных колебаний двухмассовой колебательной системы, представлена методика колебательного процесса динамической двухмассовой колебательной системы
Представлен концептуальный проект модернизации системы отвода тепла от парогенераторов (ПМ СПОТ), функционирующей в следующих режимах эксплуатации энергоблока атомной станции (АЭС) с водоводяной реакторной установкой: нарушение нормальной эксплуатации и запроектные аварии. ПМ СПОТ разработан для адаптации проектов российских АЭС к требованиям международных Регуляторов по автономности энергоблоков и с целью повышению автономности. Приведены результаты теплогидравлического моделирования, экономическая оценка LCOE и оценка влияния ПМ СПОТ на коэффициент готовности АЭС. Исследованы надежность элементов ПМ СПОТ и достижение целевых показателей безопасности при эксплуатации системы по прямому назначению. Проведен анализ соответствующих требований международных Регуляторов, дана оценка капитальных затрат на внедрение ПМ СПОТ в проекты существующих АЭС.
Представлены результаты всестороннего аналитического исследования оценки зоны поражения, создаваемой летящим предметом на АЭС при разрушении элемента с высокой потенциальной или кинетической энергией. В рамках консервативного и реалистичного подходов получены явные формулы для построения как частных траекторий полета, так и огибающей всех возможных траекторий с учетом динамического воздействия струи и сил аэродинамического сопротивления. Выполнен оценочный расчет для высокоэнергетической арматуры.
Актуальность работы определяется тем, что в соответствии с апробированной методикой анализа влияния внутренних воздействий оценка перечня отказов из-за воздействия летящих предметов выполняется на основе зоны поражения. Геометрические размеры зоны поражения напрямую влияют на объем зависимых отказов, которые должны быть учтен при обосновании безопасности ОИАЭ в соответствии с ФНП РФ. Полученные результаты рекомендуются для обоснования безопасности ОИАЭ, в частности, при выполнении анализов внутрен-
них и внешних воздействий, анализов проектных и запроектных аварий.
Предложен новый подход к моделированию и анализу поверхностных волн идеальной жидкости, основанный на стохастическом моделировании поверхностных волн, позволяющем генерировать профили поверхности без решения динамических уравнений гидродинамики идеальной жидкости со свободной поверхностью. Стохастическое моделирование профилей поверхностных волн применено для исследования статистики возникновения экстремально больших волн (волн-убийц). Показано, что с помощью статистического моделирования поверхностных волн можно оценивать вероятность их возникновения. Полученные вероятности были сравнены с теми, которые были рассчитаны с использованием численного решения полных уравнений гидродинамики идеальной жидкости со свободной поверхностью. Обосновано, что предложенный подход может быть эффективно использован и для исследования экстремальных трехмерных поверхностных волн в океане.
Исследованы возможности применения алгоритмов компьютерного зрения для распознавания клеток крови на биомедицинских изображениях. В качестве основного инструмента используются искусственные нейронные сети. Выполнена разметка и аугментация анализируемых изображений, подготовлены данные для обучения нейронных сетей, представлено сравнение различных нейросетевых архитектур. Также разработан алгоритм распознавания пересекающихся объектов, основанный на разделении контура объекта на сегменты по ключевым точкам. Приведены результаты работы алгоритмов на реальных изображениях микроскопии крови, выполнено сравнение их эффективности, выделены достоинства и недостатки. Наиболее высокие показатели точности распознавания были достигнуты с применением нейронной сети YOLOv8. Проведенные в рамках работы эксперименты показали эффективность применения нейросетевого подхода для анализа биомедицинских
изображений.
Представлено исследование физических аспектов столкновения двух тел, в результате которого впервые получены прямые зависимости скоростей отскока тел от коэффициента восстановления при нецентральном ударе и определены условия отсутствия отскока при абсолютно неупругом столкновении. Привлечение символьного процессора MathCAD 15 для вывода сложных формул позволило снизить трудоемкость процесса, избежать возможных ошибок ручного вывода и повысить достоверность полученных результатов.
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.