Аннотации и ключевые слова

Цель исследования состоит в обобщении принципа комбинации движений на круговые движения. Актуальность работы обусловлена тем, что в технических системах, в том числе в авиационной и космической технике, в частности, в авиационных трансмиссиях, подшипниках, орбитальных системах, вертолетных механизмах и многих других широко распространены комбинированные вращательные движения, и при конструировании важно представлять характер суммарного движения. Установлено, что при вращениях в противоположные стороны траектория суммарного движения представляет собой эллипс. При вращениях в одну сторону траектория суммарного движения представляет собой окружность. При круговых движениях с кратными скоростями траектории суммарного движения представляет собой улитки. Практический аспект исследования определяется тем, что полученные формулы могут непосредственно использоваться в САПР при выполнении конструкторских работ.

Ключевые слова: комбинация движений, круговые движения, эллиптическая траектория, круговая траектория, кратные скорости

Исследуются условия симметрии градиентных теорий упругости. Обсуждаются специфические свойства симметрии тензоров модулей упругости шестого ранга, и выделяется условие симметрии, которое характерно только для градиентных теорий. Рассматриваются модели Миндлина, связанные с первой и второй формой потенциальной энергии, ибо остальные градиентные варианты теорий упругости являются их частными случаями. Исследуется вариационная постановка градиентной упругости общего вида и роль условий симметрии, по вторым индексам в каждой тройке индексов. Доказывается, что в общем случае, что это условие симметрии является основой для формулировки условия корректности краевых задач при математической постановке градиентный теорий упругости. Отмечается необходимость требований симметрии модулей упругости (или тензоров третьего ранга для моментов по последней паре индексов) в случае, если поверхность тела имеет ребра, а также для класса так называемых векторных моделей.

Ключевые слова: градиентная упругость, вариационные модели, свойства симметрии тензоров обобщенных модулей упругости, условия корректности

Представлены физико-математические модели равновесной одномерной детонации с учетом уравнения состояния реального газа. Приведен оригинальный вычислительный алгоритм для построения равновесной детонационной адиабаты с применением упрощенного вириального уравнения состояния реального газа. Проведено исследование детонационных характеристик метано-воздушной горючей смеси при различных начальных условиях. В частности, получено, что скорость детонации Чепмена-Жуге при повышенных начальных давлениях может более чем на 10% превышать рассчитанную по идеальной модели. На основе анализа результатов численного моделирования подтверждена необходимость учитывать свойства реального газа для детонирующих смесей в области высоких давлений.

Ключевые слова: реальный газ, горение и детонация, термодинамическое равновесие, равновесная детонационная адиабата, математическое моделирование

В работе представлена математическая модель обтекания высокоскоростным потоком тела с газодинамическими органами управления, которая учитывает процессы химической кинетики, протекающие в воздухе при высоких температурах. Набегающий высокоскоростной поток представлен химически активной смесью, состоящей из пяти компонентов. Проведенная верификация математической модели показала, что данные, получаемые в результате моделирования, имеют достаточную точность и позволяют проводить изучение процессов, протекающих вблизи тела с газодинамическими органами управления обтекаемого высокоскоростным потоком.

Ключевые слова: газодинамические органы управления, высокоскоростной поток, химическая кинетика

Рассматривается соединение трубопроводов с не контактирующими фланцами, которое герметизируется за счёт установки в узел Z-образного металлического уплотнения. Ставится вопрос о необходимости оценки соединения на предмет отрыва кромок уплотнения от поверхностей фланцев. Данную проверку следует проводить перед расчётом на герметичность, поскольку может оказаться, что под действием внутреннего давления в магистрали или внешней осевой силы клиновидная кромка уплотнения отрывается от поверхности фланца, что приводит к невозможности выполнения соединением герметизирующих функций.

Ключевые слова: Z-образное уплотнение, нагрузки разгерметизации, расчёт на герметичность

Исследуются механические характеристики нового композиционного материала. Изготовлены балочные образцы прямоугольного поперечного сечения из алюмостеклопластикового слоистого композиционного материала. Композит представляет собой пакет алюминиево-литиевых и стеклопластиковых листов толщиной 0,3—0,35 мм. Эффективные модули упругости полученного таким образом композиционного пакета определены путем эксперимента на квазистатическое одноосное растяжение. Проведены основные динамические испытания консольно закрепленных балочных образцов исследуемого алюмостеклопластикового слоистого композиционного материала на свободные затухающие колебания, возбуждаемые кинематически путем задания начального перемещения свободного конца балки либо динамически путем задания поперечной ударной нагрузки. Получены амплитудно-частотные характеристики колебаний образцов различных геометрических размеров, выявлены пики на амплитудно-частотных характеристиках, соответствующие резонансной частоте колебаний по первой собственной форме. Вычислены эффективные модули упругости композиционного материала. По ширине пика амплитудно-частотной характеристики в окрестности резонансной частоты определены коэффициенты демпфирования композиционного пакета. Проведена соответствующая статистическая обработка результатов эксперимента, выявлен разброс результатов, соответствующих образцам различной ширины. Для оценки точности полученных в результате экспериментальных измерений характеристик материала получено точное решение прямой задачи о свободных колебаниях композиционной балки слоистой структуры с заданными физическими постоянными. Построена модель поперечных колебаний балки, учитывающая деформации поперечного сдвига, но пренебрегающая деформациями обжатия сечения. В качестве кинематических переменных приняты продольное и поперечное перемещения точки на линии, соединяющей оси симметрии поперечных сечений, и угол поворота сечения относительно поперечной оси. Записаны соотношения для деформаций, получены выражения для кинетической и потенциальной энергии деформирования балки. Уравнения движения и их естественные краевые условия получены вариационным путем. Поставлена краевая задача о гармонических колебаниях консольно закрепленной балки, получено соответствующее вековое уравнение. Это уравнение является трансцендентным и решается численно. Для учета эффекта демпфирования применен метод комплексных модулей. Частоты и декременты колебаний, полученные на основе численно-аналитического решения прямой задачи, вполне удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным.

Ключевые слова: экспериментальные исследования, слоистый стержень, алюмостеклопластик, собственные частоты, амплитудно-частотные характеристики, демпфирование

Предложена методика топологической оптимизации геометрии подкрепляющих элементов плоских панелей, нагруженных сосредоточенными силами. Методика основана на численном решении задачи о деформациях панели переменной толщины. Параметром оптимизации является толщина панели, задаваемая через фиктивную функцию плотности. Целевой минимизируемой функцией является полная энергия деформаций панели. В результате решения задачи оптимизации определяется расположение ребер жесткости, которые обеспечивают при собственной минимальной массе максимальное повышение жесткости конструкции. Достоинствами предлагаемой методики по сравнению со стандартными подходами топологической оптимизации являются сниженные требования к вычислительным ресурсам и возможность получения геометрии ребер жесткости, которая может быть изготовлена, например, фрезерованием. В работе исследована эффективность применяемого подхода в сравнении с вариантами регулярного оребрения панелей. Показано, что для некоторых вариантов нагружения массовая эффективность оптимизированных конструкций может быть более чем в 2-5 раз выше в сравнении наилучшими вариантами регулярного оребрения. Рассмотрены варианты применения в численных расчетах, как классической теории пластин, так и уточненной теории с учетом трансверсального сдвига. Установлено, что в рассматриваемых задачах оптимизации с условием минимизации полной энергии деформаций более эффективным является применение классической теории.

Ключевые слова: подкрепленные панели, топологическая оптимизация, сосредоточенные нагрузки, ребра жесткости, регулярное оребрение

Развиваются научно-методологические основы решения задач динамики объектов технологического и транспортного назначения, работающих в условиях повышенных вибрационных динамических нагрузок. Цель предлагаемого исследования заключается в разработке детализированных подходов в анализе динамических свойства технических средств (машин, оборудования, приборов), расчетные схемы которых отображаются в виде механических колебательных систем с несколькими степенями свободы. Используется аналитический аппарат системного анализа и его приложений к задачам динамики машин, защиты оборудования и приборов от вибрационных воздействий, что составляет основу подходов в обеспечении безопасности и надежности эксплуатация технических средств. Рассмотрен эффект сближения частот динамического гашения колебаний к одной из собственных частот. Показана редукция механической системы с двумя степенями свободы к системе с одной степенью свободы. Приводятся данные численного моделирования.

Ключевые слова: технический объект, расчетная схема, математическая модель, передаточная функция, динамическое гашение колебаний, связность движений, частотная функция

Исследуется нестационарное деформирование тонкой неограниченной по длине круговой цилиндрической оболочки постоянной толщины при воздействии на ее боковую поверхность сосредоточенной и распределённой по произвольной области нагрузки с переменной во времени амплитудой. Материал оболочки полагается линейно упругим, анизотропным и обладающим симметрией относительно ее срединной поверхности. Движение оболочки рассматривается в цилиндрической системе координат, связанной с осью цилиндрической оболочки, и описывается при помощи гипотез Киргофа-Лява, а искомая функция нормального нестационарного перемещения строится на связи функции Грина с функцией действующей нагрузки при помощи интегрального оператора типа свертки по пространственным переменным и времени. Функция Грина для анизотропной оболочки представляет собой решение специальной задачи о воздействии на оболочку сосредоточенной нагрузки, математически моделируемой дельта-функцией Дирака. Для построения функции Грина применяются разложения в экспоненциальные ряды Фурье, интегральное преобразование Лапласа по времени и интегральное преобразование Фурье по продольной координате. Обратное интегральное преобразование Лапласа выполняется аналитически, а оригинал интегрального преобразования Фурье находится с использованием численных методов интегрирования быстро осциллирующих функций. Интегралы сверки функции Грина с функцией нагрузки берутся при помощи квадратурных формул методом прямоугольников. В качестве численных примеров рассмотрены распространения нестационарных возмущений в неограниченной оболочке для нескольких вариантов симметрии упругой среды.

Ключевые слова: анизотропная цилиндрическая оболочка, нестационарная динамика, функция Грина, функция прогиба, обобщенные функции, интегральные преобразования, квадратурные формулы, нормальное перемещение, оболочка Кирхгофа-Лява

Представлен метод повышения точности пеленгации принимаемого информационного сигнала. Метод использует возможности доступные при реализации приёмной антенны как цифровой антенной решётки, то есть с применением технологии цифрового формирования лучей (digital beamforming). Суть метода состоит в повышении необходимой точности пеленгации благодаря свертке принятого сигнала с ним же после детектирования. Представлены описание модели и результаты моделирования на примере малоразмерной цифровой антенной решётки для обеспечения космической связи.

Ключевые слова: пеленгация сигнала, космическая связь, цифровая антенная решётка, цифровое диаграммообразование

В ряде случаев разработку алгоритмов управления многорежимными системами (в частности, малыми космическими аппаратами) приходится осуществлять в условиях априорной неопределенности о действии внешних возмущений, значениях параметров и характеристиках объекта управления. Реализация требований многофункционального и многорежимного отказоустойчивого и самовосстанавливаемого управления в указанных условиях тесно связана с оцениванием их структурно-функциональной живучести. В данной статье предлагается метод оценивания структурно-функциональной живучести бортовых систем малых космических аппаратов, основанный на концепции параметрического генома структуры системы управления и позволяющий учитывать различные варианты задействования режимов функционирования.

Ключевые слова: малый космический аппарат, структурно-функциональная живучесть, система управления движением, режимы функционирования

Система контроля и управления доступом является важным элементом обеспечения безопасности доступа в здание. Одним из опасных источников электромагнитных помех для таких систем являются посетители здания, которые часто имеют накопленное статическое электричество. При прохождении через турникет может произойти электростатический разряд, который может привести к возникновению наведенных помех в линиях связи и линиях вторичной сети электропитания. Наведенные помехи могут привести к нарушению помехоустойчивости системы контроля в виде кратковременных отказов. В работе предложена имитационная модель для исследования наведенных помех при воздействии электростатического разряда на турникет. Результаты моделирования дают представление о параметрах наведенных помех в проводных линиях системы контроля. На основе параметров наведенных помех проводится оценка качества функционирования элементов системы при воздействии электростатического разряда. При этом возможно временное нарушение функционирования электронных элементов системы. Полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Ключевые слова: система контроля и управления доступом, электростатический разряд, помехоустойчивость, наведенная помеха, имитационная модель, моделирование

В статье рассматривается разработанные модель, алгоритм и устройство расположения задач в реконфигурируемых вычислительных системах позволяющие снизить время поиска конфигурации. Модель описывает построение устройства и четыре условия расположения вершин между ПЛИС, позволяющих уменьшить вычислительную сложность алгоритма. Разработанный алгоритм в совокупности процедур выбора, хранения и присвоения допускает реализацию на текущих аппаратных средствах. В ходе экспериментальных исследований разработанного устройства проводился анализ быстродействия и полученной конечной конфигурации, показавший, что время работы алгоритма зависит от количества вершин. Результаты исследования позволяют сделать вывод, что разработанное устройство быстрее аналогичных программных средств в 5,17 раза. Таким образом, о преимуществе аппаратной реализации представленного метода и алгоритма.

Ключевые слова: реконфигурируемая вычислительная система, ПЛИС, конфигурация, алгоритм, граф

В качестве исследуемой технологии была выбрана технология низкотемпературной совместно обжигаемой керамики (LTCC). В процессе внедрения LTCC технологии были выявлены проблемы, связанные с взаимным влиянием большого количества параметров на каждом этапе производства на качество выпускаемой продукции. Для повышения качества производства СВЧ-компонентов предложена методология структурно-параметрического описания (СПО) технологии LTCC. На основе этой методологии была разработана база данных MS Access. Технология Access не позволяет делать многопользовательские, распределенные системы, для решения этой проблемы предлагается использовать систему управления базами данных (СУБД) ADO.NET, которая рассмотрена подробно в данной статье.

Ключевые слова: технология ADO.NET, низкотемпературная совместно обжигаемая керамика (LTCC), структурно-параметрическое описание (СПО), база данных (БД), система управления базами данных (СУБД), MS SQL Server

В настоящее время изучение физических особенностей бортовых авиационных систем является основным способом оценки их эффективности и работоспособности перед началом летных испытаний. В связи с возникновением новых систем требуется их детальная отработка еще до установки на борт. В ходе расширения функциональности применения летательных аппаратов разработки ПАО laquo;Компания laquo;Сухойraquo; возникла необходимость решения проблемы оптимизации геометрии воздушных систем при совместных расчетах гидравлических и тепловых процессов. Для этого применяются специальные программные комплексы, позволяющие воспроизвести реальные процессы изменения параметров таких систем с помощью математических моделей, достаточно точно описывающих характеристики и конструкцию этих систем. Настоящая работа посвящена отработке системы воздушного охлаждения (СВО) в программном комплексе SimInTech. Было смоделировано два случая отработки системы, в ходе исследования более полно отражена реальная картина работы СВО. Применение математического моделирования в программном комплексе SimInTech обеспечило возможность исследования физических особенностей системы, а также выявления её недостатков с целью их устранения на ранних стадиях проектирования.

Ключевые слова: система воздушного охлаждения, математическая модель, программный комплекс SimInTech, корректировка алгоритмов системы воздушного охлаждения

В настоящей статье предложено решение задачи автоматического завершения полета вертолета транспортной категории в чрезвычайной ситуации. Данный режим включает в себя последовательное выполнение в автоматическом режиме следующих алгоритмов: «приведения в горизонт» из сложного пространственного положения, автоматическое возвращение в заданную точку на постоянной высоте, снижение и торможение до зависания на безопасной высоте, посадка.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, вертолёт, математическая модель, система автоматического управления, кватернион

В статье обоснована целесообразность повышения качества подготовки специалистов в области радиоэлектронной борьбы. Разработана методика обоснования дополнительных требований к подготовке специалистов радиоэлектронной борьбы. Обосновано использование математических методов и моделей при обработке экспертной информации в интересах ранжирования требований к подготовке специалистов. Сформулированы дополнительные требования к подготовке специалистов радиоэлектронной борьбы.

Ключевые слова: подготовка специалистов, радиоэлектронная борьба, аэромобильная роботизированная система, беспилотный летательный аппарат, экспертное оценивание, модель Раша