Аннотации номера

ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

1
Выполнены исследования стекол на основе оксидов тяжелых металлов Bi2O3и PbO. Рассматривается возможность их использования в апконверсионных датчиках температуры, основанных на измерении отношения пиков люминесценции ионов Er3+в области 500–700 нм. Объектом исследования был состав стекла 35Bi2O3-40PbO-25Ga2O3 (мол.%), также были синтезированы образцы стекла, активированные ионами Er3+ и соактивированные ионами Yb3+и Nd3+. С целью получения спектров апконверсионной люминесценции активированных стекол в области 500–700 нм синтез был проведен в тиглях из кварцевого стекла, в отличие от классически применяемых для синтеза стекол данного класса тиглей из платины. Использование кварцевого тигля позволило расширить рабочий спектральный диапазон стекол в видимой области. Измерены спектры поглощения в видимом и инфракрасном диапазонах, проведена оценка содержания OHгрупп в стекле на основе коэффициента поглощения в области 3 мкм. Полученное значение коэффициента поглощения существенно меньше, чем для целого ряда оксидных многокомпонентных стекол. Спектры люминесценции регистрировались при возбуждении титан-сапфировым лазером с длиной волны 975 нм. Предложен механизм, описывающий природу пиков люминесценции с максимумами около 531, 552 и 665 нм. Для образца стекла, содержащего ионы Er3+и Yb3+,  наблюдалось увеличение интенсивности полосы в красной области спектра относительно полос с максимумами около 531, 552 нм, что было объяснено переносом энергии возбуждения от ионов Yb3+ионам Er3+. Полученные результаты указывают на принципиальную возможность использования в качестве чувствительного элемента для оптических люминесцентных датчиков температуры стекол исследованного состава при проведении синтеза в кварцевом тигле.
9
Предмет исследования. Приведено описание волновой аберрации оптической системы при помощи полиномов Цернике. Выполнен поиск удачного расположения исходных точек (координат лучей на входном зрачке оптической системы) для аппроксимации методом наименьших квадратов. Рассмотрены шесть возможных вариантов такого распределения, сделаны выводы об их преимуществах и недостатках. Методы. Сущность метода заключается в исследовании различных распределений лучей по входному зрачку, позволяющих достичь требуемой точности при минимальном количестве лучей. Основные результаты. В результате выполненной работы исследованы различные варианты распределения точек (координат лучей) на входном зрачке оптической системы. Выполнено сравнение среднеквадратического отклонения исходного волнового фронта от восстановленного после аппроксимации полиномами Цернике методом наименьших квадратов. Определена методика распределения точек с наилучшей сходимостью. Практическая значимость. Исследуемые распределения точек могут использоваться при вычислении хода лучей через оптическую систему для последующего восстановления и описания волнового фронта полиномами Цернике. Использование оптимального распределения точек позволяет уменьшить требуемое для восстановления волнового фронта количества лучей, что существенно увеличивает скорость вычислений.
15
Предмет исследования. Предложено решение проблемы идентификации янтаря (сукцинита) как природного полимерного материала органического происхождения на основе получения его инфракрасных спектров поглощения методом инфракрасной спектроскопии. Предложенный метод позволяет получить как его вещественный, так и элементный составы. В условиях растущего спроса на применение подобных композиционных (сложносоставных) материалов в промышленном масштабе и недостаточности существующих методов по определению их состава предложенный метод может стать новым решением проблемы идентификации. Метод. Основу предлагаемого метода исследования сукцинита с использованием инфракрасной спектроскопии составляет просвечивающая спектроскопия с измерением зеркального и диффузного отражения. Для исследования использованы инфракрасный Фурье-спектрометр VERTEX 70 (BRUKER), интерферометр RockSolid™ с микроскопом HYPERION 1000В. В качестве исследуемых объектов использованы образцы янтаря Пальмникенского месторождения, полученные в городе Калининграде Российской Федерации. Подобраны образцы различной степени прозрачности и термической обработки. Основные результаты. Получены и представлены в сравнении данные инфракрасных спектров сукцинита, полученные предложенным способом инфракрасной спектроскопии. Показаны отличительные характеристики в четырех основных группах спектров: 1700–1735 см–1, 1640 см–1, 2800–3000 см–1, 3400–3480 см–1, вне зависимости от характеристик прозрачности материалов. На полученных инфракрасных спектрах экспериментально выделены пять основных связей, которые могут быть использованы как характерные признаки для идентификации и диагностики сукцинита Пальмникенского месторождения по вещественному составу. Влияние термической обработки янтаря на дифференциацию его структуры, в частности, перестроение группы С–О, затрудняет идентификацию в термически обработанных материалах и требует дальнейшего исследования. Практическая значимость. Предложенный метод может представлять интерес в области теории материаловедения и в исследованиях, связанных с процессами идентификации, обработки и изготовления продукции из янтаря. Выполненные исследования могут найти применение при синтезе высокомолекулярных соединений, а также в вопросах, связанных с развитием и распространением различных областей применения материалов органического происхождения, в частности, сукцинита.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ И РОБОТОТЕХНИКА

24
Представлен алгоритм адаптивного бессенсорного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами, основанный на нелинейном наблюдателе положения ротора. Предложенный алгоритм базируется на методе векторного управления, в котором использованы оценки положения и скорости для генерации управляющих сигналов. Разработанный наблюдатель положения является развитием недавно предложенного наблюдателя, в котором оценка положения ротора рассчитывается исходя из оценок магнитного потока. Ключевая особенность данного наблюдателя заключается в том, что для оценки положения должны быть известны только два параметра двигателя – сопротивление и индуктивность статора. Результаты экспериментов, выполненных в работе, демонстрируют эффективность бессенсорного алгоритма управления с исходным наблюдателем по сравнению с современным промышленным бессенсорным регулятором. В свою очередь, предложенный бессенсорный алгоритм управления с модифицированным наблюдателем позволяет достичь более высокой точности оценки положения по сравнению с оригинальной версией.
ПРИМЕНЕНИЕ СХЕМЫ СМИТА В СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЕ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ В ОСНОВНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ Быстров С. В., Вундер Н. А., Павлов А. С., Синетова М. М., Ушаков А. В.
32
 Предмет исследования.Предметом исследования является системная ситуация, которая возникает при включении непрерывного технического объекта в состав следящей системы, основная обратная связь в которой содержит звено чистого запаздывания. Показано, что для указанной системной ситуации целесообразно строить устройство управления непрерывным техническим объектом в виде последовательного компенсатора. Обнаружено, что, если последовательный компенсатор включается в структуру следящей системы по схеме Смита, то передаточная функция отношения «вход–выход» такой системы не будет содержать передаточную функцию звена чистого запаздывания ни в числителе, ни в знаменателе, тем самым обеспечивается исключение влияния запаздывания в цепи основной обратной связи на поведение системы. Обнаруженное свойство следящей системы с последовательным компенсатором, включенным по схеме Смита, позволяет разработчику последовательного компенсатора использовать алгоритм его синтеза, разработанный для систем управления техническими объектами без запаздывания. Метод. Алгоритмическая база исключения влияния запаздывания в цепи основной обратной связи с помощью последовательного компенсатора, включенного по схеме Смита, основана на использовании метода Мэйсона некасающихся контуров преобразования сигнальных структур и процедуре синтеза последовательного компенсатора как устройства управления для случая непрерывных объектов без запаздывания, опирающихся на свойства типовых полиномиальных динамических моделей. Основные результаты. Разработчик непрерывных следящих систем, в которых основная обратная связь содержит звено чистого запаздывания, получает простой алгоритм синтеза последовательного компенсатора, включение которого по схеме Смита полностью исключает влияние звена чистого запаздывания на поведение системы. Практическая значимость. Полученные результаты имеют практическую ценность для случаев, когда технический объект включается в состав следящей системы, основная обратная связь в которой содержит чистое запаздывание, что особенно важно для реальных технологических процессов. Практическая применимость полученных результатов иллюстрируется компьютерным экспериментом.

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

43
Описан новый метод оценки устойчивости полимерных материалов к деструкции, обусловливаемой действием различных факторов (таких как механические нагрузки, влага и жизнедеятельность микроорганизмов). Метод включает в себя сравнение прочности на прокалывание образцов исследуемых материалов, определяемой как после 9-суточной инкубации упомянутых образцов в жидкой питательной среде с тестовыми микроорганизмами (с ежесуточной заменой 40  об.% этой среды на стерильную), так и после инкубации аналогичных образцов в стерильной питательной среде, а также без инкубации таковых образцов. Исследована описанным методом устойчивость к различным видам деструкции ряда новых полимерных материалов, изготовленных на основе поливинилхлорида с добавлением 0, 1, 5 и 10 масс.% крахмала и яблочного пектина. Исследовано также влияние упомянутых материалов на рост и метаболическую активность в жидкой питательной среде Escherichia coliATCC25922 (по динамике изменения интенсивности упругого светорассеяния и электропроводности упомянутой среды в течение первых 10 часов ее инкубации в присутствии тестируемых объектов и тестовых микроорганизмов). В результате показано, что все исследуемые материалы устойчивы к действию влаги. В то же время все используемые добавки даже в количестве 1 масс.% значительно уменьшали механическую прочность исследуемых материалов относительно чистого поливинилхлорида, а также (хотя и в существенно меньшей степени при малых количествах добавок) увеличивали биодеградируемость данных материалов. Причем последний эффект обеспечивался  в значительно большей степени добавлением к поливинилхлориду крахмала, чем добавлением пектина. Кроме того, все используемые добавки снижали антимикробное действие поливинилхлоридной основы исследуемых материалов. Снижение это происходило в тем большей мере, чем большее количество крахмала или пектина содержалось в исследуемом материале, а при одинаковом количестве последних – в большей мере в присутствии крахмала, нежели в присутствии пектина.
50
 Численным методом самосогласованного поля Схойтенса–Флира исследованы конформационные свойства дендронных молекулярных щеток с ионизированными концевыми группами в условиях разбавленного раствора. Сопоставлялись дендронные щетки с одинаковой молекулярной массой и плотностью прививки дендронов и различающиеся числом поколений. В условиях хорошего (атермического) растворителя варьировалась ионная сила раствора. Было показано, что при уменьшении ионной силы раствора поперечные размеры щеток возрастают за счет растяжения привитых дендронов. Наведенная персистентная длина, характеризующая вклад привитых ветвей в упругость щетки на изгиб, ведет себя по-разному при больших и малых ионных силах. При большой концентрации соли щетки с более разветвленными дендронами проявляют меньшую упругость на изгиб, так же как их нейтральные аналоги. При малых ионных силах наведенная персистентная длина увеличивается на порядок и слабо зависит от архитектуры боковых ветвей.
58
 Синтезирован ряд пенополиуретановых композитов, модифицированных наполнителями разной природы (гидрофильная модифицированная фуллереновая сажа, а также гидрофобная фуллереновая сажа, оксид алюминия (III), оксид хрома (III)). Наполнитель вводился в преполимер, который далее смешивался с отвердителем, таким образом, полимеризация и сшивка происходили в его присутствии. Для исследования использовались разрывная машина Shimadzu, диэлектрический спектрометр Novocontrol, инфракрасный Фурье-спектрометр Bruker. Анализ ячеек производился при помощи микроскопа «Микромед С-11». Физические свойства пенополиуретанов сильно зависят от размера пузырьков и, как следствие, от кажущейся плотности. В свою очередь, эти параметры определяются большим количеством других: распределением пузырьков по размерам, толщиной стенок пузырьков, анизотропией внутренней структуры пенополиуретана. Статистический анализ микроскопии образцов показал, что введение наночастиц приводит к увеличению среднего диаметра ячеек и в результате – к увеличению теплопроводности. Кроме того, механическая прочность всех пен увеличивается при введении всех видов наночастиц, кроме случая с оксидом хрома (III). Это может быть связано с антипластификационным воздействием частиц на полимерную матрицу. Для анализа механизмов влияния наполнителей использовалась инфракрасная Фурье-спектроскопия, которая показала, что влияние частиц на свойства полиуретана связано с образованием водородных связей между частицами и матрицей, что приводит к изменению соотношения жестких и подвижных доменов полиуретана. Использование диэлектрической спектроскопии позволило установить, что вместе с увеличением содержания жестких доменов увеличивается и температура стеклования полимера.
65
 Исследовано влияние химического состава, параметра растворимости сегментов и их длины на размер доменов, толщину межфазного слоя и степень фазового разделения в полиуретан-полимочевинах, синтезируемых из олигомерного диизоцианата, куамина и полиолов на основе полиэтиленгликоля, полипропиленоксида и полибутадиена. Измерения проведены с помощьюразличных методик, таких как протонная спин-диффузионная твердотельная спектроскопия ядерного магнитного резонанса, спектроскопия ядерного магнитного резонанса с кросс-поляризацией, использующих определенные импульсные последовательности. Измерения выполнены на спектрометре Bruker Avance II 500, действующем на протонной частоте 500,13 МГц.Выяснено, что свойства сегментированных полиуретан-полимочевин прямо зависят от степени разделения фаз между жесткими сегментами и подвижной матрицей. Изучение времен поперечной релаксации образцов показало, что молекулярная подвижность в полиуретане представлена четырьмя составляющими. Понимание процесса формирования полимера, распределения по объему составляющих его частей, знание предрасположенности образовывать те или иные связи может быть использовано для создания полимерных материалов с требуемыми характеристиками, важными для промышленности.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

72
 Предмет исследования.Рассмотрена проблема использования технологий штрихового кодирования в задачах лицевой биометрии. Выполнен анализ достижений и оценены недостатки существующих решений и примеров построения штрих-кодов по изображениям лиц и выделенным по ним признакам. Метод. Определены пути реализации рассматриваемой проблемы, приведены новые решения на базе линейных Code128 и двумерных QR штрих-кодов, а также их цветных вариантов. Рассмотрены состав и объем данных, используемых в лицевой биометрии и в связанных с ней приложениях – медицине, криминалистике и судебно-медицинской экспертизе. Среди этих данных – изображения лиц, а также наборы антропометрических точек и дополнительная информация к ним, информация о фенотипе лица и гендерной принадлежности человека и, наконец, документальная информация. Основной результат. Показаны результаты «записи и переноса» этих данных в рамках различных вариантов компоновки штрих-кодов, а также результаты их считывания и способы укрытия от считывания. Предложенные цветные штрих-коды определены как «BIO Code128» и «BIO QR-code». При графическом отображении и записи в памяти компьютера их можно рассматривать как цветные растровые изображения, несущие в каждом слое информацию о лице. При этом документальная информация может быть прочитана непосредственно по таким цветным штрих-кодам (изображениям), а остальная информация (изображение лица, его антропометрика, сопроводительные параметры) –после декомпозиции цветных штрих-кодов на слои R, Gи B. Практическая значимость. Предложенные в статье варианты компоновки штрих-кодов «BIO Code128» и «BIO QR-сode» и программы их генерации (написанные в среде пакета MATLAB) могут быть использованы в дальнейших исследованиях проблемы штрихового кодирования в задачах лицевой биометрии и ее приложениях.
87
 Предмет исследования.Исследован микросервисный подход к разработке системы управления модульного технологического оборудования. Проанализированы его свойства, достоинства и недостатки. В качестве основы для систем числового программного управления предложена гетерогенная компьютерная сеть, где узлы сообщаются между собой посредством очередей сообщений. Представлено описание архитектуры платформы для селективного лазерного отверждения фотополимеров, разработанной в соответствии с микросервисным подходом. Метод. Применяемый в работе микросервисный подход является современной интерпретацией сервис-ориентированного подхода. Он позволяет строить систему из небольших слабо связанных модулей, что является одним из основополагающих требований при создании модульного оборудования с числовым программным управлением. Более того, благодаря свойству интероперабельности, подход позволяет без особых затруднений встраивать оборудование в современные производственные киберфизические системы. Основные результаты. В качестве основного протокола взаимодействия была выбрана система, обеспечивающая передачу данных за счет использования очереди сообщений. Хранение данных предложено осуществлять за счет использования распределенной нереляционной базы данных. Практическая значимость. Предложенный подход может применяться для разработки модульного технологического оборудования для малых предприятий, занимающихся единичным и мелкосерийным производством. Более того, при применении такого подхода оборудование легко совместимо с киберфизическими системами, которые активно развиваются в настоящее время.
98
 Рассмотрены проблемные вопросы обеспечения информационной безопасности киберфизических систем.Проведен анализ характеристик автономных объектов. Представлена модель для системы мониторинга информационной безопасности, основанная на характеристиках, получаемых в результате анализа электромагнитного излучения электронных компонент автономных устройств киберфизических систем. Показана типовая схема определения состояния системы. Ввиду особенностей устройств, обеспечивающих инфраструктуру, оценивание состояния информационной безопасности направлено на анализ нормального функционирования системы, а не на поиск сигнатур и характеристик аномалий при проведении различного рода информационных атак. Раскрыт эксперимент, обеспечивающий получение статистической информации о работе удаленных устройств киберфизических систем, где накопление данных для принятия решения происходит путем сравнения статистической информации. Представлены результаты эксперимента по информационному воздействию на типовую систему. Предложенный подход анализа статистических данных автономных устройств на основе наивного байесовского классификатора может быть использован для определения состояний информационной безопасности. Особенностью подхода является возможность быстрой адаптации и применения различного математического аппарата, методов машинного обучения для достижения заданного качества вероятностной оценки состояния информационной безопасности. Реализация данного вида мониторинга не требует разработки сложных системных приложений, позволяет реализовывать различные архитектуры построения систем, производящие обработку на борту автономного объекта либо передачу данных и вычисление состояния на внешних вычислительных узлах систем мониторинга и контроля.
106
 Предмет исследования. Предложены схемы организации электронного документооборота конструкторской, программной и технологической документации изделий приборостроения на предприятиях, функционирующих по правилам Индустрии 3.0 и по правилам цифрового проектирования и цифрового производства Индустрии 4.0. Основное внимание в жизненном цикле изделия уделено обороту эксплуатационной документации на этапе «проектирование–производство–эксплуатация». Метод. Использованы методы организации проектных и производственных работ по изготовлению изделий приборостроения в условиях опытного и серийного производства на основе общей теории автоматизации проектирования. Основные результаты. Показано, что эффект от внедрения передовых производственных технологий в электронный документооборот достигается за счет использования в техническом обеспечении архивов проектно-производственных предприятий технологий Интернета вещей и облачных технологий. Основными результатами исследования являются схемы организации взаимодействия изготовителя, разработчика и эксплуатанта в части обращения эксплуатационной документации на изделия приборостроения. Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при разработке алгоритмов автоматизированного проектирования приборостроительного (машиностроительного) цифрового производства, функционирующего в условиях цифровой экономики Индустрии 4.0. Представленные схемы организации электронного документооборота эксплуатационной документации целесообразно внедрять в практику ситуационной поддержки в эксплуатации изделий приборостроения.
113
 Предмет исследования.Проведено исследование в области повышения точности методов стеганоанализа, используемых при обнаружении встраивания в область дискретного вейвлет-преобразования. Методы. В работе рассмотрены причины недостаточной точности методов обнаружения факта встраивания в область дискретного вейвлет-преобразования, предложенных Gireesh Kumar, Hany Farid, Changxin Liu, Yun Q. Shi. В основу этих методов стеганоанализа положено использование статистических моментов, полученных для областей LL, HL, LH и HH при дискретном вейвлет-преобразовании, и дополнительных параметров изображения, составляющих опорный вектор. Основные результаты. Проанализированы причины неэффективности современных методов стеганоанализа при обнаружении факта встраивания в области LH и HL – примерно 65% и 70% верно классифицированных изображений соответственно. Рассматриваемые методы стеганоанализа используют такие параметры, как статистические моменты, которые обладают большой степенью разброса значений, что затрудняет однозначную классификацию изображений. Предложена методика повышения точности стеаганоанализа за счет проведения оценки и учета погрешности параметров, используемых методами стеганоанализа, с помощью специализированного вейвлета. С использованием предложенной методики повышения точности стеганоанализа разработан метод, позволяющий добиться повышения точности классификации оригинальных изображений на 2,5–7,0%. Практическая значимость. Результаты работы полезны специалистам в области защиты информации в задачах обнаружения и противодействия скрытым каналам передачи данных. Полученные результаты могут быть использованы при разработке систем стеганоанализа.
122
 Представлены результаты исследования по выбору оптимальных точек установки освещения в городской среде при использовании потенциала геометрии пространства.Объектом исследования данной работы является квартал как локальная городская территория. В процессе анализа геометрии квартала рассчитываются необходимое количество источников освещения и их положение при заданных характеристиках источников. Предлагаемыйалгоритм основан на понятии изовиста из теории пространственного синтаксисаи состоит из двух этапов: построение карты видимости и оптимальная расстановка источников освещения. Результатом работы алгоритма являются матрица освещенности при оптимальной расстановке источников освещения и список их координат. Предложенный подход оценен на примере двух вариантов пространственного анализа взаимосвязи между планировкой территории, видимостью и точками источников освещения. Алгоритм, представленный в статье, может иметь широкое применение на стадии проектирования схематического городского освещения. В частности, он может быть использован на ранних этапах проектирования для оценки потенциала проекта.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

133
 Предмет исследования.Предложена система охлаждения, основанная на применении тепловой трубы с устройством поглощения теплоты от мощных источников – тепловым аккумулятором. Метод. Принцип работы теплового аккумулятора на основе фазовых переходов рабочего вещества заключается в том, что тепловая энергия расходуется на плавление рабочего вещества и частично отводится в окружающую среду. Для проведения исследований была собрана экспериментальная установка. Тепловая труба, использованная в эксперименте, снабжена плоскими фланцами, между ними устанавливался тепловой аккумулятор. В качестве плавящегося вещества в тепловом аккумуляторе использовалась стеариновая кислота. Основные результаты. Вработе исследованыхарактеристики системы охлаждения на основе тепловой трубы с аккумулятором теплоты. Получена зависимость теплового сопротивления тепловой трубы и радиатора от подводимой мощности. Проведено сравнение зависимости температуры основания охлаждаемого объекта от времени в условиях, когда тепловая труба оснащена тепловым аккумулятором, и без него. На основании полученных результатов было определено время, в течение которого тепловой аккумулятор способен обеспечить тепловой режим тепловыделяющего объекта. Практическая значимость. Тепловой аккумулятор, примененный в разработанной системе охлаждения, обладает высокой теплотой фазовых переходов. Такие тепловые аккумуляторы предназначены для работы в условиях тепловыделений прибора, носящих импульсный или периодический характер. Применение теплового аккумулятора в системе охлаждения позволит уменьшить размеры радиатора, снизить амплитуду колебаний температуры охлаждаемого объекта и тем самым повысить надежность его работы.
140
 Предмет исследования.Рассмотрены особенности конструирования глубоководного индукционного датчика скорости. Описан принцип его работы, построена компьютерная конечно-элементная модель. Оптимизированы конструктивные параметры по критерию повышения прочности индукционного датчика. Метод исследования. Исследование выполнено с применением метода конечных элементов в пакете прикладных программ ANSYS Workbench. Расчеты проведены в модуле Static Structural с учетом распределенной нагрузки, имитирующей внешнее гидростатическое давление. С целью определения зависимости механических напряжений от конструктивных параметров использована параметрическая модель, в которой исследуемые параметры варьировались в заданных пределах. При расчетах все материалы приняты изотропными. Основные результаты. Методом конечно-элементного анализа получены результаты расчета напряженно-деформированного состояния индукционного датчика скорости под воздействием внешнего гидростатического давления. Исследовано влияние конструктивных параметров корпуса датчика и армирующего элемента на максимальные напряжения, возникающие в конструкции. Приведены рекомендации выбора конструктивных параметров для увеличения прочности индукционного датчика, подтвержденные компьютерным моделированием. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть применены при модернизации, проектировании и конструировании новых индукционных датчиков скорости, работающих при повышенных гидростатических давлениях.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

147
 Представлены результаты исследований влияния направления осей ортотропии материала чувствительного элемента микромеханического акселерометра на его деформированное состояние в условиях присутствия тепловых возмущений. Предложена математическая модель тонкой ортотропной температурно-возмущенной пластины для случая несовпадения координатных осей с направлением ортотропии материала чувствительного элемента датчика. Разработано программное обеспечение для изучения влияния рассогласования координатных осей и направления ортотропии на напряженно-деформированное состояние чувствительного элемента, которое по точности результатов моделирования сопоставимо с программным комплексом ANSYS. С помощью разработанного программного обеспечения проведено компьютерное моделирование, получены зависимости поля перемещений однородно нагретого чувствительного элемента от угла рассогласования координатных осей и направления ортотропии. В результате компьютерного моделирования выявлено наличие рассогласования направления осей ортотропии и координатных осей, приводящих к нарушению симметрии в деформации пластины при равномерном нагреве. В ходе исследований определен нелинейный характер зависимости напряженно-деформированного состояния температурно-возмущенного датчика от угла рассогласования направления осей ортотропии и координатных осей. Показано, что изменение величины максимального прогиба при различных значениях угла рассогласования не превышает 3,2% от номинального. Однако в условиях внешних динамических, тепловых и механических воздействий кумулятивный эффект от изменения величины максимального прогиба может оказать значительное влияние на характеристики микромеханического акселерометра, поэтому представляется целесообразным дальнейшее исследование влияния рассогласования направления осей ортотропии и координатных осей на параметры датчиков инерциальной информации.
153
 Выполнено тестирование схемы с настраиваемыми диссипативными свойствами применительно к структурно-сложным задачам течений газа с развитием неустойчивости на контактной границе. Схема реализована с расщеплением на градиентные и деформационные члены уравнений Эйлера, аппроксимированные центральными разностями с TVD-ограничителями искусственной вязкости, а также на конвективные члены с TVD-ограничителями потоков. Схема дополнена TVD-методом Рунге–Кутта второго порядка по времени. Анализируется разрешающая способность и эффективность предлагаемой схемы в сравнении с некоторыми высокоточными схемами на примере решения задач импульсного сжатия и расширения газа, а также двойного маховского отражения. Схема с настраиваемыми диссипативными свойствами по соотношению цена (затраты машинного времени) – качество (разрешающая способность) находится на уровне, а для некоторых задач превосходит современные высокоточные схемы. Схема может быть рекомендована для численных исследований сложных ударно-волновых и вихревых течений с развитием неустойчивости на контактной границе

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ БЕТОНА Денисюк И. Ю., Успенская М. В., Фокина М. И., Логушкова К. Ю.
158
 В работе проведено исследование электропроводящего бетона, проводимость которого обусловлена введением углеродного волокна, стабилизированного неорганическим поверхностно-активным веществом, в концентрации 0,12 вес.%. Методы исследования – инфракрасная спектроскопия, оптическая микроскопия, вольт-амперные характеристики. Методом инфракрасной спектроскопии исследована структура углеродного волокна и его поверхности, исходя из которых выбрано неорганическое поверхностно-активное вещество. Исследованы электрические характеристики материала, показано, что электропроводность носит перколяционный характер, имеет место необратимое увеличение электропроводности при пропускании тока порядка 250 мА/см2 и более. Обсуждаются возможные механизмы обнаруженного явления.
163
 В работе исследована проблема извлечения открытых отношений в форме субъект-предикат-объект из китайских текстов. В отличие от общепринятых многофазных методов, включающих сегментацию слов, частеречный и синтаксический анализ, предлагается ролевой подход к выявлению членов предложения без предварительного разбиения последовательности иероглифов на отдельные слова. В основе подхода лежит использование служебных слов, предлогов и послелогов в качестве признаков частей речи и членов предложения. В сочетании со словарем небольшого размера этого достаточно для извлечения фактов по запросу. Проведенные эксперименты на реальном техническом тексте показывают удовлетворительные результаты, сопоставимые с традиционным подходом.
166
 Рассмотрена возможность нанесения радужных голограмм на поверхность шоколада. Приведены экспериментальные результаты по нанесению дифракционного микрорельефа с разными периодами на поверхности разных видов шоколада, различающихся процентом содержания какао-продуктов. Проанализированы дифракционная эффективность и время жизни образцов
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика