Аннотации и ключевые слова

Механика

Кочетов В. И., Лазарев С. И., Соколов М. В., Ломакина О. В., Шестаков К. В.

В работе предложена методика определения оптимальных геометрических параметров валка трехвалкового каландра, а также произведен расчет данных характеристик. Получены оптимальные размеры валка каландра на основании использования безразмерного комплексного критерия и методов оптимизации целевого функционала без ограничений с помощью штрафных функций. Рассмотрен пример выбора оптимальных размеров валка трехвалкового каландра методом штрафных функций и способом «перебора».

Ключевые слова: валки каландра, метод штрафных функций, жесткость, прочность, комплексный критерий, штрафная функция

Добрышкин А. Ю.

В данной работе рассмотрено колебание стержня, несущего малую присоединенную массу, в нелинейной постановке. За основу для разработки новой математической модели принято общее уравнение колебаний. Учтено место крепления, а так же влияние малой присоединенной массы на частотные характеристики собственной частоты. Определены первая и вторая собственные частотные характеристики колебаний стержня, несущего присоединенную массу. Так же определено, что наличием малой присоединенной массы является фактором, запускающим взаимодействие изгибных колебаний с радиальными. Решение бесконечной системы нелинейных алгебраических уравнений используется новый симптотический подход, основанный на введении искусственного малого параметра μ. Рассмотрен случай, когда система близка к состоянию внутреннего резонанса.


Ключевые слова: стержень, колебания, малая присоединенная масса

Коровайцева Е. А.

В работе представлена систематизация одномерных краевых задач механики деформируемого твердого тела (МДТТ), основанная на использовании систем дифференциальных и алгебраических уравнений, записываемых в векторно-матричной форме. Для линейных и нелинейных задач выделены три типа канонических форм без дополнительных алгебраических соотношений: двухточечная, многоточечная неразветвленная и многоточечная разветвленная краевые задачи. Описаны формы задач с дополнительными алгебраическими соотношениями. Обоснована необходимость введения предлагаемой систематизации в практику решения задач МДТТ на этапе математической формулировки задачи, связанная с возможностью минимизации круга задач, требующих решения, при одновременном повышении универсальности и эффективности разрабатываемых алгоритмов решения.

Ключевые слова: каноническая форма, двухточечная краевая задача, многоточечная краевая задача, векторно-матричная формализация

Пхон Х. К., Сысоев Е. О., Кузнецов Е. А., Сысоев О. Е.

В статье рассматривается методика прогнозирования прочности фасонных деталей гидрогазовых систем по параметрам акустической эмиссии (АЭ). При деформировании конструкционного материала в процессе изготовления, по различным траекториям в двумерном пространстве деформаций при плоском напряженно-деформированном состоянии, когда в заготовке детали накапливаются повреждения, которые влияют на ее прочность и долговечность. Определение прочности фасонных деталей гидрогазовых систем зависит от механических характеристик конструкционных материалов, способов деформирования и является сложной задачей, так как дефекты накопленные каждой деталью индивидуальны. В статье показан процесс изменения микроструктуры алюминиевых сплавов в процессе деформирования. Изучено прогнозирование долговечности деталей выполненных путём обработки давлением и получена устойчивая зависимость определения времени до разрушения для сплава Д16 по параметрам акустической эмиссии с фрактальной размерностью аттрактора акустических сигналов 1 ≤ D2 аттр. ≤ 6 , от воздействия напряжений внутреннего давления при изготовлении деталей методом обработки давлением.

Ключевые слова: фасонные части трубопроводов, раздача трубы, акустическая эмиссия, напряженно-деформированное состояние, гидрогазовая система

Голован В. И., Дударьков Ю. И., Левченко Е. А., Лимонин М. В.

В статье представлены результаты расчетно-экспериментальных исследований остаточной прочности композитных панелей с эксплуатационными повреждениями. Рассматривались силовые панели крыла и хвостового оперения конструкции планера магистрального самолета в условиях одноосного сжатия. Приведены экспериментальные данные, полученные при испытаниях на сжатие панелей с нормированными ударными повреждениями, дано их сравнение с результатами расчетов. По результатам параметрических исследований установлено различие в реакции высоконагруженных панелей крыла и средненагруженных панелей оперения на эксплуатационные повреждения. Для первых характерна мода разрушения, связанная с процессом прогрессирующего роста зоны повреждения, для вторых несущая способность в большей степени определяется общей или местной потерей устойчивости.

Ключевые слова: композиционные материалы, стрингерные панели, остаточная прочность, устойчивость, несущая способность, эксплуатационные повреждения

Быкова Т. В., Могилевич Л. И., Попов В. С., Попова А. А., Черненко А. В.

Осуществлена постановка и решение задачи о вынужденных радиальных и изгибных гидроупругих колебаниях трехслойной круглой пластины с легким несжимаемым заполнителем под действием нормальных и касательных напряжений со стороны пульсирующего слоя вязкой несжимаемой жидкости. Исследована осесимметричная задача, в рамках которой пластина рассмотрена как нижняя стенка узкого канала, заполненного вязкой жидкостью. Движение жидкости в канале принято ползущим. Уравнения динамики трехслойной пластины получены на базе использования гипотезы ломаной нормали и принципа Даламбера. Разработанная математическая модель включает в себя: уравнения динамики тонкого слоя вязкой несжимаемой жидкости и уравнения динамики трехслойной пластины, жестко защемленной по контуру. В качестве граничных условий выбраны условия совпадения скоростей жидкости и упругих перемещений пластины на границах контакта, условия свободного истечения жидкости на контуре, условия жесткого защемления пластины и условия ограниченности давления жидкости и прогиба пластины на оси симметрии. Найдено распределение гидродинамических параметров в слое жидкости как функции прогиба и получена разрешающая система уравнений для определения упругих перемещений пластины. Построены амплитудно-частотные характеристики для радиальных и продольных перемещений пластины на основной моде для режима установившихся гармонических колебаний. Проведено численное исследование амплитуд радиальных и изгибных колебаний на основной моде, которое показало взаимовлияния сил инерции и жесткости трехслойной пластины в радиальном и нормальном направлениях. Расчеты показали существенное влияние сил инерции в нормальном направлении на амплитудно-частотную характеристику радиальных перемещений пластины. С другой стороны, расчеты показали незначительное влияние сил инерции в радиальном направлении на амплитудно-частотную характеристику прогибов пластины.

Ключевые слова: гидроупругость, колебания, вязкая жидкость, трехслойная круглая пластина

Сапожников В. Б., Корольков А. В., Константинов С. Б., Александров Л. Г.

Работа посвящена физическому моделированию процесса опорожнения баков разгонных блоков космической техники от компонентов топлив в условиях действия на жидкость ускорений различных значений. В качестве критерия моделирования выбирается число Фруда. Исследовательские эксперименты проводятся на прозрачной физической модели бака, заполняемой различным количеством модельной жидкости, которая истекает из модели с различными значениями расходов в процессе падения исследовательского контейнера с моделью в шахте «башни невесомости» (или «бросковой башни»).

В испытаниях определяется влияние числа Фруда на невырабатываемые остатки жидкости в модели, вызванные «динамическим провалом» поверхности раздела «жидкость-газ» в сливное отверстие бака при её выработке (воронкообразование). Получена аппроксимационная формула зависимости объёма невырабатываемого остатка от числа Фруда при опорожнении бака. По результатам испытаний показано, что полученная зависимость достаточно точно описывает исследуемый процесс до значений Фруда Fr ≤ 104. В области значений Fr ˃ 10-4 начинают оказывать на результат силы поверхностного натяжения, и помимо числа Фруда следует учитывать при физическом моделировании и число Бонда.

Ключевые слова: топливный бак, разгонный блок, действующее ускорение, воронкообразование, физическое моделирование, критерий моделирования, истечение жидкости, «башня невесомости», «бросковая башня», аппроксимация, число Фруда, число Бонда

Березко М. Э., Никитченко Ю. А.

В настоящей работе предложена комбинированная физико-математическая модель течения, использующая в пределах кнудсеновского слоя модельное кинетическое уравнение многоатомных газов, в остальной расчетной области – систему моментных уравнений 3-го порядка (М3). В области сшивания моделей восстанавливается аппроксимирующая функция распределения, представляющая собой разложение локально-равновесной функции Максвелла по степеням тепловой скорости. Параметры разложения (неравновесные напряжения и моменты 3-го порядка) определяются в приближении модели М3.

Ключевые слова: комбинированная модель, гибридная модель, моментные уравнения, кинетическое уравнение, неравновесные течения, течение Куэтта

Выонг В. Т., Горелов С. Л., Русаков С. В.

Эффекты немонотонности аэродинамических характеристик плоской пластины по числам Рейнольдса в гиперзвуковом потоке разреженного газа известны со времен работ [1, 2]. В данной работе проведены тщательные исследования методом прямого статистического моделирования (Монте-Карло) этих эффектов в зависимости от определяющих параметров: чисел Рейнольдса, углов атаки, температурных факторов и отношения температур сторон пластины. Обнаружено, что при одинаковых температурах сторон пластины коэффициенты трения остаются немонотонными вплоть до угла атаки 10 градуса, а по коэффициенту давления до 30 градусов. На основание полученных расчетов, предложены приближенные аналитические зависимости коэффициентов трения, давления и подъемной силы от углов атаки и температурных факторов в широком диапазоне чисел Рейнольдса. При разных температурах сторон пластины, существуют значения угла атаки и отношения температуры на поверхностях пластины, при которых коэффициент подъёмной силы равен нулю.

Ключевые слова: обтекание пластины потоком разреженного газа, число Рейнольдса, метод прямого статистического моделирования, эффекты разреженности газа

Зоан К. Х., Фирсанов В. В.

На основе неклассической теории рассматривается краевое напряженное состояние изотропной прямоугольной пластины переменной толщины под действием локальной нагрузки. Построена математическая модель дополнительного напряжённого состояния типа «погранслой», возникающего вблизи жёстко защемлённого края пластины. Она даёт возможность более достоверно оценить прочность авиационных конструкций вблизи нерегулярностей типа соединений, подкрепляющих элементов (лонжеронов), крыльев малого удлинения, оперения самолётов и ракет.

При построении математической модели пластины применяются трехмерные уравнения теории упругости. Перемещения аппроксимируются полиномами по нормальной к срединной плоскости координате на две степени выше относительно классической теории типа Кирхгофа-Лява. Применяя вариационный принцип Лагранжа к уточненному выражению энергетического функционала, сформулирована краевая задача по определению дополнительного напряженного состояния в зоне защемления пластины. Решение сформулированной краевой задачи осуществляется методами тригонометрических рядов Фурье, конечных разностей и матричной прогонки.

Ключевые слова: прямоугольная пластина, жестко защемленный край, трехмерные уравнения теории упругости, вариационный принцип Лагранжа, разложение в тригонометрические ряды, метод конечных разностей, метод матричной прогонки, напряженно-деформированное состояние «погранслой», поперечные нормальные напряжения

Пущин Р. В., Пыхалов А. А.

В работе рассмотрен анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) крепления рабочих лопаток(РЛ) компрессоров авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Исследование построено на основе метода конечных элементов (МКЭ) и решения контактной задачи теории упругости. В качестве примера рассмотрена конструкция РЛ с её креплением в диске трапециевидным замком (типа «Ласточкин хвост») при воздействии центробежной нагрузки. Конструкции деталей моделируются с использованием конечных элементов объемного НДС. Контактное сопряжение замка и диска моделируется с использованием специального контактного конечного элемента. Представленные в работе результаты показывают сложную картину изменений условий сопряжения на рабочих поверхностях замка. Результаты расчетов показаны в сравнении с результатами традиционных расчетов. Различие проявляет себя в виде уточнения величины мест концентрации напряжений при влиянии различных консруктивно-технологических факторов крепления РЛ трапециевидным замком. Таким образом, представленный в работе расчетный подход позволяет выявлять закономерности специфики влияния элементов крепления РЛ на работоспособность изделия.

Ключевые слова: анализ, напряженно-деформированное состояние, метод конечных элементов, контактная задача, рабочие лопатки тубомашин

Радиотехника и связь

Шипко В. В.

В работе рассмотрен алгоритм комплексирования многоспектральных изображений в условиях аддитивного гауссовского шума, основанный на методе межканальной градиентной реконструкции. Предложенный алгоритм позволяет устранять высокодисперсные значения амплитуды шумов в спектрозональных компонентах многоспектральных изображений при их комплексировании, а также повысить локальный контраст результирующего изображения, содержащего элементы исходных изображений одной и той же сцены, полученных в разных спектральных диапазонах, при этом максимально сохранив контурные признаки объектов от всех спектральных компонент многоспектрального изображения и яркостный портрет приоритетной спектрозональной компоненты. Представлены примеры комплексированных изображений и результаты численных исследований, подтверждающие эффективность предложенного метода.

Ключевые слова: мультиспектральные изображения, гиперспектральные изображения, комплексирование, аддитивный шум, оптико-электронные системы

Мехтиев Р. Ф., Савельев А. Н., Солод А. Г.

Предложен импульсный метод оценки безэховости экранированной камеры, обеспечивающий оперативность предварительных исследований при проведении испытаний антенных и СВЧ-устройств радиоэлектронных систем и комплексов навигации и наведения. Представлена общая методика оценки коэффициента безэховости камеры в рабочей зоне импульсным методом во временной области. Показаны качественные и количественные результаты исследований в L-диапазоне с использованием экспериментальных данных для заданных условий применения в безэховой экранированной камере.

Ключевые слова: коэффициент безэховости, безэховая экранированная камера, электромагнитная совместимость, фоно-целевая обстановка, импульсный метод

Бритвин Н. В., Мешавкин К. В.

Рассмотрены теоретические аспекты и взаимодействие метода сетевого кодирования и алгоритма управления переполнением очередей для повышения качества информационного взаимодействия. Проанализированы алгоритмы управления очередью Tail Drop и Random Early Detection в системах из Теории Массового Обслуживания, на основе чего был сделан вывод, что RED является достаточным для имитационного моделирования Систем Массового Обслуживания, а также было предложено рассмотреть модификации RED – WRED и CBWRED. Положены основы для создания имитационной модели. Исследовано взаимодействие метода сетевого кодирования и алгоритма управления очередью RED и выяснено, что состояния перегруженности сети возникать не будет. Для моделирования предлагается использовать среду MATLAB, задействовать алгоритм кодирования и декодирования сетевого кода и сымитировать работу буфера при использовании алгоритма управления очередью RED. Планируется получить зависимости воздействия кодовой последовательности пакетов на перегрузки в телекоммуникационных системах и сетях в условиях ограниченной пропускной способности и времени обработки пакета.

Ключевые слова: TCP/IP, AQM, network coded, Tail drop, Random early detection, Mobile ad hoc Network, теория массового обслуживания, сетевой код, перегрузка маршрутизатора, оптимизация сети

Валайтите А. А.

В работе представлен сравнительный анализ точности оценки зенитных тропосферных задержек, полученных в результате постобработки навигационных измерений методом высокоточного абсолютного местоопределения (англ. Precise Point Positioning – PPP). Расчет тропосферных задержек производился с помощью программного обеспечения gLAB и онлайн-сервисов CSRS-PPP и MagicGNSS. Оцененные таким образом тропосферные задержки, сравнивались с опорными тропосферными задержками в формате “*.zpd”, предоставленными международной службой IGS (англ. «The International GNSS Service»). В качестве показателя точности полученных оценок зенитных тропосферных задержек в работе был применен средний квадрат ошибки (RMS). Сделаны выводы о целесообразности использования данных программных продуктов с целью высокоточной оценки зенитной тропосферной задержки.

Ключевые слова: глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС), метод высокоточного абсолютного местоопределения, зенитная тропосферная задержка, программа CSRS-PPP, программа gLAB, программа magicGNSS

Информатика, вычислительная техника и управление

Соломатин М. С., Митрофанов Д. В.

В статье рассматривается информационная безопасность автоматизированных систем, в частности автоматизированных систем управления. В качестве одного из методов защиты от несанкционированного доступа предлагается использовать интеллектуальный детектор информационной системы. Дано авторское определение интеллектуального детектора информационной системы. Представлена функциональная модель и структурная схема интеллектуального детектора информационной системы. Описаны требования к интеллектуальному детектору информационной системы. Представленное описание интеллектуального детектора автоматизированной системы управления позволяет создать его программную реализацию.

Ключевые слова: автоматизированная система управления, информационная безопасность, информационная система, безопасность информационных систем, интеллектуальный детектор автоматизированной системы управления

Баркова М. Е.

В данной работе рассмотрена переработка космического мусора в топливо на низких орбитах, которые являются наиболее засоренными. Представлен сравнительный анализ космического аппарата для утилизации космического мусора (далее СКМ – сборщик космического мусора) по сравнению с другими способами. Рассмотрены некоторые аспекты переработки космического мусора в топливо и экономическая целесообразность такого подхода.

Ключевые слова: космос, космический мусор, техногенный, утилизация, переработка, космический аппарат для сбора космического мусора

Погарская Т. А.

Статья посвящена разработке метода оптимизации расстановки временных фиксирующих элементов при сборке самолетов, основанного на безградиентном методе прямого поиска на адаптивных сетках (Mesh Adaptive Direct Search). Рассмотрены наиболее часто используемые подходы, применяемые при оптимизации дискретных систем. Работа методов продемонстрирована на упрощенной модели соединения крыла с фюзеляжем, проведено сравнение с результатом работы метода локальных вариаций, часто используемом для решения подобных задач (вариант жадного алгоритма). Проанализировано время работы реализованных алгоритмов и оценена дальнейшая возможность их применения при расчетах на полномасштабных моделях реальных самолетов.

Ключевые слова: сборка самолета, оптимизация сборки, метод локальных вариаций, безградиентная оптимизация, контактная задача

Беляков А. Ю.

В данной статье представлена математическая модель горения заряда ракетного топлива с учетом температурного поля самого заряда. Описана программа в пакете MATLAB по моделированию поверхности горения заряда ракетного топлива. Представлены результаты работы программы в виде таблицы с цветным выделением зоны, твердого, газообразного и переходного состояния топлива. Было произведено качественное сравнение полученных результатов (поверхности горения заряда на заданный момент времени после начала горения заряда) с результатами экспериментов по данной тематике.

Ключевые слова: дифференциальное уравнение теплопроводности, метод конечных разностей, твердое топливо, пастообразное топливо, численное моделирование

Гусев П. Ю., Гусев К. Ю.

Перед запуском в производство нового изделия или при изменении производственной программы авиационного предприятия, требуется однозначно определить: достаточно ли производственных ресурсов для выполнения новой производственной программы. Для ответа на данный вопрос в статье предлагается применение современных интеллектуальных технологий. В качестве исследуемой системы рассмотрен цех по производству деталей из полимерных композиционных материалов. Получен актуальный набор данных, описывающий функционирование производственного подразделения. Проведен анализ полученных данных. Описана разработка нечетко-нейронной сети и приведены результаты прогнозирования для тестового набора данных.

Ключевые слова: нейронная сеть, нечеткая система, имитационное моделирование, авиастроение, планирование

Блинкова О. В., Кондратов Д. В.

Рассматривается задача моделирования течения вязкого сжимаемого газа в щелевом канале, состоящем из двух пластин. Первая пластина является абсолютно жесткой и совершает гармонические колебания в вертикальной плоскости, вторая является однослойной упругой пластиной. Математическая модель в безразмерных переменных представляет собой связанную систему дифференциальных уравнений в частных производных, описывающую динамику движения вязкого сжимаемого газа и упругой балки-полоски с соответствующими граничными условиями. Найдено выражение для амплитудно-частотной характеристики.

Ключевые слова: вязкий сжимаемый газ, щелевой канал, балка-полоска, упругая трехслойная пластина, уравнение Навье-Стокса, амплитудные частотные характеристики

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2020

Вход