авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Правительство Москвы Совет ректоров вузов Москвы и ...»

-- [ Страница 3 ] --

Каркасно стержневая модель (КСМ) по сути, представляет собой несущий кар кас стеновой панели, обеспечивающий прочность. Каркасная модель включает в себя наиболее напряженные сжатые, либо растянутые зоны стеновой панели, сечение и угол наклона которых определяется на основе напряженно деформиро ванного состояния стеновой панели по разработанным автором зависимостям.

При наличии отверстий каркасно стержневая модель приобретает новое очерта ние с наклонными раздвоенными сжатыми полосами бетона, огибающими про емы каркасно стержневая модель в полной мере соответствует расчетной Анало говой Стержневой Модели (АСМ).

Основные выводы и результаты:

На основе обзора существующих методов расчета стен сделан вывод о том, что Нормы проектирования не содержат рекомендации по расчету прочности стен с проемами. В практике используются приближенные методы расчета, которые базируются на балочных аналогиях и не описывают физической работы стен.

Наличие в стенах проемов, длина которых не превышает пролета среза, не изменяет принципиального характера сопротивления стен. Решающую роль в сопротивлении стен с проемами играют главные напряжения. Их траектории при наличии проемов, а также при изменении их размеров и месторасположения, приобретают ромбообразный характер. Уровень излома траекторий соответству ет угловым сжатым зонам проемов.

Классификация трещин, ранее разработанная для сплошных стен, дополнена новым видом трещин Т, характеризующим срез наклонных участков бетона, расположенных между грузовыми площадками и угловыми зонами проемов, в пределах которых концентрируются главные напряжения. Классификация трещин является критерием определения схем разрушения стен с проемами при действии поперечных сил. Преобладающим видом разрушения стен с проемами является срез наклонных сжатых полос бетона, расположенных над и под проемами.

Разработана новая методология построения расчетных моделей стен с про емами, представляющая собой систему логически связанных принципов и пред посылок, она базируется на ранее известных и вновь разработанных научных под ходах. К ним относится обоснованный вывод о том, что прочность стен с проема НТТМ ми так же, как сплошных стен, определяется главными напряжениями. Следова тельно, для совершенствования методов расчета целесообразно использовать каркасно стержневую модель сопротивления стен без проемов, поскольку этот метод является наиболее прогрессивным.

Построение расчетных моделей СМ п стен с проемами производится на осно ве модификации известной модели СМ для стен без проемов. Модификация заключается в том, что наличие проемов, пересекающих наклонную расчетную полосу СМ, требует введения двух новых промежуточных ключевых точек. Ука занные ключевые точки располагаются в вершинах углов проемов, в зоне кото рых концентрируются главные сжимающие напряжения 2, а также именно в этих точках происходит резкое изменение траекторий главных напряжений 2. Для обеспечения равновесия системы СМ п вводится связующая стержневая конвер тообразная модель СМ д.

Построение расчетных каркасно стержневых моделей КСМ п и КСМ п стен с проемами осуществляется на основе модификации известной модели КСМ стен без проемов. Основным отличием модифицированных моделей является ромбо образный характер обхватывания проемов. Особенность построения заключает ся в том, что каждая наклонная полоса образовывается в результате разветвле ния основной полосы. Формирование, V образных сжатых полос осуществляет ся грузовыми и опорными площадками поверху и понизу с длиной площадок 1sup, а в средней части стены импровизированными грузовыми и опорными площад ками с длиной 1 *. Вследствие этого каждая расчетная полоса имеет переменную b ширину. Предельным состоянием стен при раздавливании бетона сжатых полос является состояние, когда сжимающие напряжения достигают предельных значе ний biRb в каждой расчетной полосе в модели КСМ п. Предельным состоянием стен при срезе сжатых полос является состояние, когда максимальные касатель ные напряжения в диагональных сечениях сжатых полос модели КСМ п достига ют предельных значений btiRbt.

На основе стержневых моделей СМ п стен с проемами разработаны расчет ные зависимости для определения усилий в элементах моделей. На основе кар касно стержневых моделей КСМ п и КСМ п стен с проемами разработаны рас четные зависимости для определения прочности.

Преимуществом предлагаемого метода расчета является использование прин ципа моделирования сложного характера сопротивления стен с проемами, на основе модификации расчетных моделей сплошных стен. Новый метод расчета хорошо описывает, почти копирует физическую работу стен с проемами. Предла гаемый метод расчета повышает расчетную прочность, позволяет снизить расход материалов. Расчетные величины усилий хорошо согласуются с опытными, сред нее отклонение составляет Ftest/Fcalc = 1,14.

НТТМ Программный комплекс по диагностике повреждений зданий и сооружений ГОУ ВПО "Удмуртский государственный университет" Автор: Рябова В.И.

Научный руководитель: Дудник Е.Н., к.ф. м.н., доцент кафедры промышленной безопасности Программный комплекс имеет своей целью создание обширной базы данных не только по нормативно справочному материалу, что в достаточном объеме представлено в существующих справочно правовых программах, но и обзор монографий, статей, методик расчета. Отличительной особенностью данного про граммного комплекса является простота использования и возможность поиска не только по основным словам, но и по формулам, графикам, таблицам, выделен ным в отдельные взаимосвязанные блоки. Приведенные в качестве примера схемы и методики расчета демонстрируют наиболее часто встречаемые ситуации и помогают на их основе произвести практически любой расчет.

Программный комплекс включает в себя следующие разделы: определения, формулы, таблицы, рисунки, чертежи, порядок расчета, примеры и инструкцию пользователя. Все разделы соединены межпрограммным гипертекстом, что позволяет вызвать любую информацию из любого информационного блока. Сво бодная навигация внутри системы по всему массиву заложенной информации дает возможность быстро находить тот или иной документ, мгновенно переносясь из одного информационного блока в другой.

Данный программный комплекс предназначен для использования в качестве справочной базы данных в проектно конструкторских организациях, строитель ных компаниях, МЧС субъектов РФ и России, а также будет интересен всем, кто занимается вопросами оценки устойчивости зданий и сооружений, надежностью инженерных систем.

Экспериментальные исследования торсионных энергопоглощаю щих элементов дорожных ограждений Ростовский военный институт ракетных войск им. Главного маршала артиллерии М.И. Неделина Автор: Тихомиров В.А., курсант 4 го курса Научный руководитель: Решенкин А.С., к.т.н., доцент, начальник кафедры "Мате риаловедение" Наибольшее распространение на автомагистралях и дорогах населенных пунк тов получили дорожные ограждения, состоящие из опор, к которым крепятся про филированные металлические полосы (рис. 1). Одним из путей повышения их эффективности является применение в них демпфирующих элементов. При сох ранении основных элементов, к которым относятся столбики и ограничительные полосы, замена узлов их крепления относительно недорогими торсионными энер гопоглощающими элементами (ТЭПЭ) позволит не только снизить травматизм при ДТП, но и значительно уменьшить материальный ущерб, причиняемый авто мобилю.

НТТМ Принцип действия ТЭПЭ основан на рассеивании энергии ударного воздей ствия за счет процессов пластического кручения металлических стержней. Кон струкция торсионного энергопоглощающего элемента, представленная на рисун ке 2, включает две составных части (1, 2), которые выполняются из отрезка металлического прута, участки которого последовательно изогнуты таким обра зом, что в каждой имеется три параллельных участка (пластические торсионы), соединенные между собой раскосами (рычагами).

Рис. 1. Дорожное ограждение Рис. 2. ТЭПЭ Данная работа является логическим продолжением представленной в году разработки технических решений энергопоглощающих дорожных огражде ний. Целью данной работы является экспериментальная проверка эффективно сти внедрения торсионных энергопоглощающих элементов в дорожных огражде ниях и адекватности предложенного метода расчета энергопоглощающих элемен тов дорожных ограждений.

С учетом задач экспериментальных исследований была разработана и изгото влена установка, представленная на рисунках 3, 4. В состав экспериментальной установки входят две направляющие, по которым движется маломасштабная модель транспортного средства, масса которой может изменяться в зависимости от крепящихся к ней грузов, мишень к которой жестко прикреплен исследуемый элемент дорожного ограждения и измерительный комплекс. Измерительный ком плекс состоит из датчика перемещений, осциллографа С1 137/2, представляюще го собой аналоговый прибор реального времени с цифровой памятью и ЭВМ.

Вывод данных с осциллографа на ЭВМ осуществляется через последовательный интерфейс RS 232.

НТТМ Рис. 3. ЭУ (общий вид) Рис. 4. ЭУ (мишень и модель ТС) На рисунке 5 представлена полученная осциллограмма перемещений модели транспортного средства при столкновении с мишенью для следующих условий проведения эксперимента: масса модели транспортного средства 50 кг., воздей ствие воспринимают 2 ТЭПЭ, выполненные из стали 40Х (термообработка отжиг), длина рабочей части 100 мм., длина рычагов 150 мм., угол развертки раскосов (рычагов) 900. Максимальное перемещение при столкновении состави ло 17 см., начальная скорость столкновения модели транспортного средства с мишенью 2,46 м/с. На рисунке 6 представлены результаты эксперимента и численного решения, свидетельствующие о достаточной точности модели.

Рис. 5. Осциллограмма Рис. 6. Результаты перемещения эксперимента и транспортного численного решения средства Эксперименты проводились с различными комбинациями условий. В них варьировались: масса модели транспортного средства, угол установки раскосов (рычагов), диаметр и длина рабочей части (пластических торсионов) ТЭПЭ, а также термообработка.

НТТМ Экспериментальные исследования торсионных энергопоглощающих элемен тов подтвердили высокую эффективность разработанных технических решений и правомочность использования разработанного метода расчета торсионных энер гопоглощающих элементов. Сравнение результатов, полученных при обработке экспериментальных данных, с результатами, полученными при численном реше нии уравнений движения, показало, что максимальная погрешность не превыша ет 13 %.

Материалы работы использованы в 3 патентах РФ на полезную модель, в отчетах о НИР, 4 статьях центральной печати, 2 статьях региональной печати.

Гостиница в городе Сочи Московский государственный строительный университет Автор: Зезюкина В.В., дипломница Научные руководители: Забалуева Т.Р., Захаров А.В.

Сочи является главным курортным городом России. Сюда стекаются люди со всех уголков нашей огромной страны с целью комфортно провести отпуск, и отель, в котором люди проводят отпуск, играет решающую роль в определении качества отдыха.

Город Сочи живет за счет туризма, но сейчас важность представляет еще один фактор: Сочи столица Олимпийских игр 2014 года. Городу придется принять тысячи людей не только из России, но и со всего мира, и то, как гости будут при няты, в какой среде они будут находиться, комфортно ли им, будет играть роль в том, какое впечатление останется после посещения нашей страны. Поэтому образ такого здания очень важен, он должен быть ярким и запоминающимся, чтобы привлекать большее количество туристов, и чтобы в будущем им хотелось посещать снова и снова этот курортный город России.

Возрождение туризма в России, улучшение условий отдыха и поднятие авто ритета отечественных курортов главная цель этого проекта.

Здание гостиницы расположено на берегу Черного моря, между двумя зонами отдыха парком им. Фрунзе и пляжем. Поэтому в объемно композиционном реше нии было очень важным не повредить связь между ними. Было принято решение разбить основные объемы, а именно жилую часть здания на три цилиндра. Име ется агрессивный рельеф с сильным перепадом высот.

Участок не застроен, но по его территории проходит набережная, которую в проекте предлагается пустить в обход здания, со стороны пляжа, дабы не нару шить привычные пешеходные маршруты людей.

Запроектированы подъездные пути, площадки для разворота и небольшая стоянка на 10 машиномест для временного пользования, так как в здании имеет ся своя стоянка, предусмотрен съезд в нее по круговой рампе.

В состав гостиницы входят следующие группы помещений: приемно вести бюльная, жилая, физкультурно оздоровительная, медицинского обслуживания, бытового обслуживания, предприятия питания, предприятия торговли, деловой деятельности, администрации и служб эксплуатации, помещения обслуживания.

НТТМ Здание монолитное железобетонное. Конструктивная система каркасно стено вая. В связи с тем, что здание имеет протяженную форму, в проекте предусмотре ны деформационные швы по осям 8, 20, 25, 38, размером 50 мм. В зоне шва пре дусмотрена двойная стена.

Деформационные швы делят здание на 5 частей.

Ресторанно торговая часть и стоянка располагаются ниже отметки 0.000 за счет резкого перепада высот (см. разрезы). Конструктивная система этих частей каркас. Ниже отметки 0.000 также находятся спортивные залы.

Жилые корпуса представляют собой призматические объемы (овальные в плане) со сдвинутыми относительно центральных лифтов на разные углы оваль ными перекрытиями с атриумом. Каждый корпус имеет жесткую сердцевину из несущих стен. Сдвиг перекрытий обеспечивает консольные балконы разной ширины. Перекрытия усилены ребрами, которые расположены в радиальном и концентрическом направлении.

Консоль опирается на две раскрепленные колонны с круглым сечением диаме тром 1 м.

Жилые корпуса увенчаны висячими конструкциями: растянутые стальные стержни держат наклонное монолитное железобетонное перекрытие, усиленное ребрами в двух направлениях. При дальнейшей проработке проекта предполага ется закрепление этих конструкций металлическими тросами.

Бизнес отель на территории Перервинского гидроузла Московский государственный строительный университет Автор: Ковалев Ю.Г., студент 6 го курса Научный руководитель: Нанасова С.М., профессор Со временем в городе появляется большое количество покинутых сооружений:

водонапорные башни, газгольдеры, малые ГЭС и т.д. Сооружения ветшают и зачастую приходят в плачевное состояние. Их реновация является примером рационального использования ресурсов, так как в ряде случаев требует лишь частичной перестройки и незначительного усиления конструкций. Конечно, с одной стороны это требует более тщательной технологической проработки, но с другой существенно увеличивает эффективность сооружения благодаря его полифункциональности.

Плотины, шлюзы, здания ГЭС, системы набережных и каналов все это явля ется объектами изменения и облагораживания русла реки. Разрушительная сила воды оставляет свой след и на мощнейших рукотворных сооружениях, и сегодня множество из них требуют анализа состояния и реставрации. Одним из способов привлечения инвестиций в этот процесс может послужить попытка дополнения функции ГТС. В зоне гидроузлов человеком создаются уникальные пространства, богатые своей красотой и неповторимостью. Являясь местами их средоточия, гидроузлы становятся сильными средовыми доминантами, что позволяет гово рить о рентабельности их реновации.

НТТМ В качестве примера может быть рассмотрен Перервинский гидроузел в г. Мос кве. Гидроузел расположен на юго востоке столицы в окружении Николо Перер винского монастыря и Музея заповедника "Коломенское". Назначение узла реконструировать Москву реку в пределах столицы путем подъема ее уровня в среднем на 3 м для обеспечения подхода к Кремлю крупнейших глубокосидящих волжских судов. Для этого на Москве реке была построена бетонная плотина и последний в системе Канала им. Москвы шлюз № 10, а также ряд более мелких сооружений, в целом составляющих так называемый Большой Перервинский узел.

Бетонная Перервинская плотина расположена в русле Москвы реки и состоит из семи пролетов по 20 м каждый. Общая длина плотины 164 м, высота 18,5 м, напор воды 6 м.

Концепция реновации узла предполагает реконструкцию всех его сооружений, а также строительство гостиницы в непосредственной близости к плотине. Поми мо этого, предусмотрено благоустройство территории одного из островов с раз мещением спортивных площадок, прогулочных дорог, пристани для подхода яхт, катеров и небольших судов, открытой автомобильной стоянки. В числе вновь возводимых зданий административный, спортивный и складской корпуса, ряд отдельно стоящих коттеджей.

В процессе разработки проекта были рассмотрены варианты различного раз мещения здания отеля относительно существующего сооружения плотины. Изна чально был предложен вариант возведения гостиницы непосредственно на пило нах плотины. Этот вариант хорош тем, что не требовал бы возведения собствен ных фундаментов, а вся нагрузка передавалась бы на существующее основание.

Но в процессе анализа данного варианта обнаружился ряд технологических, а также инженерных проблем. Была возможна, но существенно затруднялась загрузка с воды. К тому же, по некоторым оценкам, основание плотины могло не справиться с возросшей нагрузкой. Поэтому было решено переместить гостиницу в нижний или верхний бьеф. С технологической точки зрения первый вариант зна чительно проще, но при таком расположении исключается возможность загрузки гостиницы с реки, которая по планам правительства Москвы может в скором вре мени стать одной из артерий общественного транспорта. Помимо того вновь возводимое здание полностью перекрывало бы сложившуюся панораму гордых пилонов плотины. Поэтому был предложен вариант размещения гостиницы в верхнем бьефе. При такой привязке отеля к плотине легко решается вопрос ее загрузки, как с автодороги, так и с акватории. Существующая градостроительная доминантность оси плотины только усилена параллельной парой, к тому же "пре ломляющей" ее в створ церкви Вознесения в Коломенском. Новое здание также направляет 36 метровую консоль на храм Иверской Божьей матери в составе НТТМ Николо Перервинского монастыря. С технологической точки зрения помеху раз мещению здания в верхнем бьефе составляет ток воды, но его воздействие ней трализуется постановкой опор в створе с существующими пилонами плотины.

Тем самым также обеспечен доступ к затворам, необходимый по требованиям эксплуатации и возможного ремонта. Решение генерального плана в таком вари анте также продиктовано направлениями на исторические доминанты ближайше го окружения. Один из островов гидроузла становится точкой пересечения доми нантных осей, а плотина и продолжающая ее ось гостиница своеобразными про пилеями в заповедную зону. Таким образом, выбирается 3 й вариант как наибо лее приемлемый с градостроительно эмоциональной точки зрения.

Выбор основных несущих конструкций также осуществлялся из трех вариан тов: неразрезная металлическая пространственная ферма, сотовый монолит, про странственная металлическая структура, собираемая из малогабаритных пролет ных строений. В процессе анализа таких критериев, как общий вес конструкции, простота возведения, пространственная жесткость, тектонический строй, плани ровочные ограничения и другие был выбран 3 й, представляющий собой каркас из металлических блоков пролетных строений, собираемых на стройплощадке и монтируемых навесным методом. После монтажа горизонтальные конструкции используются, как жесткая арматура для устройства железобетонных перекры тий. Стержни вертикальных плоскостей также обетонируются.

Подводя итоги, можно добавить, что для проведения подобных мероприятий по реновации инженерных и промышленных сооружений требуется некоторая модернизация существующих строительных норм, жесткий контроль за качеством проведения работ, но результатом является свежий интересный симбиотический объект, богатый своими полифункциональными и эстетическими особенностями.

НТТМ Применение пространственно координатной геодезической съемки для оценки технического состояния зданий и сооружений Московский государственный строительный университет Авторы: Поляков Д.А., Коргина М.А., аспиранты 3 го года обучения Научные руководители: Ранов И.И., к.т.н., профессор;

Коргин А.В., д.т.н., профессор Техническое состояние зданий и сооружений определяется целым комплексом физических, механических и геометрических параметров их строительных кон струкций. Традиционно геометрические характеристики и деформации объектов определяются при помощи пространственно координатной геодезической съем ки, относящейся к дистанционным оптическим способам получения информации о техническом состоянии объектов. Развитие приборной базы привело к появле нию качественно новых геодезических приборов: электронных тахеометров, являющихся сочетанием классического теодолита с лазерным дальномером.

Многофункциональный оптико электронный прибор позволяет решать множество типовых задач посредством встроенного программного обеспечения, а также хра нить большие объемы данных с их последующей передачей при помощи цифро вого интерфейса в ЭВМ для дальнейшей обработки. Применение современных тахеометров позволяет резко снизить трудоемкость процесса геодезических измерений и расширить область эффективного применения пространственно ко ординатной геодезической съемки.

Дистанционное определение геометрии зданий и сооружений.

Для подавляющего большинства эксплуатируемых в течение длительного периода зданий и сооружений в силу многих обстоятельств частично или полно стью утрачиваются исполнительные строительные чертежи и документация. По этой причине в процессе обследований технического состояния зданий и соору жений для ее восстановления требуется проведение обмерных работ. Их выпол нение является ответственным этапом, на котором собираются данные на момент проведения обследования о фактической геометрии сооружения с учетом всех накопленных в процессе эксплуатации повреждений. При значительных габари тах объектов обмерные работы эффективно производить современными геодези ческими приборами путем пространственно координатной съемки фасадов и интерьеров. На основе установленной геометрии и других данных, выявленных при обследовании, производятся ручные или автоматизированные расчеты с целью определения фактической несущей способности конструкций сооружения.

На их основании устанавливается объем мероприятий по реконструкции, ремонту и усилению сооружения.

Дистанционный мониторинг пространственных деформаций зданий и сооруже ний.

Одной из основных проблем эксплуатации зданий и сооружений является воз можность их повреждения в результате неравномерных осадок грунтового осно вания, спровоцированных различными техногенными причинами. Мониторинг деформаций проблемного сооружения традиционно осуществляется с помощью геодезической аппаратуры путем повторных измерений отметок, что дает карти ну развития только вертикальных перемещений в уровне основания. Как показы вает опыт, такой метод не дает полной картины влияния неоднородных смещений НТТМ на техническое состояние объекта, так как само сооружение получает неравно мерные пространственные деформации по всему объему. Поэтому в рамках дан ного проекта рассматриваются деформации пространственно координатной (ПК) модели сооружения, полученной в результате тахеометрической съемки положе ния его характерных точек, выбор количества и положения которых обуславлива ется архитектурными и конструктивными особенностями объекта мониторинга.

Проведение эффективной координатной съемки пространственного положения объектов стало возможным в результате создания специализированной техноло гии тахеометрических координатных измерений, осуществляемых в условиях стесненного доступа. В ее основе лежит использование специально разработан ных сферических отражательных марок, позволяющих проводить устойчивые измерения координат при любых углах визирования с заданной точностью в боль шом диапазоне расстояний.

В результате анализа деформаций ПК модели сооружения производится:

определение абсолютных и относительных величин деформаций и сравнение их с расчетными и допускаемыми значениями;

выявление причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации зданий;

принятие своевременных мер по борьбе с возникающими недопустимыми деформациями или их последствиями;

обоснование прогноза развития деформационных процес сов и оценка степени опасности их влияния на техническое состояние зданий и сооружений.

Оценка напряженно деформированного состояния конструкций зданий и сооружений по результатам ПК геодезической съемки.

Полная оценка картины влияния неравномерных деформаций основания на техническое состояние зданий и сооружений может быть осуществлена на осно вании расчета фактической несущей способности конструкций. По этим причинам целью данного проекта является разработка технологии автоматизированной оценки напряженно деформированного состояния (НДС) конструкций зданий и сооружений методом конечных элементов (МКЭ) на основе анализа деформаций их ПК моделей. В качестве нагрузок при проведении МКЭ анализа, помимо основных эксплуатационных постоянных и временных нагрузок, выступают кине матические воздействия (наложенные перемещения) в виде зафиксированных в ходе геодезического мониторинга смещений узлов ПК модели и интерполирован ные в остальные основные узлы МКЭ модели. Полученные в результате после дующего расчета внутренние усилия, напряжения и деформации элементов сооружения являются результатом всех видов воздействий, при этом не требует ся знание всего характера деформирования основания сооружения. Это позволя ет осуществлять объективный мониторинг НДС конструкций в условиях сложного характера деформирования основания от незапланированных воздействий.

Технология использования пространственно координатной геодезической съемки для оценки технического состояния зданий и сооружений реализована для следующих объектов:

1. Ангарный комплекс для обслуживания самолетов, МО, пос. Внуково. Авто матизированная обмерка сооружения с помощью пространственно координатной геодезической съемки. Многовариантное численное моделирование работы кон струкций сооружения в МКЭ системе Robobat на базе данных геодезической съемки.

НТТМ 2. Быстровозводимое сооружение многофункционального назначения "Шатер", горнолыжный комплекс Сорочаны, Московская область, пос. Курово.

Многовариантное численное моделирование работы конструкций сооружения в МКЭ системе Лира на базе данных геодезической съемки.

3. Насыпной искусственный холм, горнолыжный комплекс Сорочаны. Геодези ческий мониторинг планово высотного положения опор канатных дорог и величин отклонения тросов от проектного направления. Определение пространственного положения характерных точек горнолыжных склонов для построения обобщенной орографической модели насыпного холма с целью математического мониторинга возможных изменений объема грунта.

4. Многофункциональный административный комплекс "Альфа Арбат Центр", г. Москва, ул. Арбат, д. 1. Создание ПК модели сооружения с целью мониторинга планово высотного смещения характерных точек объекта во времени. Оценка напряженно деформированного состояния конструкций сооружения в МКЭ систе ме StarkES по результатам геодезической съемки.

Транспортный узел на пересечении Ленинградского шоссе и МКАД в Москве Государственный университет по землеустройству Автор: Чернова Е.К., студентка 6 го курса архитектурного факультета Научный руководитель: Саркисов С.К., профессор кафедры архитектуры Изобретение относится к судостроению и касается судов, предназначенных для выполнения пограничных и таможенных функций.

Целью изобретения является создание комплекса, обеспечивающего охрану территории страны на удаленных океанских рубежах от проникновения судов и грузов, обладающих потенциальной возможностью нанесения ущерба государ ству.

При этом решаются такие задачи как рациональная организация комплекса за счет многофункциональности отдельных блоков;

автономности за счет самообес печения комплекса пресной водой, продуктами питания, электроэнергией и горю чим для авиационных аппаратов;

экологическая безопасность за счет использо вания биологического компонента;

безопасность от международного и иного тер роризма благодаря выносу взрывчатых и горючих веществ за пределы надводно го базового судна, а также сохранение хрупкого океанского биоценоза благодаря созданию подводных ферм, где организована селекционная и исследовательская работа.

Комплекс включает основное многокорпусное судно, располагающее стацио нарными и подвижными корпусами. Стационарный центральный корпус включает бытовой блок, океанарий и ходовую часть, представляющую из себя несколько теплично опреснительных устройств, в которых используются в качестве энерго движителя конвейеры с растущими растениями, объединенные с цепями, включа ющими морепродукты, в том числе электрогенерирующие организмы, обеспечи вающие биологическое опреснение воды. Боковые стационарные корпуса обору дованы взлетными полосами и ангарами для самолетов, а крайние подводные корпуса оснащены гелиоопреснителями, обеспечивающими терминал пресной водой и электроэнергией в ясную погоду.

НТТМ Радиотехника. Электроника. Энергетика Технологии регенерации низкопотенциальных потоков теплоты тепловых электростанций ГОУ ВПО "Ульяновский государственный технический университет" Автор: Кубашов С.Е., аспирант 1 го года обучения Научный руководитель: Шарапов В.И., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой "Теплогазоснабжение и вентиляция" Разработан комплекс технологий повышения энергетической эффективности тепловых электрических станций (ТЭС) путем регенерации (возврата в цикл) низ копотенциальных потоков теплоты агрегатов и систем ТЭС.

Технологии позволяют экономить топливо, потребляемое котлами станции (до 18 тыс. т/год в расчете на один энергоблок 100 МВт), за счет снижения тепловых потерь в окружающую среду. Данный результат достигается путем использования низкопотенциальных, бросовых потоков теплоты для подогрева дутьевого возду ха и топливного природного газа котлов станции. В качестве низкопотенциальных источников теплоты предусмотрено использовать потоки отработавшего пара турбин, циркуляционного водорода турбогенераторов, масла трансформаторов, масла турбин, продувочной воды.

Новые технологии позволяют возвращать теплоту бросовых потоков в цикл станции, а также снизить энергетические затраты на систему подогрева воздуха и газа перед котлами. Срок окупаемости технологий не превышает 1,5 года.

Тепловые электрические станции являются существенными загрязнителями окружающей среды тепловыми выбросами. В процессе работы станций требует ся охлаждение различных низкопотенциальных потоков, например, отработавше го пара турбин, циркуляционного водорода турбогенераторов, масла трансфор маторов, масла турбин, продувочной воды. В большинстве случаев тепловая энергия низкопотенциальных потоков не используется, отводится в окружающую среду и безвозвратно теряется.

Особенность разработанных технологий заключается в том, что процесс отво да низкопотенциальной теплоты совмещен с процессом подогрева топлива (воз духа и природного газа), подаваемого в топки котлов. Это одновременно позволя ет снизить потери теплоты, выделяемой агрегатами в окружающую среду, а также уменьшить энергетические затраты на систему подогрева топлива перед котлами.

Пример реализации технологии регенерации теплоты отработавшего пара тур бины ТЭС воздухом и природным газом приведен на рис. 1.

Технология позволяет возвращать теплоту отработавшего пара турбины в котел, а также исключить из схемы станции систему паровых калориферов подо грева дутьевого воздуха перед его подачей на основные воздухоподогреватели.

Кроме того, технология позволяет снизить энергетические затраты на привод цир куляционных насосов контура водяного охлаждения конденсаторов паровых тур бин, а также затраты, связанные с подогревом природного газа после редуциро вания.

НТТМ Технологии регенерации теплоты масла трансформаторов, циркуляционного водорода генераторов, масла турбин имеют тот же принцип: воздух и газ, необхо димые для процесса горения в котлах, используют для отбора теплоты от перечи сленных агрегатов с использованием специальных воздухо и газоохлаждаемых теплообменников, включенных либо во всасывающий тракт дутьевых вентилято ров котлов станции, либо в газопровод между устройством для понижения давле ния газа и горелками котлов.

Рис. 1. Схема ТЭС с газо воздушным охлаждением конденсатора турбины:

1 котел;

2 горелка;

3 турбина;

4 конденсатор;

5 воздушная секция;

6 газовая секция;

7 дутьевой вентилятор Главное преимущество разработанных технологий: теплота, отведенная от охлаждаемых агрегатов и сред, возвращается в цикл станции, что позволяет повысить экономичность электростанции путем снижения тепловых потерь в окружающую среду. Годовая экономия условного топлива достигает 18 тыс. т/год в расчете на один энергоблок 100 МВт, срок окупаемости технологий не превыша ет 1,5 года.

НТТМ Блок управления прецизионным мехатронным модулем Московский энергетический институт (технический университет) Авторы: Толстых О.А., аспирант 1 го года обучения;

Тяпкин М.Г., студент 5 го курса Научный руководитель: Балковой А.П., к.т.н., ст. научн. сотр. кафедры автомати зированного электропривода Цель проекта: разработка цифрового блока управления для мехатронного модуля на базе синхронного электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов.

Задачи проекта: разработка цифрового электропривода с возможностью упра вления (подчиненное / в пространстве состояний) положением, скоростью, момен том двигателя. Реализация отработки перемещения с точностью до 10 угловых секунд. Реализация режимов автофазирования двигателя, автоматического рас чета параметров двигателя и цифровой системы управления и калибровки датчи ка положения (редуктосина) по эталонному датчику (энкодеру). Разработка интерфейса верхнего уровня для связи с оператором (настройщиком) по каналу RS 232.

Выполнение работы, результаты: в ходе выполнения проекта был разработан макет блока управления на базе двухпроцессорной системы и сконструирован макет мехатронного модуля (поворотного стола). Основные параметры цифрово го блока управления и мехатронного модуля приведены в таблицах 1 и 2 соответ ственно.

Таблица Параметры цифрового блока управления Питание 3x220 В, 1x220 В Число фаз двигателя Ток фазы длительный (амплитудное значение) 20 А Ток фазы пиковый (амплитудное значение) 40 А в течение 1 с Напряжение звена постоянного тока 310 В Период квантования 67 мкс НТТМ Таблица Параметры мехатронного модуля Число фаз Число пар полюсов Ток фазы длительный 4.5 А (амплитудное значение) Ток фазы пиковый 12 А в течение 1с (амплитудное значение) 4.44 Нм/А Постоянная момента 4.3 Ом Активное сопротивление фазы Момент инерции 0.056 кгм Редуктосин с редукцией Датчик положения 119/ Эталонный датчик Энкодер Renishaw В настоящее время ведется доработка программного обеспечения цифрового блока. Реализовано управление координатами сервопривода в пространстве состояний и в системе с подчиненным регулированием. Ведутся работы по реали зации калибровки редуктосина по эталонному энкодеру и обеспечению заданной точности перемещения в 10 угл. сек. Начата работа над созданием интерфейса верхнего уровня и режимов автофазирования и автоподстройки параметров системы управления. Результатом работы на текущее время можно считать завершение аппаратной разработки макета блока управления и конструкции мехатронного модуля, а также теоретическое подтверждение алгоритмов упра вления с помощью математического моделирования.

Выводы. Теоретически определены параметры системы регулирования серво привода. На практике реализована настройка регуляторов контуров скорости и тока (момента) для обеспечения заданного качества переходного процесса. Реа лизована компенсация нелинейности характеристики управляющего инвертора напряжения. Промежуточные результаты проекта показывают адекватность выбранных конструктивных решений блока управления и мехатронного модуля, а также алгоритмов управления электроприводом.

НТТМ Широкополосный анализатор сигналов Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова Авторы: Силивакин А.В., Горюнцов И.С., аспиранты;

Погребной Д.С., студент 4 го курса Научный руководитель: Кренёв А.Н., к.т.н., доцент В последние годы в связи с бурным развитием радиотехнических систем и средств радиосвязи возросла актуальность широкополосного анализа и синтеза радиосигналов. Это обусловлено тем, что для увеличения информационной емко сти каналов передачи данных требуется расширение занимаемого спектра частот. Задачи анализа и синтеза радиосигналов в широкой полосе частот акту альны во многих отраслях, таких как мониторинг частотно пространственного ресурса, радиоэлектронная разведка, радиолокация, современные виды радиосвязи.

Для решения таких задач был разработан цифровой широкополосный анали затор сигналов. Структурная схема модуля приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема широкополосного анализатора сигналов Где: АЦП аналогово цифровой преобразователь, FPGA программируемая логическая интегральная схема, Flash программируемая память управляющих программ, SRAM статическое оперативное запоминающее устройство, USB блок интерфейса связи с ПК USB 2.0, Ш интерфейсные разъемы модуля.

Модуль обладает следующими характеристиками:

диапазон частот анализируемых сигналов: 0,1 2250 МГц;

мгновенная полоса частот анализируемых сигналов: 500 МГц;

разрядность АЦ преобразователя: 8 Бит;

мгновенный динамический диапазон: 45 дБ;

максимальный размах входного сигнала: 0,6 В;

глубина буфера записи сигналов: 65536 отсчетов;

частотное разрешение в режиме программного вычисления БПФ: до 12500 Гц;

частотное разрешение в режиме аппаратного вычисления БПФ: до 100 кГц;

потребляемая мощность: 6 Вт;

габаритные размеры модуля: 100x50x50 мм.

НТТМ Разработанный модуль позволяет проводить непосредственное аналогово ци фровое преобразование радиосигналов в частотном диапазоне 0,1 2250 МГц с мгновенной полосой анализа 500 МГц.

Математическое обеспечение модуля позволяет решать следующие функцио нальные задачи: преобразование гильберта;

временной анализ;

спектральный анализ;

векторный анализ. Спектральная обработка сигналов может произво диться как непосредственно в модуле, так и в ПК. Спектральная обработка сигна лов непосредственно в модуле позволяет достичь высокой скорости вычисления БПФ, но ценой уменьшения разрешающей способности по частоте. Спектральная обработка сигналов в ПК позволяет достичь частотного разрешения до 12500 Гц, но при этом значительно увеличивается затраченное на вычисления время. Алго ритмы векторного анализа принимаемых радиосигналов позволяют определять следующие параметры: тип модуляции, частоту несущей радиосигнала, закон изменения амплитуды, фазы и частоты радиосигналов.

Пример варианта отображения математическим обеспечением результатов анализа сигналов приведен на рис. 2. На вход устройства подавалась сумма гар монических сигналов частотой 50 МГц и частотой 2212 МГц.

Рис. 2. Пример варианта отображения результатов анализа сигналов НТТМ Способ поиска термальных зон на геотермальных месторождениях с использованием информационных технологий сбора и обработки данных о склоновых процессах Камчатский государственный университет им. Витуса Беринга Автор: Луканова Е.В., студентка 3 го курса Научный руководитель: Делемень И.Ф., кандидат геол. мин. наук, доцент кафе дры географии, геологии и геофизики В последние годы на Камчатке, Курильских островах, Кавказе, других регио нах России и мира появляется потребность в наращивании имеющихся ресурсов термальных и термоминеральных вод в связи с использованием их в качестве альтернативного источника энергии.

Нашей целью было разработать новый способ поиска термальных зон на гео термальных месторождениях с использованием информационных технологий сбора и обработки данных о происходящих на них склоновых процессах.

Решались задачи:

1. Выбрать эталонные площадки на территории Мутновского геотермального месторождения для анализа соотношения оползневых процессов с разгруз кой гидротерм.

2. Выполнить с использованием компьютерных технологий анализ распро страненности оползней, выявить закономерности связи их с зонами раз грузки термальных вод и закартировать оползневые тела на изучаемой пло щади.

3. Выявить участки возможной разгрузки термальных вод, неизвестные ранее.

Работы по предложенному проекту были произведены на Мутновском место рождении парогидротерм. В состав работы входило изучение склоновых процес сов, которые сыграли важнейшую роль в формировании рельефа территории и характеризуются наличием большого количества оползней. Анализ распростра ненности оползней на эталонных площадках позволил выполнить теоретическое обоснование наличия пространственной связи оползневых процессов с разгруз кой термальных вод на основании того, что:

1. Разгрузка термальных вод происходит на рассматриваемой территории повсеместно, как на Мутновском месторождении парогидротерм, так и на его флангах, в кальдере Жировского вулкана.

2. Расположение оползней находится в прямой зависимости от разгрузки тер мальных вод.

Представленный нами способ предусматривает диагностику оползневых тел по данным дистанционного зондирования Земли, распознавание оползневых тел на картах рельефа земной поверхности и последующей полевой заверки выяв ленных оползней. С использованием ГИС технологий создается распределенная база данных, включающая слои с данными по оползневым процессам, и слои с информацией об известных зонах разгрузки термальных вод. Такие участки рас сматриваются в качестве эталонных, где выявляются типичные для изучаемой территории пространственные закономерности в соотношении термальных зон и оползневых структур. Дано теоретическое обоснование такой связи и предста влен алгоритм его реализации. Анализ эталонных участков позволяет построить НТТМ образ участков с пространственным совмещением разгрузки (в том числе скры той) термальных вод и проявления оползневой активности склонов, а на следую щем этапе выявляются участки предполагаемых зон разгрузки термальных вод за пределами эталонных участков. Продемонстрирована эффективность способа на примере флангов Мутновского месторождения парогидротерм.

Выводы.

Так как интеллектуальная собственность на разработку, принадлежащая И.Ф.

Делемень и Е.В. Лукановой, в настоящее время представлена в виде ноу хау и не доведена до защиты ее патентом, то коммерциализация продукта осуществляет ся в виде договоров с заказчиками организациями и физическими лицами, заин тересованными в поиске термальных ресурсов и оценке степени опасности и уровня риска оползневых и других опасных склоновых процессов, угрожающих устойчивости расположенных на этих склонах и у их основания зданий и сооруже ний. Способ апробирован при выборе площадки под строительство Мутновской ГеоЭС на Камчатке и других социально значимых и промышленных объектов в Камчатском крае, при оценке возможных последствий ожидаемого сильного землетрясения в г. Петропавловске Камчатском, а в последнее время при изу чении последствий катастрофического обрушения, происшедшего 3 июня 2007 г.

в Долине гейзеров, с выдачей рекомендаций по снижению риска оползневых про цессов. Выявлены неизвестные ранее новые участки территории, прилегающие к Мутновскому месторождению парогидротерм, перспективные на обнаружение зон скрытой разгрузки термальных зон.

Восстановление посадочных мест под подшипники в корпусных деталях электрических машин Сибирский федеральный университет, Политехнический институт Авторы: Чегошев М.Ю., Сафонов М.А., Василовский М.С., студенты 5 го курса Научные руководители: Суворин А.В., к.т.н., профессор;

Петухов Р.А., аспирант Цель работы. Разработка способов повышения работоспособности ремонтиру емых деталей электрических машин путем применения гальванопокрытий и опти мизация основных режимов технологического процесса.

Задачи. Повышение эффективности и качества выпускаемой продукции на всех технологических звеньях ремонтного производства: исследовать возмож ность получения гальванопокрытий из низкотемпературного электролита;

разра ботать метод повышения работоспособности ремонтируемых деталей гальвано покрытием из низкотемпературного электролита;

исследовать возможности использования периодического тока синусоидальной формы с отсечкой при нане сении гальванопокрытий. Разработка опытного образца преобразователя с целью применения его при ремонте деталей гальванопокрытием;

разработка тех нологии ремонта изношенных деталей электрических машин с помощью гальва нопокрытий с применением периодического тока синусоидальной формы с отсеч кой.

НТТМ Ход работы. Для получения оптимальных условий процесса железнения необходимо, чтобы схема позволяла в широких пределах изменять как катодную, так и анодную составляющие тока без потерь электроэнергии. Это возможно при замене диодов на тиристоры. Тиристорный источник тока позволяет получить ток, в дальнейшем называемый синусоидальный ток с отсечкой (СТО). График тока данной формы складывается из четырех периодов.

1 й период. При разгонном режиме в начале процесса осаждения величина катодной составляющей тока имеет малые значения 1,5 2,0 А/Дм2. Данный режим обеспечивает высокую адгезию между покрытием и основой детали.

До открытия тиристора наблюдается бестоковая пауза. В это время происхо дит выравнивание состава электролита за счет диффузии и конвекции, а также протекают химические реакции.

2 й период. В момент открытия тиристора происходит резкий скачок потенциа ла, который обусловлен низкими значениями всех видов поляризации в прикатод ном пространстве. Это способствует более легкому преодолению разряжающи мися ионами сопротивления границы раздела электролит металл, обеспечивая тем самым высокую надежность сцепления нового формирующегося микрослоя с основным металлом. Из теории электрохимии известно, что при высоком потен циале (момент открытия тиристора) образовываются преимущественно активные центры кристаллизации, т.е. чем больше скачок потенциала, тем больше образу ется активных центров, а при уменьшении его происходит их рост. По истечении времени Т/2 потенциал становится равным нулю и наступает третий период.

3 й период. После прекращения действия электрического поля катодной соста вляющей потенциал меняет свой знак, это происходит в момент перехода фазы через ноль. После чего вновь наступает бестоковая пауза, во время которой про текают химические реакции элементов, присутствующих в электролите. Напри мер, растворение железа под действием соляной кислоты. Происходит обогаще ние прикатодного слоя ионами железа. За счет конвекции выравнивается темпе ратурное поле электролита, стабилизируется его концентрация. По истечении третьего периода подается открывающий импульс на управляющий электрод Д2 и наступает четвертый период.

4 й период. Как в момент открытия тиристора Д1 происходит скачок потенциа ла, так и в данном случае при открытии тиристора Д2 скачком начинается обрат ный процесс (растворение уже осажденного металла). В это время снимаются с поверхности осадка образовавшиеся молекулы водорода, гидроокись железа, другие продукты электрохимической реакции, а также фракции неорганического происхождения. Обратный ток на детали освобождает кристаллическую решетку металла от окисной пленки и других продуктов реакций, подготавливая тем самым основу для следующего микрослоя покрытия. Описанный механизм осаж дения и растворения железа на детали происходит согласно частоте сети.

Выводы. Результатами проведенных нами исследований установлено, что, варьируя только электрическими параметрами, можно повысить производитель ность гальванического процесса в 1,5 1,7 раза. Это стало возможным, используя в процессе тиристорного источника тока (ТИТ). Он позволил, не только получить новую форму тока синусоидальную с отсечками (СТО), но и выявить новый пара метр, указывающий на время открытия тиристора катодной и анодной соста вляющих, который существенным образом влияет не только на эффективность процесса, но и эксплуатационные характеристики восстановленных деталей.

НТТМ Данный коэффициент, который условно может иметь значения от 0 до и ука зывать момент подачи импульса на управляющий электрод тиристора.

Исследования показали, что наиболее значимая для процесса величина данно го коэффициента находится в пределах от /4 до 3/4. Покрытия, получаемые при этих условиях, отличаются высокой плотностью, твердостью до 50 60 ед. НRZ, мелкозернистостью и износостойкостью в 1,2 1,3 раза по сравнению с другими гальваническими покрытиями, полученными этим способом.

Усилитель звуковой частоты, управляемый микроконтроллером Дворец детского творчества (ДДТ), Республика Мордовия Автор: Князьков В.С., учащийся 7 го класса Научный руководитель: Рогожин Ю.Д., методист ДДТ и педагог дополнительного образования Применение современных технологий и радиокомпонентов позволяет перейти на новый уровень при конструировании аппаратуры высококачественного звуко воспроизведения.

В данной конструкции для управления работой усилителя и отображения теку щей информации в различных рабочих режимах применен микроконтроллер с оригинальной авторской программой. Кроме того, предусмотрена возможность управления усилителем с компьютера через USB порт. Программа управления усилителем с компьютера также разработана автором.

Постановка задачи.

1. Изготовить усилитель звуковой частоты с микроконтроллерным управлени ем:

а) разработать блок схему устройства;

б) подобрать микроконтроллер, обладающий необходимыми параметрами;

в) разработать программу для микроконтроллера на языке С, откомпилиро вать и загрузить ее в микроконтроллер;

г) произвести отладку работы программы;

д) разработать программу для управления усилителем с компьютера на языке С++;


е) разработать и изготовить печатные платы отдельных узлов устройства с использованием компьютерной программы LAYOUT;

ж) изготовить корпус и произвести монтаж в него узлов и плат усилителя.

2. Наладить, испытать и измерить параметры устройства.

Принцип работы и устройство.

Блок схема усилителя представлена на рис. 1. Звуковой стереосигнал поступа ет от источника сигнала на предварительный усилитель, а с него на усилитель мощности. С выхода усилителя мощности сигнал подается на акустические систе мы и индикаторы уровня выходного сигнала.

Блок управления при помощи микроконтроллера управляет предварительным и выходным усилителями посредством управляющих кнопок. К блоку управления подключены LCD дисплей и USB порт.

НТТМ Основой блока управления является микроконтроллер семейства AVR фирмы Atmel AtMega16. Контроллер имеет 4 двунаправленных восьмибитных порта, флэш память программ, память данных EEPROM, ОЗУ данных SRAM, универ сальный асинхронный приемопередачик UART и другие устройства. В его функ ции входит обновление дисплея, опрос кнопок, контроль шины I2C и асинхронно го приемопередатчика UART. Микроконтроллер осуществляет управление усили телем мощности (переключение в дежурный режим с гнезд st by), предваритель ным усилителем (по шине I2C) и вентилятором охлаждения радиаторов. Програм ма для микроконтроллера AtMega16 написана на языке С с некоторыми вставка ми из ассемблера.

Микросхема Аt24С08 это перепрограммируемая энергонезависимая электри чески стираемая память EEPROM объемом 256 Кб. Другое название этой микро схемы флэш память. В ней хранятся данные о состоянии усилителя, которые при его включении считываются из памяти и отправляются по шине I2C в предвари тельный усилитель, а также некоторая служебная информация.

Шина I2C это двухпроводная, двунаправленная шина с последовательной передачей данных. Она кроме управления флэш памятью памятью используется и для управления предварительным усилителем на микросхеме TDA8425. Каждое соединенное с I2C устройство имеет свой адрес (для TDA8425 это 0х82, а для At24С08 0хА0).

Рис. 1. Блок схема усилителя НТТМ Микроконтроллер AtMega8 служит для конвертации протокола передачи дан ных USB в протокол UART.

Через USB порт усилитель можно подключать к компьютеру. На данный момент с компьютера можно регулировать громкость, низкие и высокие частоты, а также определять, подключен ли усилитель к компьютеру.

LCD дисплей MT 16S2R 2VLB, совместимый с командами контроллера по про токолу HD44780, подключен к порту A микроконтроллера, кнопки управления к порту С. К порту D подключается шина I2C.

Чтобы устранить щелчок при включении питания, программно формируется задержка включения выходного усилителя длительностью 500 мс.

Благодаря примененным техническим решениям устройство более удобно в эксплуатации, имеет высокие характеристики звуковоспроизведения и эстетич ный внешний вид.

Бортовая саморазворачивающаяся антенна подвижной радиостанции Санкт Петербургский центр детского технического творчества Автор: Авдеев А.Р., 3 й год обучения, ученик 9 го класса Научный руководитель: Карасик Н.Я., заслуженный рационализатор Российской Федерации, преподаватель Цель проекта: разработка саморазворачивающейся антенны для использова ния в составе бортового радиотехнического комплекса, размещенного на подвиж ном объекте (автомобиле, бронеобъекте, летательном воздушном или космиче ском аппарате).

Задачи проекта: антенное устройство должно обеспечить развертывание кон струкции без участия оператора;

время развертывания не более 3 х секунд;

раз вертывание конструкции без использования электрических, гидравлических, пневматических и т.п. дополнительных устройств;

высокую надежность разверты вания конструкции после длительного (не менее 5 лет) хранения в свернутом положении.

Объект разработки: бортовая приемо передающая ненаправленная антенна коротковолнового или ультракоротковолнового диапазонов волн подвижной радиостанции.

Предмет разработки: саморазворачивающаяся конструкция бортовой антенны без использования дополнительных устройств приведения антенны в рабочее положение.

Ход выполнения работы: анализ известных технических решений по постро ению антенн подобного класса показал ряд существенных недостатков, резко ограничивающих возможность их применения в экстремальных условиях. К таким недостаткам следует отнести:

необходимость использования дополнительных механизмов развертывания (электрических, гидравлических, пневматических), что часто приводит к недопу стимому увеличению массогабаритных характеристик устройства;

относительно невысокая надежность конструкции, связанная с заклиниванием элементов телескопических конструкций, разрядом аккумуляторов в электриче ских приводах и т.д.;

НТТМ большое время, необходимое для приведения антенн в рабочее положение (до нескольких десятков минут);

низкая устойчивость известных антенн к воздействию вибрационных и ветро вых нагрузок в процессе движения объекта и др.

Гипотеза, выдвинутая на основании результатов анализа известных решений и возможных путей преодоления присущих им недостатков, заключается в следую щем:

надежность конструкции антенны может быть повышена при исключении из ее состава дополнительных механизмов развертывания, требующих каких либо источников энергии (аккумуляторов, воздушных компрессоров и т.п.);

в качестве механизма развертывания необходимо использовать распределен ную систему точечных источников сил развертывания, взаимно дублирующих друг друга.

На основании выдвинутой гипотезы были сформулированы принципы постро ения конструкции саморазворачивающейся антенны:

принцип пантографического построения элементов антенны;

принцип распределенного размещения точек приложения сил развертывания;

принцип многократного резервирования элементарных сил развертывания;

принцип шарнирного соединения всех элементов конструкции антенны;

принцип исключения из конструкции вспомогательных механизмов разверты вания, основанных на дополнительных источниках энергии.

План исследований включал следующую последовательность этапов разра ботки конструкции:

1. Выбор числа пантографических полотен и порядок их взаимодействия в единой конструкции. Принято решение о соединении трех N звенных панто графов в виде прямоугольного цилиндра с поперечным сечением в форме равностороннего треугольника, обладающего наибольшей устойчивостью к вибрационным и ветровым нагрузкам.

2. Определение порядка шарнирного соединения периферийных концов элементов, примыкающих друг к другу и относящихся к различным панто графам.

3. Определение мест размещения, правил установки пружинных элементов и их общего числа в каждом из пантографов.

4. Разработка элементов фиксации полотна антенны, как в свернутом, так и в развернутом положениях.

5. Изготовление макета полотна саморазворачивающейся антенны, состоя щего из трех 14 звенных пантографов.

6. Проведение испытаний макета и оценка возможности построения самора зворачивающейся антенны, в полном объеме отвечающей предъявляемым к ней требованиям.

7. По источникам научно технической и патентной литературы провести тема тический поиск для выявления аналогов и ближайшего аналога (прототипа) с целью оценки патентоспособности разработанной конструкции.

8. Подготовка материалов заявки на выдачу патента на предполагаемое изо бретение и отправка их в Роспатент.

9. Апробация результатов технического решения путем представления докла да на научно практической конференции, участия в конкурсах и междуна родных выставках инноваций.

НТТМ Конструкция антенны состоит из трех идентичных N звенных пантографов, объединенных в виде прямого цилиндра с поперечным сечением в форме равно стороннего треугольника. Концы вершин примыкающих друг к другу звеньев пан тографов соединены между собой шарнирно. В местах пересечения элементов каждого из N звенных пантографов установлены пружины, обеспечивающие раз вертывание антенны. Причем векторы сил развертывания пружин одного из пан тографов противоположны векторам сил развертывания пружин двух других пан тографов.

Рис. 1. Вид антенны в Рис. 2. Вид одного из плане пантографов в сложенном состоянии Результаты проекта: разработана конструкция бортовой саморазворачиваю щейся антенны подвижной радиостанции, обеспечивающей время развертыва ния, не превышающее 2 х секунд, без участия операторов. Конструкция обеспе чивает N кратное повышение надежности конструкции (N=10 15) по сравнению с известными аналогами: телескопическими, пневматическими и другими самора зворачивающимися конструкциями антенн.

Разработанная антенна защищена патентом Российской Федерации на изо бретение № 2304328 от 26.02.2006 г.

Программно аппаратный комплекс для отладки широкополосных цифровых приемных устройств Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана Автор: Тихонов Р.С., студент 5 го курса Научный руководитель: Голосов П.В., ст. преподаватель кафедры "Радиоэлек тронные системы и устройства" В настоящее время в радиолокации большое внимание уделяется разработке систем, использующих широкополосные сигналы. Применение таких сигналов позволяет существенно улучшить характеристики радиоэлектронных систем. В первую очередь это связано с задачами распознавания целей, которое, как счи тают многие, должно стать важной функцией для военных и коммерческих РЛС в НТТМ XXI веке. Без повышения разрешающей способности не удается выделить мало размерные, особенно неподвижные объекты на фоне местности. Кроме того, дан ное направление усиленно развивается в части локации на малые расстояния, например, при создании систем предупреждения столкновения автомобилей в целях сканирования поверхностного слоя земли, дна небольших водоемов, радиовидения через оптически непрозрачные предметы и пр. В радиосвязи такие сигналы применяются для передачи больших массивов данных. Согласно форму ле Шеннона, переход к сигналам с широкой полосой позволяет значительно уве личить скорость передачи информации. При использовании широкополосных сиг налов по новому решается задача защиты информации от несанкционированно го доступа и перехвата. При этом речь идет не о кодировании информации, а о том, что обнаружение самого факта передачи информации затруднено. Очень низкий уровень спектральной плотности излучаемого сигнала обеспечивает очень высокий уровень энергетической скрытности.


Обработка широкополосных сигналов в реальном масштабе времени требует создания сложной быстродействующей аппаратуры. При настройке и исследова нии характеристик отдельных узлов такой аппаратуры удобно сначала буферизи ровать данные, а потом производить их анализ. Для этих целей используют нако пительные устройства с большим объемом памяти, обладающие высоким быстро действием. Важными требованиями к накопителю являются: низкая стоимость, доступность элементной базы и возможность сопряжения с имеющимися на рынке стандартными решениями.

Целью данной работы является рассмотрение возможности реализации про граммно аппаратного комплекса (ПАК) для отладки широкополосных цифровых приемников для сигналов с шириной спектра 300 500 МГц и оценка его характе ристик.

В ходе работы осуществлен полный цикл проектирования накопителя, являю щегося основным узлом ПАК: разработаны его структурная и принципиальная схемы, печатная плата;

произведена сборка и настройка устройства. Создано программное обеспечение для микросхемы программируемой логики, применен ной в накопителе. Комплекс полностью управляется с персонального компьютера через интерфейс USB, что делает процесс исследования характеристик быстрым и удобным.

Создание ПАК является сложной научно технической задачей и требует глубо кого системного подхода. Разработка проекта потребовала изучения современ ных систем САПР. При разводке печатной платы был применен прогрессивный программный пакет, позволяющий работать с дифференциальными парами, выравнивать длины печатных проводников и контролировать волновое сопротив ление сигнальных линий. Освоен язык VHDL, который использовался для созда ния программного обеспечения для программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС). Кроме того, отдельно разрабатывалась методика отладки и тести рования накопителя. Особенностью отладки цифровых устройств является нали чие многопроводных шин, используемых для передачи сигналов по плате и вну три кристалла ПЛИС. Проверка правильности передаваемых сигналов по таким шинам требовала подключения специального встраиваемого в ПЛИС ядра.

НТТМ В ходе работы был разработан, изготовлен и настроен программно аппарат ный комплекс для отладки широкополосных цифровых приемников для сигналов с шириной спектра 300 500 МГц. Комплекс способен осуществлять запись данных с выхода цифрового приемника с темпом до 1 Гбайт/сек. Объем памяти DDR, установленной на плату, 512 Мбайт. Передача данных на ЭВМ осуществляется через интерфейс USB.

Технико экономическое обоснование проекта серийной энергети ческой установки Московский государственный строительный университет Автор: Шилова Л.А., студентка 4 го курса Научный руководитель: Монахов Б.Е., к. т. н., доцент Протяженность береговой линии морей Российской Федерации составляет десятки тысяч километров, но в силу сложившихся экономических, исторических и географических особенностей развития нашего народного хозяйства многие морские побережья, перспективные для интенсивного развития (восточные, северные, островные), часто испытывают проблемы с энергообеспечением. Стро ительство крупных генерирующих станций и сети линий электропередач в мало населенных районах без развитой производственной инфраструктуры зачастую оказывается экономически неэффективным. Поэтому для многих автономных потребителей в приморских районах остается одна альтернатива дизельная электростанция (ДЭС) с проблемами завоза топлива, экологии, истощением при родных ресурсов и пр. В то же время об эти же побережья разбиваются миллиар ды киловатт часов энергии, переносимых морскими ветровыми волнами. Исполь зование этой экологически чистой энергии может способствовать интенсивному развитию отдельных регионов, особенно прибрежных и островных территорий РФ, например, таких как Сахалин, Курильские острова, побережье Дальнего Вос тока и Кольского полуострова, которые имеют свободную ото льда морскую поверхность в течение полугода.

В 1973 г. во время ближневосточного нефтяного кризиса стало ясно, что ори ентация на органическое топливо представляет угрозу энергетической безопас ности многих государств. Поэтому 1973 1976 гг. считаются начальным периодом развития многих нетрадиционных источников энергии, в том числе и волновой энергетики. В эти же годы определился минус волновой энергетики высокая сто имость производимой электроэнергии. В 1975 году стоимость волновых систем в Великобритании оценивалась от 300 до 1200 $/кВт установленной мощности. В 1979 году организация Energy Technology Support Unit (Великобритания) оценила их стоимость уже в пределах от 8000 18000 $/кВт. Стоимость электроэнергии, вырабатываемой на первых преобразователях волновой энергии, составляла 0,42 1,05 $/кВт*ч, что намного превышало ее стоимость на традиционных электро станциях.

Сегодня интенсивное совершенствование ВЭС позволило снизить стоимость электроэнергии до приемлемых размеров. Это привело к тому, что первая в своем роде в мире электростанция мощностью 2,25 МВт с 2006 года качается на волнах в 5 км от северного побережья Португалии. В 2004 г. в 240 километрах к НТТМ югу от Сиднея (Новый Южный Уэльс, Австралия) была построена первая в мире коммерчески рентабельная волновая электростанция. Стоит отметить еще одну новинку данного сегмента: "Архимедово волновое качание" самая мощная и про изводительная волновая электростанция: 150 мегаватт на квадратный километр.

Экономическая эффективность ВЭУ может быть повышена при комплексном их использовании, например, для защиты побережья от разрушения (волноломы, пневмоволноломы с волновым приводом), контроля над транспортом насосов у береговой черты, совмещения с портовыми сооружениями (молами, волнолома ми, причалами и пр.) и выполнение их функций.

Цель настоящей работы технико экономическое обоснование проектов ВЭУ, способных: во первых, обеспечить автономное энергоснабжение потребителей в прибрежных районах и создать условия для существенной экономии топлива путем замещения в локальной энергосистеме выработки ДЭС выработкой ВЭУ (мощность установки 20 500 кВт);

во вторых, служить источником аварийного энергоснабжения при проведении спасательных или других операций в прибреж ных зонах (мощность установки 1 20 кВт).

Для достижения поставленной цели предстоит решить следующие задачи:

1. Анализ энергетического потенциала и характеристик ветрового волнения для прибрежных зон РФ (по данным архивных наблюдений).

2. Сопоставление энерго экономических и технических характеристик перс пективных моделей ВЭУ (по материалам патентной и научно технической литературы).

3. Разработка проектов мобильной и стационарной ВЭУ для прибрежных районов РФ.

Для решения поставленных задач имеется достаточный теоретический задел.

1. Разработана ВЭУ в основном по потребительским качествам, подразуме вающим эксплуатацию ВЭУ небольших мощностей в пределах 20 500 кВт, которые могут быть предназначены для серийного производства. Данная классификация может помочь на основании экспертной оценки выбрать наи более подходящий тип ВЭУ для решения различных практических задач в интересах конкретных потребителей.

2. Оптимальные конструкции ВЭУ рассматриваются по двум сценариям выра ботки электроэнергии:

2.1. Непосредственная выработка электроэнергии на ВЭУ, обеспечивающая мобильность установки (более капиталоемкий проект).

2.2. Аккумуляция объема воды или сжатого воздуха на берегу (в бассейнах или специальных аккумуляторах) с дальнейшей сработкой через малые гидро или воздушные турбины для получения электроэнергии (стационар ный вариант, позволяющий удешевить проект).

3. Разработаны специальные требования при выборе установок, такие как наличие минимального числа ступеней преобразования и др.

Современное состояние окружающей среды заставляет все более пристально обращать внимание именно на экологически чистые источники энергии. Конечно, данная работа не сможет дать рецептов для глобального решения экологических проблем, однако, стоит отметить, что пока разрабатываются глобальные проекты спасения человечества от энергетического голода и экологических катастроф, тысячи людей используют для своих личных нужд экологически чистые неболь шие ветровые, солнечные и прочие альтернативные энергоустановки.

НТТМ В настоящее время волновая энергетика подошла к периоду промышленного освоения. И в России есть заинтересованные фирмы, готовые внедрить предла гаемый проект при осуществлении своих бизнес проектов в составе государ ственных программ, таких как, например, "Сахалин II" и других.

Блок питания аппаратуры связи с активным управлением качеством напряжения и тока Северо Кавказский филиал Московского технического университета связи и информатики Автор: Шишкунов А.В., Божко Е.С., студенты 2 го курса Научный руководитель: Лысенко С.В.

Импульсные блоки питания по многим параметрам превышают показатели линейных блоков питания, а в режиме перегрузки или перекоса фазы, разброса сетевого напряжения от 160 до 270 вольт имеют огромное преимущество над линейными блоками питания. Последние тенденции развития электроники заста вляют разработчиков все больше обращать внимание на экономичность и эффек тивность разрабатываемых систем.

Применение активного корректора коэффициента мощности решает пробле мы совместимости с питающей сетью. Корректор выполнен по схеме повышаю щего импульсного преобразователя, управление которым производится от спе циализированной интегральной микросхемы МС33262 фирмы Motorola, что обес печивает энергопотребление с коэффициентом мощности в номинальном режиме на уровне 0,98. Корректор коэффициента мощности формирует квазисинус оидальный ток в реакторе, включенном на выходе выпрямителя, а сетевой фильтр снижает уровень высокочастотных гармоник в потребляемом токе.

Сечение проводников определяется в следующей последовательности:

выбирается частота преобразования и сечение сердечника;

рассчитывается число витков каждой из обмоток;

определяется сечение проводников обмоток, исходя из условия расположе ния каждой из них в одном ряду;

рассчитывается длина провода каждой из обмоток;

вычисляются сопротивление обмоток из известных сечения, длины и удель ной проводимости материала;

вычисляются потери в каждой из обмоток.

Для устройств питания аппаратуры связи с марта 2001 года Минсвязи РФ вве ден ОСТ 45.188 2001, в котором определено, что коэффициент мощности обору дования электропитания должен быть не менее 0,95 для устройств с коррекцией мощности. Указаны допустимые величины гармоник для различных частотных диапазонов, коэффициент гармоник (Кг), и коэффициент нелинейных искажений (Кни), потребляемого из сети тока для решения проблем электромагнитной сов местимости.

Окончательная проверка проведена в составе представленного изделия. В результате работы достигнута долговременная мощность источника питания Вт (2 х 30 В, 16 А), при укладке первичной и вторичной обмотки в один слой.

НТТМ Направления модернизации существующих котельных установок Военно космическая академия им. А.Ф. Можайского Автор: Долгов Ф.А., курсант 4 го курса Научный руководитель: Ковалев В.В., преподаватель кафедры Учитывая состояние и тенденции формирования топливного баланса в Воору женных Силах Российской Федерации, нефтяное топливо следует считать осно вой топливообеспечения энергетики войсковых частей на ближайший период времени. Задача заключается в повышении эффективности его использования за счет применения новых высокоэффективных технологий и технических решений.

Реконструкция котельных в мини ТЭЦ позволяет по новому решить проблему электро и теплоснабжения военных объектов МО РФ.

Конфигурация системы совместного производства теплоты и электроэнергии определяется тем, насколько фактические тепловые и электрические нагрузки соответствуют выработке тепловой и электрической мощности.

Актуальность направления исследований обусловлена:

необходимостью повышения эффективности работы котельных установок;

необходимостью снижения затрат и ресурсов, увеличивающихся вследствие отказов и сбоев в котельных установках;

необходимостью надежного и бесперебойного тепло и энергоснабжения объектов МО РФ.

Цель настоящего исследования повысить эффективность функционирования существующих котельных оснащением последних стирлинг электрическими уста новками, утилизирующими теплоту дымовых газов.

Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:

1. Анализ проблем эксплуатации существующих систем теплоснабжения и возможных направлений исследований по разработке мини ТЭЦ на объек тах МО РФ.

2. Разработать термодинамическую и математическую модели процесса передачи энергии от дымовых газов котельных во внутренний контур двига теля стирлинг электрической установки.

3. Обосновать выбор температуры процесса передачи энергии во внутренний контур двигателя стирлинг электрической установки.

4. Разработать и изготовить опытный образец системы передачи теплоты от дымовых газов котельных во внутренний контур двигателя стирлинг элек трической установки.

5. Провести экспериментальные исследования с целью проверки адекватно сти разработанной физико математической модели процессов передачи энергии от дымовых газов во внутренний контур двигателя стирлинг элек трической установки.

Основные результаты и выводы, которые могут быть сформулированы в результате проведения данной работы, заключаются в следующем:

Определен ряд недостатков существующих систем теплоснабжения, которые условно были разделены на три группы: экономические, эксплуатационные, эко логические. При существующей экономической и финансовой ситуации, которая сложилась в стране, с учетом истощения ранее разведанных месторождений пер НТТМ вичных энергоносителей с каждым годом все более обостряется проблема энер гетической безопасности России. В связи с этим основными положениями новой редакции "Энергетической стратегии России на период до 2020 года", предложен ной Правительством РФ в 2003 году, предусмотрено, что приоритетными напра влениями развития современной энергетической политики России должны стать ресурсо и энергосбережение.

На основе анализа принципов комбинированной выработки тепловой и элек трической энергии показана перспективность использования (в целях повышения бесперебойного энергоснабжения, снижения стоимости новых и повышения эко номичности функционирования существующих котельных установок) и обоснова на перспективность комплексного решения проблем энергоснабжения объектов МО РФ путем реконструкции существующих котельных в мини ТЭЦ.

Разработан, изготовлен и исследован опытный образец системы подвода теплоты к двигателю стирлинг электрической установки при утилизации теплоты дымовых газов котельных установок.

На базе эксергетического метода разработана термодинамическая модель процесса передачи энергии от дымовых газов котельных установок во внутренний контур двигателя стирлинг электрической установки. Это позволило создать математическую модель рассматриваемого процесса, использование которой дает возможность исследовать температурное поле системы подвода теплоты и определять расход дымовых газов, обеспечивающий стабилизацию температуры нагревателя стирлинга на оптимальном уровне в условиях работы котельной установки на переменных режимах. Адекватность математической модели прове рена и подтверждена (с достоверностью не менее 90 %).

Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что при утили зации теплоты дымовых газов котельных установок с помощью двигателя Стир линга увеличение максимальной температуры его рабочего тела лишь до опреде ленного значения приводит к росту мощности утилизатора, превышение этого значения вызывает ее снижение. Эта температура лежит на уровне 700 К.

Экспериментально подтверждена гипотеза о возможности стабилизации тем пературы нагревателя двигателя стирлинг электрической установки, что позволя ет обеспечить постоянную частоту вращения коленчатого вала двигателя Стир линга и ротора электрического генератора.

.

Автоматизация экспериментальной установки синтеза для изуче ния влияния условий процесса на конечные свойства фотографиче ских эмульсий Переславский кинофотохимический колледж Авторы: Меликян К.К., студентка 3 го года обучения;

Сергеев А.С., студент 5 го года обучения Научный руководитель: Акимова И.Б., преподаватель, заведующая фотолабора торией НТТМ Цель работы: провести автоматизацию экспериментальной установки процес са синтеза фотографической эмульсии для изучения влияния условий процесса на конечные свойства эмульсии.

Задачи: необходимо разработать, подобрать, смонтировать и настроить лабо раторную установку и провести ряд экспериментов.

Ход выполнения работы:

изучение процесса синтеза фотографической эмульсии;

разработка и монтаж экспериментальной установки;

подбор оборудования и приборов;

разработка алгоритма и программы работы установки;

подключение и наладка системы управления;

создание системы диспетчеризации;

опытные испытания;

выводы.

Полученные результаты: создана экспериментальная установка на базе про граммно технического комплекса, которая позволяет добиться точного регулиро вания параметров, уменьшения количества брака и расхода сырья. Труд операто ра становится более интеллектуальным и высококвалифицированным.

Выводы. В результате автоматизации экспериментальной установки синтеза фотографической эмульсии были получены опытные образцы и изучено влияние условия процесса на конечные свойства эмульсии.

Макет четырехзначной системы сигнализации Московский государственный университет путей сообщений Авторы: Зимин К.И., Богович Р.Е., Бредихин Е.В., студенты Научный руководитель: Чавчанидзе Г.Д., к.т.н., доцент Модель работы четырехзначной системы сигнализации является учебно на глядным пособием для изучения системы двухпутной четырехзначной числовой кодовой автоблокировки. На лицевой панели макета изображен перегон с четырь мя сигнальными установками для получения четырехзначной сигнализации на каждом светофоре. На лицевой вертикальной панели расположена мнемосхема со световой индикацией состояния аппаратуры. Работа модели отображает функ ционирование системы двухпутной четырехзначной числовой кодовой автоблоки ровки в различных режимах: при свободном перегоне, при прохождении поезда по перегону и при типовых отказах автоблокировки (АБ). Совместно с данной системой АБ модель позволяет обеспечить работу автоматической локомотивной сигнализации;

диспетчерского контроля за движением поездов;



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.