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 |   ...   | 22 | 23 || 25 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ АССОЦИАЦИЯ РАЗРАБОТЧИКОВ И ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ УЧЕБНОЙ ТЕХНИКИ МОСКОВСКИЙ ...»

-- [ Страница 24 ] --

1, 2, 3 – спектры снятые на 2-й, 7-й и 8-й дни соответственно По теории устойчивости коллоидных систем ДЛФО процесс гелеобразования определяется вза имодействием коллоидных частиц друг с другом. Исследование влияния электростатических и межм о лекулярных сил взаимодействия частиц на процесс гелеобразования основано на мицеллярной теории представления золь-гель систем. Принято считать, что энергия молекулярного притяжения (Um) обу словлена силами Ван-дер-Ваальса и изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния между частицами. Силы отталкивания (Ui), согласно теории ДЛФО, носят электростатический характер и про являются, если две одноименно заряженные частицы сближаются настолько, что их диффузные слои взаимно перекрываются. Анализ приведенных на рисунке 3 кривых (красного цвета) позволяет выде лить на ней некоторые характерные участки: потенциальную яму Uя и барьер Uб. Соотношения Uб, Uя и kT (тепловая энергия частиц) определяют устойчивость системы. Согласно результатам расчета для всех четырех приготовленных растворов тепловая энергия частиц kT больше энергетического барь ера (рисунок 3). Такие дисперсии подвержены быстрой коагуляции, вызывающей образование крупных агрегатов. Отдельные частицы в ходе этого процесса сближаются вплоть до непосредственного конта к та, а затем укрупняются вследствие слияния.

Но быстрая коагуляция в данном случае не приводит к увеличению размеров частиц: между взаимо действующими поверхностями могут сохранятся прослойки жидкости (H2O) толщиной несколько ангстрем, предотвращающие непосредственный контакт, и тем самым, укрупнение частиц. Согласно теоретическим расчетам и экспериментальным данным, процесс образования единой структурной сетки из молекул SiO подчиняется экспоненциальному закону. Представленная физико-математическая модель процесса форми рования золь-гель систем позволяет исследовать характер изменения кинетики гелеобразования под дей ствием различных начальных условий синтеза.

а) б) в) г) Рис. 3. Энергетические кривые взаимодействия частиц SiO2 в золь-гель растворах ОЦЕНКА АНТИТЕРРОРИСТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВУЗА С УЧЕТОМ ФАКТОРОВ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАЩИЩЕННОСТИ А. С. Светалкин Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Основным направлением профилактических мероприятий в вузе по предупреждению рисков терро ристических угроз является формирование условий, минимизирующих привлекательность объекта с массо вым пребыванием граждан для потенциальных террористов. Это отвечает требованиям профилактической направленности, закрепленным в Федеральном законе Российской Федерации «О противодействии терро ризму».

Анализ совершенных террористических актов (ТА) на объектах с массовым пребыванием граждан за последние годы в регионах страны показывает, что мишенями преступников в основном становятся объек ты, не имеющие специальных механизмов защиты от проникновения в охраняемую зону, где совершение теракта не требует от преступника больших финансовых затрат и вызывает большой общественный резо нанс. Очевидно, что в категорию таких объектов могут попасть высшие учебные заведения, не оснащенные достаточной защитой от возможных преступных посягательств террористов.

Повышению антитеррористической защищенности способствует оснащение вуза системой инженер но – технической защиты, которая включает в себя, так называемые, механизмы защиты (МЗ) различного назначения в системе и принципов функционирования [1]. Кроме этого в системе защиты вуза рассматри ваются компоненты, создающие факторы привлекательности вуза для потенциальных террористов.

При этом идентичные по номенклатуре входящих в них компонентов системы защиты вузов могут характеризоваться разными рисками проявления террористических угроз в зависимости от внутренних и внешних условий по отношению к защищаемому объекту (таблица 1).

В работе [2] изложена методика оценивания риска террористических угроз, основанная на составле нии базы данных террористических организаций (базы угроз) и базы данных объектов, которые потенци ально могут привлечь террористов (базы уязвимости). В развитие приведенной теории рассмотрим метод оценки риска ТА для вуза на основе данных о системе защиты объекта с учетом данных о состоянии внеш них и внутренних факторах, влияющих на его террористическую уязвимость.

Предположим, что система защиты вуза содержит множество Z i МЗ, по отношению к которому может быть выделено множество террористических угроз a j, а также множество переменных во времени внутренних и внешних факторов ft, влияющих на вероятность реализации угроз. Оценим риск ТА, зави сящий от трех перечисленных множеств.

Таблица Факторы, влияющие на риск проявления террористических угроз 1. Внутренние 2. Внешние 1.1 Наличие на кафедрах оборудования, сырья, 2.2 Несанкционированное проникновение на тер материалов, привлекательных для совершения ТА. риторию университета лиц, которые потенциально несут угрозу ТА.

1.2 Наличие в составе персонала вуза и студентов 2.2 Проведение ремонтно-строительных работ как лиц, имеющих судимости, вовлеченных в деятель- в вузе, так и на прилегающей территории с привле ность молодежных экстремистских, запрещенных чением лиц – переселенцев.

религиозных организаций, сект, маргинальных групп, подозреваемыми в пособничестве или зна комстве с террористами, имеющими этнические корни в местах – очагах терроризма.

1.3 Наличие социально-экономической напряжен- 2.3 Поступление оперативной информации о по ности в молодежной среде, вызванной неправиль- вышении террористической опасности на террито ными действиями преподавателей в период сессий. рии региона.

1.4 Ослабление контроля кураторов за психологи- 2.4 Пропаганда в молодежной среде идей национа ческим состоянием студентов. лизма, экстремизма, воздействие на молодежную среду со стороны Интернета.

Множества МЗ Z i инженерной защиты, оповещения, наблюдения, нейтрализации угроз, управле ния объединяются в системы. Потенциально возможные террористические угрозы a j для вуза могут быть классифицированы в зависимости от методов и средств совершения ТА. Тогда возможно составление матрицы, отображающей наличие/отсутствие фактора защиты каждым МЗ системы по отношению к кон кретной угрозе (табл. 2).

Элемент матрицы имеет знак «+», если заданный компонент способствует защите;

«-», если компо нент не способствует защите от данной угрозы. Например, система оповещения о пожаре не позволяет за щитить от угрозы проникновения на территорию вуза террориста – смертника, следовательно, на пересече нии соответствующих строки и столбца следовало бы поставить «-».

Таблица Обобщенная матрица защиты от угроз Наличие защиты от угроз по компонентам подсистем Zi Угрозы, Подсистема защиты Z1 Подсистема защиты Z M … aj … … … … … Z1N1 Z MNM Z11 Z1i ZM 1 Z Mi … … … … … a1 +(-) +(-) +(-) +(-) +(-) +(-) … … … … … … … … … … … … … … … … … aj +(-) +(-) +(-) +(-) +(-) +(-) … … … … … … … … … … … … … … … … … a +(-) +(-) +(-) +(-) +(-) +(-) L В таблице 3 рассмотрен пример рассмотрения трех угроз при наличии только инженерной подсисте мы защиты объекта.

Матрица (таблица 2 в общем виде и пример в таблице 3) не зависит от конкретных объектов и пока зывают возможность защиты от угроз различными компонентами системы защиты. Она может быть ис пользована:

– для формирования систем защиты вуза, адекватных предполагаемым угрозам;

– для анализа пригодности функционирующих систем защиты на основе расчета риска проявления террористической угрозы, что рассмотрено ниже.

Для оценивания защиты объекта от каждой угрозы необходимо согласно обобщенной матрице защи ты от угроз проставить «1» или «0» в ячейках таблицы, имеющих «+», пользуясь следующим критерием:

= «1», если компонент системы, защищающий от рассматриваемой угрозы, имеется в вузе, где Ei aj – степень защиты объекта по компоненту Zi от угрозы a j ;

Ei aj = «0», если компонент системы, защищающий от рассматриваемой угрозы, отсутствует в си Ei aj стеме защиты вуза.

Таблица Пример матрицы угроз при наличии инженерной подсистемы защиты объекта Наличие защиты от угроз по компонентам подсистемы Обозначение инженерной защиты Наименование угрозы Комплекс управления доступом Инженерные угрозы, a j конструкции, Z11 людей, Z12 автотранспорта, Z Взрыв с использованием a1 + + + террориста – смертника Вывод из строя оборудо вания террористом из числа персонала или a2 - - студентов вуза (внутрен ним нарушителем), по влекший жертвы Вывод из строя инфра структуры учебного про цесса террористом (про a3 - + никшим извне – внеш ним нарушителем), что привело к жертвам Ячейки, имеющие «-» в матрице (см. таблицу 2), не участвуют в оценивании степени защиты объек та. По результатам расчетов Ei необходимо составить матрицу (см. таблицу 4) для примера, если в си aj стеме защиты вуза имеются только инженерные конструкции и комплекс управления доступом персонала и студентов.

Значения Ei служат для расчета показателя защиты вуза от конкретной угрозы P по формуле:

aj aj NM P di Ei, (1) aj aj i где N M - количество компонентов в системе защиты;

di - весовой коэффициент, зависящий от ранга i – го компонента в системе защиты при рассмотрении j – ой угрозы (ранжирование компонентов защиты по при оритетам может производиться методами экспертной оценки).

В частном случае, если приоритеты всех компонентов защиты равны, то di, где N i – количе Ni ство компонентов защиты из числа NM по рассматриваемой строке (то есть для рассматриваемой угрозы), для которых определены значения Ei, максимальное количество значений равно NM – числу компонен aj тов подсистем.

Например, в рассматриваемом примере при равнозначных приоритетах всех компонентов защиты и N i = 10, по формуле (1) имеем: P a1 1 1 0 0, 2. Смысл полученного значения заключается в том, что вероятность реализации угрозы a1 в виде теракта на рассматриваемом объекте с массовым пребывани ем граждан составляет 20 %.

После вычисления показателей защиты объекта – вуза от каждой угрозы возможен расчет комплекс ного показателя защиты объекта P по формуле:

L P d j Ei, (2) aj j где L – количество выделенных угроз, d j – весовой коэффициент, зависящий от ранга j – ой угрозы при ранжировании угроз, в формуле (2) наибольший ранг следует присваивать угрозе с наименьшим приорите том (менее вероятной).

Таблица Матрица индикаторов защиты вуза от угроз по компонентам подсистемы инженерной защиты Индикаторы защиты вуза от угроз по компонентам подсистемы инженерной защиты, Ei Обозначение aj Наименование угрозы угрозы, a j Комплекс управления доступом Инженерные конструкции, Z11 людей, Z12 автотранспорта, Z Взрыв с использованием a1 1 1 террориста – смертника Вывод из строя оборудо вания кафедр и учебного процесса террористом – – – – a внутренним нарушите лем, повлекший жертвы Вывод из строя оборудо вания внешним наруши – – a3 телем, что привело к жертвам Аналогично формуле (2) можно оценить риск R осуществления теракта в вузе:

L R1P d j 1 Ei, (3) aj j где d j – весовой коэффициент, зависящий от ранга j – ой угрозы при ранжировании угроз, в формуле (3) наибольший ранг следует присваивать угрозе с наибольшим приоритетом (наиболее вероятной). При ран жировании угроз целесообразно учитывать влияние фактов (перечислены в таблице 1), приводящих к изме нению обстановки (вероятности угрозы).

Во всех формулах сумма весовых коэффициентов должна быль равна 1 (например, в формуле (3) L d j = 1) для выполнения условия нормировки вероятности, чему удовлетворяет, например, принцип j назначения весовых коэффициентов по таблице Фишберна.

Представленая методика оценивания комплексного показателя защиты вуза (риска осуществления теракта) основана на анализе множества угроз, компонентов системы защиты, внутренних и внешних фак торов, влияющих на вероятность угрозы. Методика используется для анализа моделей вуз – угроза в систе ме комплексной защиты с целью профилактики террористических актов.

*** 1. Печерский, А. В. Теоретико-концептуальный подход к управлению рисками террористических угроз на примере вуза / А. В. Печерский, А. С. Светалкин // Вопросы оборонной техники. Сер. 16. Техниче ские средства противодействия терроризму. – 2011. – Вып. 11–12. – С. 67–72.

2. Печерская, Е. А. К вопросу оценивания риска террористических угроз / Е. А. Печерская, В. Н. Но зиков // Антитеррористическая безопасность : сб. ст. Всерос. науч.-практ. конф. – Пенза, 2005. – C. 41–47.

МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЯ НЕРАЗРЫВНОСТИ ГАЗОВОГО СТЫКА А. В. Горюнов, Г. О. Согоян, А. Н. Щербаков Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия К числу важнейших элементов дизеля, определяющих его надежность и технико-экономические по казатели, относятся уплотнения и, в первую очередь, уплотнение соединения «крышка цилиндра – втулка цилиндра» (газовый стык).

При работе дизеля уплотнение газового стыка находится в условиях высоких, циклически изменяю щихся параметрах рабочего тела (температура и давление) в камере сгорания и химически активной среды.

Для обеспечения надежного соединения, конструкция уплотнения должна соответствовать следую щим требованиям:

– сохранять работоспособность в течение длительного периода эксплуатации при воздействии высо ких температур и коррозионно-активных элементов;

– обладать достаточной пластичностью для заполнения неровностей на опорных поверхностях го ловки и блока цилиндров;

– иметь необходимую упругость для обеспечения не раскрытия газового стыка при реализации в ци линдре рабочего процесса, а также высокую усталостную прочность.

Ненадежное уплотнение соединения «крышка цилиндра – втулка цилиндра» может привести к сни жению мощности двигателя, повышению расхода потребляемого топлива и преждевременному выходу из строя двигателя.

Исследуемый дизель 6ЧН26,5/31 рядный, шестицилиндровый, общей мощностью 2200 кВт, размер ностью 26,5/31 с диаметром цилиндра и ходом поршня соответственно, предназначен для установки на ма невровые и промышленные тепловозы, а также может быть использован в силовых установках другого назначения.

Уплотнение газового стыка (рис. 1) между крышкой цилиндра (3) и втулкой цилиндра (2) в целях предупреждения прорыва газов в данном случае осуществляется цельнометаллической прокладкой (5).

Рис. 1. Исследуемая модель: 1 – блок цилиндров;

2 – втулка цилиндра;

3 – крышка цилиндра;

4 – шпилька;

5 – прокладка;

6 – гайка Соединение уплотнения «крышка цилиндра – втулка цилиндра» происходит посредством четырех шпилек.

Исходя из предъявляемых требований к соединению, необходимо подобрать такую силу предвари тельной затяжки шпилек, при которой условие неразрывности газового стыка выполняется.

В соответствии с методикой, описанной в [1], определяем силу предварительной затяжки шпильки.

Проекция поверхности камеры сгорания на плоскость, перпендикулярную оси цилиндра при верхнем расположении клапанов:

1,25 0,0551 0,068875 м 2, Fk 1,25 Fп где Fп – площадь поршня, Fп 0,0551 м 2.

Сила давления газов на одну шпильку:

Pz'max 20 0,068875 4 0,3443 МН, pz max Fk iшп где pz max – максимальное давление в конце сгорания, pz max 20 МПа ;

iшп – количество шпилек на один цилиндр, iшп 4.

Сила предварительной затяжки шпильки:

0,5371 МН, Pz' max P m 1 2 1 0, 22 0, пр где m – коэффициент затяжки шпильки для соединений без прокладок, m – коэффициент основной 2;

нагрузки резьбового соединения, 0, 22.

Разработка трехмерных моделей деталей и сборок конструкций, а также подготовка расчетных моде лей и проведение расчетов были проведены средствами САПР NX.

Расчет зазоров, возникающих между стягиваемыми деталями, проводился в САЕ приложении САПР NX Advanced Simulation (Расширенная Симуляция). В качестве базового решателя (процессора) в САПР NX использовался NX Nastran.

Инженерный анализ с применением САПР на базе метода конечных элементов состоит из следую щих основных этапов:

– построение CAD модели – модуль Modeling (Моделирование);

– построение специализированной геометрической модели (идеализированной геометрической моде ли) – модули Modeling (Моделирование), Advanced Simulation;

– построение конечно-элементной модели – модуль Advanced Simulation;

– наложение условий нагружения, условий закрепления, разработка расчетной модели – модуль Advanced Simulation.

Рис. 2. Конечно – элементная модель крышки цилиндра с граничными условиями нагружения Разработка расчетной модели (рис. 2):

– упрощенную конечно – элементную модель блока и гильзы цилиндров ограничиваем в осевом направлении;

– к крышке цилиндра прикладываем максимальное давление, возникающее при сгорании топлива pz max 20 МПа ;

537100 Н, равную силе, возникающей – к каждой гайке прикладываем распределенную силу, Pпр от предварительной затяжки шпильки.

Рис. 3. Результаты зазоров между стягиваемыми деталями.

Результаты расчета (рис. 3) показывают, что максимальный зазор, возникающий между крышкой ци линдра и уплотнительным кольцом, составил max 0,067 мм, минимальный зазор min 0,0021 мм.

Наибольший зазор возникает по внутренней кромке уплотнительного кольца. По внешней кромке уплотни тельного кольца зазор отсутствует. На уровне упругих деформаций наблюдается смятие внешней кромки уплотнительного кольца в гильзу и крышку цилиндра. Условие неразрывности соединения газового стыка выполняется.

*** 1. Колчин, А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей : учеб. пособие для вузов / А. И. Колчин, В. П. Демидов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высш. школа, 1980. – 400 с.

ОБЩАЯ, ИЛИ ГРАДИЕНТНАЯ, ТЕОРИЯ МИРА Г. К. Климов Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Общая теория мира (ОТМ) синтезируется на представлениях о том, что мир неоднороден и анизо тропен в пространстве и асимметричен во времени. Он развивается в соответствии с теорией эволюции Ч. Дарвина и первым началом термодинамики. К ОТМ применима нижеследующая исходная номология.

1. Аксиома существования (а. с.) мира как неоднородного и анизотропного в пространстве и асимметричного во времени, эволюционирующего в соответствии с теорией эволюции Ч. Дарвина:

такая аксиома существования необходима, поскольку физики описывают пространство как однородное, изотропное, а время обратимое (Липкин, 2001).

В связи с неоднородностью мира по многим параметрам, основной и единственный способ суще ствования мира заключается в его стремлении к определенным устойчивым состояниям, которые обычно являются регулярными. Ярчайшим примером такого заявления является отражение эволюции радиоактив ных изотопов, вещество которых стремится к устойчивым состояниям. Этот путь – как в неорганическом, так и в органическом мире – осуществляется по градиентам процессов. И если для неорганического и орга нического (без человека) мира данные адаптационные процессы находят воплощение в виде номологиче ских высказываний (НВ) – теорий, аксиом, законов, правил, принципов, эффектов, то для интеллектуаль ных процессов, – управляющих поведением человека и социальными процессами, – глобально управляю щим градиентным процессом может быть назван только один – адаптация человека к ОС посредством по знания мира.

2. А. с. мира исключительно (абсолютно) в виде информационной системы: несмотря на то, что человеку привычнее слышать об энергомассинформационном мире, фундаментальная категория «инфор мация» включает (вбирает) в себя также категории массы и энергии, что делает мир монокатегориальным.

Поэтому мир существует в единственно возможной информационной форме. Энергия и масса выделились в отдельные категории информации только лишь потому, что человек нашел способы их измерять.

3. А. с. градиентных процессов (второе начало термодинамики): все существующие процессы управляются энергией и протекают только по градиентам с рассеянием энергии системы.

4. А. с. устойчивых систем: большинство существующих градиентов приводит к устойчивости си стем. Градиенты в системах с наследственностью ведут к их адаптации и подвергаются принципу есте ственного отбора.

5. А. с. регулярных систем: все устойчивые системы регулярны, поскольку их устойчивость обу словливается минимизацией или максимизацией (массы и энергии) процессов (например, образование звезд).

6. Закон градиентности нивелирующих и адаптационных процессов в неоднородных средах: ес ли есть неоднородности среды, то имеются и градиенты потенциалов. Если есть градиенты потенциалов, то имеются и процессы. Любой процесс развивается только по градиенту параметра.

Данная номология направлена на поддержание гомеостаза целостных систем в границах существова ния Вселенной вне областей черных дыр.

ОТМ обобщает мысли, методологические наработки и теории целенаправленного творчества фило софов и ученых. Среди них, кто так или иначе касался проблемы ОТМ, можно назвать такие имена как Платон, Аристотель, И. Ньютон, И. Кант, Г. Гегель, Ф. Энгельс, Ч. Дарвин, Д. И. Менделеев, А. А. Богда нов, В. В. Докучаев, В. И. Вернадский, Л. С. Выготский, А. Пуанкаре, Д. В. Рундквист, У. Гренандер, В. Ю. Забродин, А. Д. Арманд, Н. П. Юшкин, И. П. Шарапов, Н. Ф. Реймерс, О. А. Вотах, Р. Ф. Абдеев, Г. П. Щедровицкий, В. В. Давыдов, А. И. Демин и др. Все они создали прекрасную, но методологически разобщенную плюралистическую науку, поскольку создавали ее по частям, на основе блочного принципа науки. Полученные ими знания можно преломить под единым углом зрения, в результате чего синтезирует ся ОТМ.

В социологии «отцом научного менеджмента» можно считать А. Файолья (1841–1925). Он сформу лировал 14 системных принципов административного управления. Объектом его интересов стала организа ция в целом. Его начинание на основе экспериментов продолжил Ф. Тейлор (1856–1915) – основатель науч ной организации труда, пришедший к заключению, что «наилучшая организация труда представляет собой настоящую науку, опирающуюся на ясно определенные законы, правила и принципы, как на свой фунда мент». Впоследствии процессный подход научного менеджмента был реализован в ISO (СМК).

В социальной сфере весьма успешно используются всевозможные формулировки выражений, кото рые похожи на номологические высказывания и ассоциируются с такими понятиями, как «закон», «прави ло», «принцип». Они сопровождаются достаточно весомыми примерами и именами миллиардера Джона Рокфеллера или миллиардера Сэма Уолтона, написавшего книгу «Основание успешной компании: Десять правил, которые мне помогли». Подобные книги написали также Стивен Кови «Семь навыков высокоэф фективных людей» (издана в 73 странах тиражом 10 млн экз.), Ричард Темплар в виде серии книг «Правила жизни», «Правила богатства», «Правила любви», «Правила родителей» (2010 г.), Трейси Брайан «100 же лезных законов успешного бизнеса» (2010 г.), Кармин Гало «Правила Джобса» (2011 г.), Верн Харниш «Правила прибыльных стартапов. Как расти и зарабатывать деньги» (2011 г.). Появилось 4 деонтических правила для Интернета как себя вести, чтобы тебя не надули. Все эти правила основаны на вариационном (оптимизирующем) принципе рациональности. Таким образом, ОТМ применима ко всем иерархическим уровням состояний и процессов мира.

В конечном итоге, в мире процветают лишь те, кто не сидит на месте, а ищет градиентные потоки, которые им нужны. А если они таких потоков найти не могут, то сами их создают. Таким образом, налицо аналогия с природой.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИХРЕВЫХ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДО МАЗУТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ Н. Е. Курносов, А. А. Николотов, А. М. Холоднев Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Научно- исследовательская работа (НИР) студентов – это неотъемлемая часть образовательного про цесса в высшем учебном заведении, которая подразумевает приобретение новых знаний, навыков и прояв ления инициативы студентом. Студенческая НИР является управляемой преподавателем деятельностью студента направленной на получение студентом новых знаний и навыков в процессе самостоятельной рабо ты над поставленной прикладной задачей.

Проведение студенческих НИР является одним из приоритетов кафедры «транспортно-техноло гические машины и оборудование» Пензенского государственного университета, где студентами старших курсов под руководством преподавателей ведется ряд работ по изучению и внедрению в производство устройств, работа которых основана на процессах, происходящих в вихревых газожидкостных потоках.

Одним из примеров плодотворной работы в этом направлении является вихревой эмульгатор. Студент группы 08 МП1 (соавтор статьи) изучив достижения ученых кафедры предложили использовать вихревые газожидкостные потоки для получения водо-мазутных эмульсий (ВМЭ) для повышения качества сжигания мазута в котлах.

В высоковязких мазутах наблюдаются скопления воды в виде местных скоплений, обусловленные процессами перевозки, перекачки, хранения и подогрева топлива. Из-за того, что плотности мазута и воды мало отличаются, вода не оседает на дне емкости, а располагается неравномерно слоями в массе топлива.

Для сжигания ВМЭ ее необходимо предварительно подготовить в виде однородной смеси мазута и воды которая в виде частиц диаметром несколько микрометров находится внутри топливной оболочки. Это обес печивает надежное воспламенение, устойчивое горение топлива в топках котлов, а следовательно и повы шенную эффективность сгорания эмульсии (даже при предельно низких избытках воздуха), что обусловле но микровзрывом ее капель вследствие различия температур кипения воды и мазута. В результате таких микровзрывов увеличивается количество капелек мазута в топке котла, в результате чего факел увеличива ется в объеме и более лучше заполняет топочную камеру, ускоряя процесс сжигания мазута. Опыт приме нения ВМЭ показал следующие преимуства, такие как: повышение КПД котлоагрегатов на 5-10 % и увели чение срока их работоспособности;

уменьшение количества выбросов вредных примесей в атмосферу, эко номия мазута. Для приготовления кондиционных ВМЭ разработаны различные конструкции эмульгаторов и диспергаторов [1].

Наибольшее распространение получили следующие способы приготовления топливных эмульсий:

1. В клапанных гомогенизаторах высокого давления;

2. Ультразвуковых смесителях;

3. Аппаратах вихревого слоя;

4. Роторно-пульсационных аппаратах;

5. Роторныхдиспергаторах типа коллоидной мельницы.

Анализ рассмотренных методов наряду с преимуществами позволяет выявить и такие недостатки как износ прецизионных деталей топливной аппаратуры, значительный расход энергии, быстрый износ ферро магнитныхчастиц, многократная циркуляция топлива.

С целью устранения вышеозначенных недостатков было предложено для получения эмульсии ис пользовать вихревые газожидкостные потоки в качестве основного гомогенизирующего средства. Была разработана экспериментальная установка для гомогенизации и диспергации ВМЭ непосредственно перед подачей в форсунку. Работа предложенной установки основана на способности закрученного вихревого потока, имеющего большую относительной скорость и высокий градиент давления, разбивать жидкость на мелкодисперсные капли. При работе вихревого диспергатора поток сжатого воздуха подается в диспергатор через тангенциально расположенное входное сопло, направленное по касательной к его внутренней цилин дрической поверхности. В корпусе диспергатора в осевой зоне образуется зона разрежения, обеспечиваю щая эжекцию топлива по трубопроводу, а вихревые потоки воздуха диспергируют ее на мельчайшие части цы и выбрасывают через выходное сопло в виде факела аэрозоля. Расход жидкости может регулироваться как изменением давления воздуха на входе, так и регулятором расхода жидкости на входе в устройство.

Предварительные испытания показали что, данный способ диспергирования позволяет получать эмульсию из минерального масла и воды с дисперсностью капель воды не более 5 мкм.

*** 1. Волков, А. Н. Сжигание газов и жидкого топлива в котлах малой мощности / А. Н. Волков. – Л. :

Недра, 1989. – 160 с.

МОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ ХРОМ-НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ, ПОЛУЧЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ П. И. Спицын, И. А. Аверин Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Сканирующая туннельная микроскопия представляет собой электромеханическую систему с отрица тельной обратной связью. Система обратной связи поддерживает величину туннельного тока между зондом и образцом на заданном уровне (I0), выбираемом оператором. Контроль величины туннельного тока, а сле довательно, и расстояния зонд-поверхность осуществляется посредством перемещения зонда вдоль оси Z с помощью пьезоэлектрического элемента. Изображение рельефа поверхности в сканирующей туннельной микроскопии формируется двумя методами. По методу постоянного туннельного тока зонд перемещается вдоль поверхности, осуществляя растровое сканирование;

при этом изменение напряжения на Z – электроде пьезоэлемента в цепи обратной связи (с большой точностью повторяющее рельеф поверхности образца) записывается в память компьютера в виде функции Z = f(x, y), а затем воспроизводится средствами компью терной графики.

При исследовании атомарно гладких поверхностей часто более эффективным оказывается получение изображения поверхности по методу постоянной высоты Z = const. В этом случае зонд перемещается над поверхностью на расстоянии нескольких ангстрем, при этом изменения туннельного тока регистрируются в качестве изображения поверхности. Сканирование производится либо при отключенной ОС, либо со скоро стями, превышающими скорость реакции ОС, так что ОС отрабатывает только плавные изменения рельефа поверхности. В данном способе реализуются очень высокие скорости сканирования и высокая частота по лучения СТМ изображений, что позволяет вести наблюдение за изменениями, происходящими на поверх ности, практически в реальном времени.

С использованием научно-технического комплекса получены изображения рельефов поверхностей образцов нихрома. Сканирование проводилось в режиме постоянной высоты H = const, запись проводилась по каналу тока I. Количество измерений в одной точке поверхности равно 4, направление сканирования – слева вверху направо (по умолчанию), скорость сканирования была выбрана «нормальная», так как перепад высот не был известен. Область сканирования 55 мкм.

Комплекс включает в себя: блок управления, головка с встроенной системой виброзащиты, держа тель образца, оснастка для смены образца, соединительные провода, CD с программным обеспечением, набор тестовых образцов, набор расходных материалов и инструментов, инструкцию по эксплуатации (ру ководство пользователя), паспорт с гарантийными обязательствами.

Исследовались изображения образцов, полученных магнетронных распылением, затем полученных термическим распылением в вакууме. Затем изображения обрабатывались с помощью специальной про граммы.

Проанализировали распределение высот по поверхности: по оси X отображается диапазон высот в данном скане, а по оси Y частота появления значения с данной высотой.

Для лучшего отображения неровности поверхности представили образцы в 3D формате. Для более точного анализа можно попробовать изменить скорость сканирования – понизить.

Исследовали поверхность нескольких образцов нихрома, полученных при различных условиях.

Сканирование проводилось в режиме постоянного тока I = const, запись проводилась по каналу рель ефа R. Количество измерений в одной точке поверхности равно 4, направление сканирования – слева ввер ху направо (по умолчанию), скорость сканирования была выбрана «нормальная», так как перепад высот не был известен. Область сканирования (5 5) мкм.

Проанализировали гистограммы высот и сделали вывод о том, что у образцов, полученных термиче ским напылением более гладкая поверхность. Значения пиков высот не такие большие как у образцов, по лученных магнетронным распылением.

Построили зависимости распределения пиков высот морфоструктуры образцов от температуры под ложки, силы тока и времени напыления (рис. 1, 2).

Рис. 1. Интенсивность распределения высоты от температуры подложки Рис. 2. Интенсивность распределения высоты от времени напыления нм a bTподл. (нм), где а 2,832 нм, b 4,92 10 I.

°С нм a btнапыления (нм), где а 0,96 нм, b 0,14.

I °С МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ДИФФУЗИИ В. А. Тамаров Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Как известно, одномерная аналитическая модель двухстадийной диффузии описывается уравнениями:

x (1) n3 ( x) N exp( ) 4 Dt – для диффузии из неограниченного источника, этап загонки, x Q n p ( x) exp( ) (2) 4 Dt 2 Dt – для диффузии из ограниченного источника, этап разгонки;

где n(x) – концентрация примеси в полупроводнике, x – глубина диффузии, N – поверхностная концентра ция примеси, D – коэффициент диффузии, t – время диффузии, Q – количество диффузанта.

При расчетах профиля легирования коэффициент диффузии берется из справочных данных, который может значительно отличаться от своего реального значения. Поверхностная концентрация определяется источником примеси, а количество диффузанта – требованиями к конечному профилю легирования.

В тоже время наличие экспериментальной зависимости n(x) позволяет получить более надежные зна чения названных параметров.

Одним из наиболее эффективных методов численного моделирования является метод наименьших квадратов, в котором для интерполяции используется многочлен:

n a0 a1 x a2 x2... am xm, (3) где a0, am – неизвестные коэффициенты, которые требуется определить.

С целью снижения порядка вычислений целесообразно выражения (1) и (2) представить в виде:

x, (4) ln n3 ln N 4 Dt x Q ln n p ln. (5) 4 Dt 2 Dt x 2 получаем:

При использовании линейной регрессии и введении обозначения z (6) ln n y a0 a1 z, где для уравнения (4) a 0 ln N, a1, (7) 4Dt из которых находим N и D при известном t.

Для уравнения (5) Q, a1, (8) a0 ln 4Dt 2 Dt откуда D и Q 2 Dt exp a0.

4a1t При использовании в качестве интерполяционного многочлена (3) квадратного трехчлена y a0 a1x a2 x2 (9) составляется система из трех уравнений, которая решается относительно неизвестных a0, a1, a2.

Составление (9) и (4), (10) и (9) позволяет определить параметры процесса диффузии.

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ КРЕМНИЯ В. А. Тамаров Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Аналитическая одномерная модель процесса окисления кремния в заданной среде имеет вид:

B x ( 1 Ct 1), (1) 2C где x – толщина окисла (мкм), t – время окисления, B и C – коэффициенты, зависящие от среды окисления и температуры.

Зависимость коэффициентов B и C от температуры имеют вид:

b1 c );

C c0 exp( 1 ), B b0 exp( (2) T T где значения b0, b1, c0, c1 неизвестны.

Для численного моделирования необходимо иметь экспериментальные зависимости B и C от темпе ратуры при окислении в кислороде и в парах воды.

Для определения неизвестных в выражениях (2) представим их в следующем виде:

b1 c ;

ln C ln c0 1.

ln B ln b0 (3) T T Решение поставленной задачи возможно при использовании регрессионного анализа, основанного на использовании метода наименьших квадратов. Линию регрессии будем искать в виде линейной функции y a0 a1x, (4) y a1 x где a0, n n ( xy) ( x)( y) a1, (5) 2 n x ( x) где n – число измерений.

Сравнение уравнений (3) и (4) показывает, что a0, которые определяют зна b1, x ln b0, a T чения коэффициента B.

c1, x ln c0, a1.

a T Эти соотношения определяют значения коэффициента С.

Таким образом, при заданном времени t и температуре T формула (1) позволяет определить толщину пленки окисла кремния.

ОСОБЕННОСТИ 2D-ДИССИПАТИВНОГО ТУННЕЛИРОВАНИЯ В КВАНТОВЫХ МОЛЕКУЛАХ ПРИ НАЛИЧИИ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В. Д. Кревчик, М. Б. Семенов, Р. В. Зайцев Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия В последние годы наблюдался повышенный интерес к изучению двумерных туннельных бифурка ций, позволяющих визуализировать смену механизма туннельного переноса взаимодействующих зарядов [1–7]. Так например, в системе совмещенного АСМ/ СТМ – металлическая квантовая точка (КТ) удалось экспериментально наблюдать на туннельной ВАХ теоретически предсказанный ранее режим 2D – бифурка ций для КТ из коллоидного золота [6–7]. Важным вопросом при этом является выявление эксперименталь но реализуемого диапазона значений относительной диэлектрической проницаемости матрицы среды – термостата, допускающего режим 2D – бифуркаций.

В настоящей работе теоретически исследовано влияние двумерного диссипативного туннелирования на вероятность двухфотонной ионизации D-- центра в системе двух взаимодействующих квантовых моле кул с учетом влияния диэлектрической матрицы среды – термостата. Выявлены эффекты 2D – туннельных бифуркаций и квантовых биений для случая параллельного 2D – туннелирования (рис. 1).

Теоретически исследовано влияние температуры, внешнего электрического поля и диэлектрической матрицы на наличие 2D туннельных бифуркаций в системе АСМ/ СТМ – металлическая КТ или в кванто вой молекуле. Для указанных управляющих параметров построена фазовая диаграмма смены режимов тун нелирования и выявлено, что режим 2D – туннельных бифуркаций может наблюдаться для эксперимен тально реализуемых значений относительной диэлектрической проницаемости матрицы среды – термо стата. Диапазон величин имеет слабую нелинейную зависимость от величины напряженности внешнего электрического поля. В одноинстантонном приближении проведено теоретическое исследование влияния электрического поля на процесс туннелирования в квантовой молекуле с D--центром. Показано, что нали чие электрического поля приводит к трансформации двухъямного потенциала и, как следствие, к появле нию на полевой зависимости вероятности туннелирования резонансного пика, когда двухъямный осцилля торный потенциал становится симметричным. Найдено, что данная особенность может быть идентифици рована в спектрах двухфотонного примесного поглощения.

Проводится качественное сравнение теоретических кривых для вероятности диссипативного 2D-туннелирования как функции приложенного электрического поля с учетом точки бифуркации (при по ложительном напряжении) и наличия единичного пика в случае симметричного потенциала (при отрица тельном напряжении) с отдельными экспериментальными ВАХ для системы «игла платинированного кан тилевера – квантовая точка (нанокластер из золота)», полученными группой соавторов из Нижегородского гос. университета им. Н. И. Лобачевского (рис. 2). Экспериментальная реализация 2D-бифуркаций рассмат ривалась в структурах с диэлектрической матрицей, относительная диэлектрическая проницаемость кото рой лежала в диапазоне от 1,5 до 4. Для теоретического обоснования возможности наблюдения 2D – бифур каций при таких параметрах среды была построена фазовая диаграмма реализации 2D- бифуркаций в зави симости от температуры, величины электрического поля (точнее перенормированного параметра асиммет рии потенциала, слабо нелинейно зависящего от величины поля) и величины относительной диэлектриче ской проницаемости матрицы среды-термостата (рис. 3).

Рис. 1 Зависимость вероятности ДФ ионизации D -центра в системе, состоящей из двух взаимодействующих КМ от величины напряженности электрического поля E I, нА -5 -3 -1 1 3 Vg, В - а) б) Рис. 2. Схема экспериментальной установки с использованием совмещенного АСМ/ СТМ (а) и сравнение теоретиче ской кривой (пунктирная кривая) для 2D диссипативного параллельного туннелирования с экспериментальной ВАХ (точечная кривая), (б). (а): Схема туннелирования электронов через нанокомпозитную структуру Si/SiO2/SiO2:

НК-Au/SiO2;

A1 – туннельно-прозрачный барьер зонд-кластер, A2 – барьер кластер-подложка. (б): сравнение теоретической кривой вероятности 2D – диссипативного туннелирования с одной из вольтамперных характеристик, измеренных на структуре Si(100)/SiO2(1.5 нм)/SiO2:НК-Au(1.6 нм)/SiO2(1.8 нм), в местах расположения нанокластеров Au в SiO Рис. 3. Фазовая диаграмма реализации 2D- бифуркаций (область над поверхностью графика) в зависимости от параметров управления: ( – относительная диэлектрическая проницаемость матрицы среды-термостата, – обратная температура, b – параметр асимметрии потенциала, слабо нелинейно зависящий от напряженности электрического поля) *** 1. Krevchik, V. D. Transfer processes in low – dimensional systems (memorial collection of articles, dedi cated to prof. A. A. Ovchinnikov and A. I. Larkin’s memory) / V. D. Krevchik, M. B. Semenov, V. Ch. Zhukovsky, K. Yamamoto et al. – Tokyo, Japan : UT Research Institute Press, 2005. – 690 p. (Publication of this book was supported by Nobel prize winner – 2003, prof. A. J. Leggett).

2. Овчинников, А. А. Принципы управляемой модуляции низкоразмерных структур : моногр., по священная памяти члена-корреспондента РАН, зав. отделом Объединенного института химической физики РАН А. А. Овчинникова / А. А. Овчинников, В. Д. Кревчик, М. Б Семенов и др. – М. : УНЦ ДО, 2003. – 510 с.

3. Жуковский В. Ч., Кревчик В. Д, Семенов М. Б. и др. // Вестник МГУ. Сер. 3. Физика. Астрономия.

– 2006. – Вып. 3. – С. 24.

4. Жуковский В. Ч., Кревчик В. Д, Семенов М. Б. и др. // Вестник МГУ. Сер. 3. Физика. Астроно мия). – 2007. – Вып. 2. – С. 10.

5. Овчинников Ю. Н. // ЖЭТФ – 2007. – Т. 131, № 2. – С. 286.

6. Жуковский В. Ч., Кревчик В. Д, Семенов М. Б. и др. // Вестник МГУ. Сер. 3. Физика. Астроно мия). – 2009. – Вып. 1. – С. 27–31.

7. Кревчик, В. Д. Управляемое диссипативное туннелирование. Ч. 1, 2 / В. Д. Кревчик, Э. Леггет, Ю. Н. Овчинников, М. Б. Семенов, К. Ямамото и др. – М. : Изд-во физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, 2009.

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КВАНТОВЫХ ТОЧЕК С РЕЗОНАНСНЫМИ D - -СОСТОЯНИЯМИ ВО ВНЕШНЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ ПРИ НАЛИЧИИ ТУННЕЛЬНОГО РАСПАДА В. Д. Кревчик, Ю. В. Зенкова, Е. Г. Грекова Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия В последние годы наблюдается повышенный интерес к оптическим свойствам полупроводниковых наноструктур с резонансными (квазистационарными) состояниями примесных центров. Этот интерес свя зан с перспективой создания новых источников стимулированного излучения на примесных переходах [1].

Важным параметром, определяющим возможность получения инверсии заселенности является время жизни резонансных примесных состояний (РПС). Полупроводниковые наноструктуры представляют широкие возможности управления данным параметром, причем их оптические свойства могут зависеть не только от положения примеси относительно гетерограниц, но и от туннельной прозрачности соответствующих потенци альных барьеров. РПС в квантовых ямах проявлялись в экспериментах по рамановскому рассеянию [2], погло щению ИК-излучения [3] и фотопроводимости [4]. Необходимо отметить, что в квантовых точках (КТ) эф фекты размерного квантования выражены значительно сильнее в сравнении с квантовыми ямами и, соот ветственно, следует ожидать более существенной модификации РПС в таких структурах. Между тем опти ческие свойства туннельно-связанных КТ (квантовых молекул (КМ)) с РПС к настоящему времени изучены недостаточно подробно. Отчасти это связано с известными трудностями учета туннельных процессов, рас смотрение которых в основном проводится в рамках численных методов. В некоторых практически важных случаях использование науки о квантовом туннелировании с диссипацией может оказаться достаточно про дуктивным, поскольку несмотря на использование инстантонных подходов появляется возможность, в со четании с моделью потенциала нулевого радиуса для РПС, получить основные результаты в аналитической форме. При этом в рамках указанного подхода возможно учесть влияние эффектов электрического поля [5] на свойства РПС в КМ. Это актуально, поскольку в таких системах имеется высокая степень свободы в управлении зонной структурой и оптическими свойствами с помощью внешнего электрического поля.

Настоящая работа посвящена развитию теории электрооптического поглощения в КМ с участием ре зонансных D -состояний. Предполагалось, что распадность РПС в КМ обусловлена процессом диссипа тивного туннелирования.

Теоретически исследовано влияние внешнего электрического поля на спектры фотоионизации D -центра с резонансным примесным уровнем в КМ в условиях диссипативного туннелирования. В дипольном при ближении проведен расчет вероятности фотоионизации D -центра с резонансным примесным уровнем для случаев продольной и поперечной по отношению к направлению внешнего электрического поля поляриза ции света e. Процесс вычисления выявил следующие правила отбора: в случае, когда e E оптические переходы с резонансного примесного уровня возможны только в размерно-квантованные состояния КТ с четными значениями осцилляторных квантовых чисел n2 и n3 в y- и z- направлении КТ соответственно, а в случае e E – с нечетными значениями осцилляторных квантовых чисел n2 и n3.

На рис. 1 а, б приведены рассчитанные спектральные зависимости вероятности фотоионизации D центра с резонансным примесным уровнем в КМ для случаев e E (рис. 1 а) и e E (рис. 1 б). Как видно из рис. 1,а,б квантово-размерный эффект Штарка проявляется в красном смещении порога фотоионизации, а также в увеличении силы осциллятора дипольного оптического перехода (сравн. кривые 1 и 2 на рис. 1 а и на рис. 1,б). Видно также, что в КМ с РПС имеет место дихроизм примесного электрооптического погло щения (сравн. кривые на рис. 1,а и рис. 1,б), связанный с изменением правил отбора для осцилляторных квантовых чисел в y- и z- направлении КТ. Из рис. 1,а и рис. 1,б видна высокая чувствительность фотоиони зационных спектров к параметрам диссипативного туннелирования: с ростом параметров * и * имеетT L место красное смещение порога фотоионизации, что обусловлено уменьшением средней энергии связи РПС (сравн. кривые 2, 3 и 4 на рис. 1,а и на рис. 1,б), связанное с ростом вероятности туннельного распада (уменьшением времени жизни РПС).

Рис. 1. Спектральная зависимость вероятности фотоионизации D–-центра в КМ при R0 = 70 нм, U0 = 0,42 эВ (кривые 2– * * * построены при E = 35 кВ/см): а – для случая e E ;

б – для случая e E : 1 – T 1, L 1, С 1 (E = 0 кВ/см);

* * * * * * * * * * * * 2– 1;

3 – 1;

4 – 1;

5 – 3, 3.

1, 1, 1, 0.2, 1, 1, 1, С С С С T L T L T L T L На рис. 2 представлена зависимость вероятности фотоионизации D -центра с резонансным примес ным уровнем и вероятности диссипативного туннерования Г 0 от напряженности внешнего электрического поля при фиксированной энергии фотона (кривая 1).

Как видно из рис. 2, кривая 1 содержит два характерных пика. Первый пик появляется при напря женности поля при которой исходно асимметричный двухъямный потенциал КМ становится симметрич ным. Переход к симметричной форме сопровождается появлением пика на полевой зависимости вероятно сти туннелирования в КМ (см. кривую 2). Природа второго пика (см. кривую 1) связана с трансформацией огибающих волновых функций вызванной электрическим полем. Таким образом, показано, что фотоиони зационные спектры для КМ с резонансным D -состоянием сильно зависят от параметров диссипативного туннелирования: с ростом температуры и частоты локальной фононной моды имеет место красное смеще ние порога фотоионизации и увеличение силы осциллятора дипольного оптического перехода.

Рис. 2. Зависимость вероятности фотоионизации D–-центра Pf с резонансным примесным уровнем в КМ (кривая 1) и вероятности туннелирования Г0 (кривая 2) от величины напряженности внешнего электрического поля E при Ei = 10–3 эВ, U0 = 0.48 эВ, * 1, * 1, * 1.

С T L Развитая теория примесного электрооптического поглощения в КМ с РПС может быть использована при разработке новых источников стимулированного излучения на примесных переходах.

ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ВЫБОРА ПРОФЕССИИ ВЫПУСКНИКА Н. П. Кривулин, Н. В. Мойко, Н. В. Печникова, И. М. Мойко Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Одной из важных проблем после окончания школы или ВУЗа перед выпускником является необходи мость выбора профессии или места работы. Аналогичная проблема возникает у ВУЗов или работодателя – кого принять? В данной работе предлагается один из подходов решения этой проблемы, основанный на применении нейронных сетей. Будем использовать нейронные сети ассоциативной памяти, позволяющие по искаженному образу восстанавливать ближайший к нему эталонный образ.

Для построения нейронной сети группа экспертов определяет набор m эталонов – профессий – n мерных векторов X k ( xk1, xk 2,..., xkn ) (k 1,..., m), координаты которого xkj ( j 1,..., n) – есть критерии, характеризующие данную профессию.

Требуется построить сеть, которая при предъявлении на вход некоторого вектора X ( x1, x2,..., xn ) – выпускника, отвечала бы на вопрос – какой эталон (профессия) является наиболее близкой или при некото ром ее пороговом значении отказывалась бы сопоставить данному вектору X ( x1, x2,..., xn ) – эталон (профес сию).

Близость между эталоном X k и X определяется, как скалярное произведение и разности Xk X, Xk X Xk X 2 Xk, X Пусть координаты векторов есть числа положительные числа, тогда задача поиска ближайшего X k эталона (профессии) к предъявляемому образу X сводится к поиску эталона, скалярное произведение кото рого с образом будет максимально, т.е. X k, X max. Данное условие позволяет сравнивать линейные функции, в то время как расстояние есть квадратичная функция.

Наиболее известной сетью ассоциативной памятью является сеть Хопфилда. Преобразование сети Хопфилда с дискретным временем рассмотрим в виде:

m X ' Sign wi X i, i где wi вес i го эталона, характеризующий его близость к вектору X, Sign x – нелинейный оператор сети.

Таким образом, сеть работает следующим образом:

1. На вход сети подается эталон X, а на выходе снимается образ X '.

2. Если X ' X k, то полагаем X X ' и возвращаемся к шагу 1, если не достигнут порог отказа ра боты сети к предъявляемому образу, в противном случае сеть из предлагаемых эталонов – профессий не предлагает 3. Если X ' X k, то эталон – профессия определен.


Отметим, что для реализации данного подхода требуется располагать достаточным большим «хоро ших» примеров для обучения сети. Причем работа сети, по различным объективным и субъективным фак торам, например в зависимости от региона России может быть неустойчивой – давать неверные рекоменда ции. Поэтому для каждого или группы определяющих факторов сеть желательно обучать заново.

*** 1. Горбань, А. Н. Обучение нейронных сетей / А. Н. Горбань. – М. : Изд-во СССР – США СП «Para Graph», 1990. – 160 с.

2. Медведев, В. С. Нейронные сети. MALAB 6 / В. С. Медведев, В. Г. Потемкин ;

под общ. ред. к.т.н.

В. Г. Потемкина. – М. : ДИАЛОГ – МИФИ, 2002. – 496 с.

ПРОДУКЦИОННЫЕ ПРАВИЛА В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ФОРМАЛИЗАЦИИ СЕМАНТИЧЕСКОГО ГИПЕРГРАФА И. А. Починский Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Направление по изучению экспертных систем в области исследований по искусственному интеллек ту сформировалось в начале 1980 г. Целью этого изучения стала разработка программ, которые были бы способны заменить человека-эксперта в определенной узкой области знаний [1]. Экспертные системы предназначены для качественного решения задач в определенной разработчиками области, в редких случа ях – областях [2].

При разработке экспертных систем встает вопрос выбора языка представления знаний. В работах [3–5] рассматривается использование формализма семантических гиперграфов для представления знаний.

Гиперграф, H V, E есть пара, где V – множество вершин V 1, 2,..., n, а E – vi, i I множество ребер E 1, 2,,..., m ;

каждое ребро представляет собой подмножество V.

ej, j J Вершина v и ребро e называются инцидентными, если v e. Для v V через d v обозначается число ребер, инцидентных вершине v ;

d v называется степенью вершины v. В случае ориентированного ги перграфа ребро e E называется гипердугой (для краткости дугой) и представляется как упорядоченная пара h, T, где h V, T. При этом вершина h называется началом дуги e, а каждая V\ h, T вершина из T – конечной вершиной дуги e.

Если элементам гиперграфа приписаны символы (или цепочки символов) из некоторого множества, то он является раскрашенным гиперграфом. Цепочки символов – это имена понятий и отношений онтоло гии, представленной раскрашенным, ориентированным гиперграфом. В [4] такой гиперграф предлагается называть семантическим и использовать его в качестве расширения семантических сетей.

Предлагается рассмотреть пример введения в онтологию, представленную с помощью семантическо го гиперграфа, продукций и правил вывода, основанного на знаниях. В качестве исходной онтологии будем использовать предложенную в [3] онтологию сетевого оборудования. Нагляднее и удобнее онтология вы глядит, если свойства классов представлять не в виде отдельных вершин, а в той же вершине, что и наиме нование самого класса, отделяя их от названия. При этом не теряется графовое представление, а объем гра фической составляющей существенно сокращается (рис. 1).

Введем правило удаления атрибута vendor класса board (примем, что одному значению атрибута ven dor класса device однозначно соответствует одно значение атрибута vendor класса board):

ЕСЛИ device.has_struct(board, port) ТО ЕСЛИ device.vendor=’’ ТО ЕСЛИ board.vendor!=’’ ТО device.vendor = board.vendor ВЫХОД УДАЛИТЬ РЕБРО board.is_a(vendor) СОЗДАТЬ РЕБРО board.is_a(board.enter_struct(device).vendor) board apo port registered_on client has_a login identified_with id numbered_with num has_a password frnum slot_num segmented ivlan is_a name has_a port_cnt in_state state has_a priority is_a model connected_to destination addr_by address developed_by vendor identified_with ph_num has_struct enter_struct ako L3_devices ako device ako L2_devices hswitch identified_with id logaddr_by ip phaddr_by mac developed_by vendor is_a model ako dslam segmented evlan Рис. 2. Онтология, представленная семантическим гиперграфом Данное правило будет срабатывать только в случае, если объект класса board связан отношением has_struct. При выполнении этого условия отношение is_a между объектом класса board и его атрибутом model будет удалено, после чего будет создано новое одноименное отношение между тем же объектом класса board и атрибутом model объекта класса device. Представление данного правила в виде графа выгля дит в соответствии с рисунком 2а.

Для того чтобы система могла ответить на вопрос «Сколько клиентов подключены к устройству?», необходимо ввести следующее правило:

ЕСЛИ device.has_struct(board, port) И port.apo(board) И client.registered_on(port) ТО СОЗДАТЬ ДУГУ client.connected_to(device.has_struct(port.apo(board))) Представление данного правила в виде графа выглядит в соответствии с рисунком 2б. После этого необходимо подсчитать количество таких связей, что может быть выполнено следующей процедурой:

ЕСЛИ client.connected_to(device) И device.has_struct(port, board) И port.apo(board) ТО ПОДСЧЕТ client device board device board has_struct has_struct is_a is_a is_a is_a model model model а) device board device board has_struct has_struct client apo apo connected_to ed_on register registered_on client port port б) Рис. 3. Правила удаления атрибута и создания семантической связи *** 1. Искусственный интеллект : справочник : в 3 т. / под ред. В. Н. Захарова, Э. В. Попова, Д. А. По спелова, В. Ф. Хорошевского. – М. : Радио и связь, 1990.

2. Портал искусственного интеллекта. URL: http://www.aiportal.ru/articles/expert-systems/3/ 3. Починский, И. А. Использование гиперграфов для представления онтологии сетевого оборудова ния / И. А. Починский // Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике : сб. ст.

XI Междунар. науч.-техн. конф. – Пенза : ПДЗ, 2011. – С. 74-78.

4. Хахалин, Г. К. Прикладная онтология на языке гиперграфов / Г. К. Хахалин // Знания – Онтологии – Теории : тр. II Всерос. конф. – Новосибирск, 2009.

5. Хахалин, Г. К. Использование гиперграфов в лингвистической трансляции / Г. К. Хахалин // Диа лог'99 : тр. Междунар. семинара по компьютерной лингвистике и ее приложениям. – М., 1999. – С. 315–320.

ИССЛЕДОВАНИЕ АДГЕЗИИ ПЛЕНОК К ПОВЕРХНОСТИ СИТАЛЛОВОЙ ПОДЛОЖКИ К. И. Аверин, Р. М. Печерская Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия По природе сил, удерживающих атомы на поверхности пленки, адсорбция делится на физическую и химическую. Расчет значений энергий адсорбции для атомов никеля и хрома в случае твердого раствора, проведенный по разработанной модели формирования пленок многокомпонентных систем на ранних ста диях роста, показывает, что они находятся в интервале энергий от 0,1 до 0,7 эВ [1]. Это соответствует фи зической адсорбции атомов конденсируемого материала к поверхности подложки, которая характеризуется силами Ван-дер-Ваальса.

В общем виде физическую адсорбцию, согласно дисперсионному эффекту Лондон, представляют как диполь, образованный атомом и электроном. Поэтому адгезию атомов к поверхности подложки рассматри вают как взаимодействие соседних атомов, обусловленное взаимодействием диполей. Энергия адсорбции атомов пленки и подложки определяется уравнением 3 h пл п пл п Ea, (1) 2 ( п) пл где пл, п – поляризуемость атомов пленки и подложки;

пл, п – характеристические частоты атомов пленки и подложки;

– равновесное расстояние между атомами пленки и подложки.

Проинтегрировав данное уравнение по количеству атомов, образующих адсорбированный слой, по лучим энергию адсорбции между атомом пленки и атомами всей подложки:

nv h пл п пл1 п Ead, (2) 4 ( п) пл где nv – число атомов пленки, приходящихся на единицу объема подложки.

Так как трудно определить характеристические частоты атомов пленки и подложки, то используют приближения, заменяя характеристические частоты потенциалами ионизации. В результате уравнение (2) преобразуется к виду h П пл П п nv пл п Ead, (3) 4 (П пл Пп ) где Ппл, Пп – потенциалы ионизации атомов пленки и подложки.

Результаты экспериментов показывают, что при использовании подложки с ионной решеткой вклад индуцированного дипольного момента на неполярных атомах, вызванного ионами решетки и подложки, невелик.

Величина энергии адгезии для отдельных атомов, образующих конденсируемый материал, рассчи танная в рамках модели [1], позволяет определить Ead для многокомпонентной пленки различного состава, сформированной при различных режимах синтеза. Для этого проинтегрируем Ead по числу межатомных связей, образованных атомами пленки и подложки. Пусть каждый атом пленки образует одну связь с ато мами подложки, тогда, интегрируя Ead для каждого сорта атомов, входящих в состав многокомпонентного материала, по числу атомов каждого сорта, приходящихся на единицу поверхности конденсируемой плен пл ки, найдем энергию адсорбции пленки к поверхности подложки Ead, при этом следует учитывать, что энер гия адсорбции, как одного атома, так и пленки в целом является функцией термодинамических условий конденсации. В результате этого получим пл Ead (Т исп, Т п, n) Ead 1 (Т исп, Т п )dn1 Ead 2 (Т исп, Т п )dn2... Eadj (Т исп, Т п )dn j, (4) где Ead1, Ead 2,..., Eadj – энергия адсорбции атомов первого, второго, j -го сортов, входящих в состав пленки;

n1, n2,..., n j – концентрация атомов первого, второго, j -го сортов, входящих в состав многокомпонентной пленки, и приходящихся на единицу площади поверхности пленки.

Для численного решения данного уравнения необходимо определить концентрацию атомов разного сорта, приходящихся на определенную площадь поверхности пленки. Она рассчитывается из заданной площади поверхности пленки S и функций f1 и f 2, учитывающих размеры атомов разного сорта, меж атомное расстояние и коэффициент компактности кком :


1 dx dy n(Т исп, Т п, S ), (5) S f x (r1,..., rj, aреш, кком, Т исп, Т п ) f у (r1,..., rj, aреш, кком, Т исп, Т п ) где f x (r1,..., rj, ареш, кком,Тисп,Тп ), f y (r1,..., rj, ареш, кком,Т исп,Т п ) – функции учитывают размеры, занимаемые атомами разного сорта, в направлениях осей ОХ и ОУ соответственно;

r1,..., rj – радиусы атомов разного сорта, входящие в состав пленки;

ареш – постоянная решетки.

Таким образом, контролируемое изменение условий получения многокомпонентных пленок в вари анте метода термического испарения в вакууме обеспечивает управление величиной адгезии пленки к по верхности подложки.

*** 1. Аверин, И. А. Управляемый синтез гетерогенных систем: получение и свойства : моногр. / И. А. Аверин. – Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. – 316 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ВИБРОПНЕВМАТИЧЕСКИХ МАШИН С ПРОСЕИВАЮЩИМИ ДЕЛИТЕЛЬНЫМИ ПЛОСКОСТЯМИ И. А. Сергеева Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Ситовеечные машины относятся к классу вибропневматических машин с просеивающими делитель ными плоскостями. Сортирование в ситовеечных машинах происходит по совокупности аэродинамических и геометрических свойств;

причем значительная роль отводится процессу стратификации (самосортирова нию). Технологическую эффективность работы ситовеечной машины оценивают выходом обогащенных продуктов (ВОБ) и перераспределением зольности (DZ). На эффективность процесса обогащения главным образом влияют: гранулометрический состав исходного продукта (крупность и однородность);

удельная нагрузка;

скорость воздуха;

равномерность распределения продукта по ситу;

кинематические параметры движения кузова;

размеры установленных сит;

направление колебаний.

Отличительной особенностью ситовеечной машины является одноступенчатая последовательная трехъярусная схема обогащения круподунстовых продуктов, которая обеспечивает высокую эффективность процесса при больших удельных нагрузках. В результате эффективного обогащения ни одна фракция не возвращается после ситовеечной машины на повторное обогащение. Это сокращает протяженность ситове ечного процесса, значительно снижает оборот продукта и подсушивание его. Возможность регулирования направления колебаний ситового корпуса наряду с кинематическими параметрами является действенным фактором повышения эффективности и производительности машины.

При изменении угла наклона ситового корпуса изменяется движение потока продукта, количество продукта, идущего сходом и соответственно эффективность сортирования и обогащения.При высокой нагрузке и большом угле, можно получить лучшее распределение продукта по верхнему ярусу сит, чем при малом угле. С точки зрения динамики, без учета упругости звеньев и трения в кинематических парах рас смотрим механическую систему с идеально подвижными звеньями.

Для построения математической модели в данной работе сделаны следующие допущения:

1.Колебания угла -малые.

2.Массы стержней приводим к массе 1.

3.Все массы заменяем двумя (m1 и m2), т.е. рассматриваем двухмассовую динамическую модель (рис. 2).

На основе теоремы об изменении кинетического момента системы, имеем: dLz / dt моментов z G1 l1 sin 1, G1 m1 g.

По теореме о сложении скоростей при сложном движении, т.к. масса 2 совершает сложное движение, получаем:

sin( t) 1 d (m1 m2 ) l 2 1 m2 l sin( t ) G1 l1 dt J пр G1 l1 1 m2l cos( t ) (m1 m2 ) l J пр где m1 – масса рассева ситовеечной машины;

m2 – масса сборника ситовеечной машины;

– угол колебания рассева, массы m1;

l1 – длина стержней-подвесок рассева ситовеечной машины;

– эксцентриситет;

– уг ловая скорость вращения вала;

t – время;

Jпр – приведенный момент инерции.

На основе выше изложенного, дифференциальное уравнение движения имеет вид:

k2 t) ;

A cos( 1 t) ;

x2 l cos( G1 l k ;

J пр m2 l.

A J пр Решение уравнения выше приведенного уравнения можно получить в следующем виде:

D sin kt N cos kt B cos t с е где А – амплитуда колебаний;

D, N, B – коэффициенты.

При начальных условиях t0 = 0;

0, 0;

0 A (cos t cos kt ) k2 При проверке теоретических положений работы ситовеечной машины, в случае виброперемещения с разделением в воздушном потоке экспериментально исследовались режимы при А = 1…10 мм, 30...70с 1. На основе опытов была принята амплитуда А=6 мм, при которой получены хорошие каче ственные показатели разделения. Влияние угла наклона также оценивается с точки зрения качества раз деления. Было установлено, что увеличение угла наклона до 10 0 позволяет получать более обогащенный выход крупок и дунстов. При уменьшении угла вибрации вертикальная составляющая амплитуды движе ния становится меньше. Это ухудшает разрыхление зернистой смеси и ее расслаивание по плотности. Про цесс разделения становиться неустойчивым. Сопоставление опытных данных с расчетными выявило полное качественное совпадение основных зависимостей.

В данной работе выявлена математическая зависимость влияния амплитуды, ускорения, массы, силы инерции на угол вибрации сит. Это дает возможность для анализа уравнений, что имеет принципиальное значение для выбора конструктивных и динамических параметров, обеспечивающих заданный режим рабо ты машин вибрационного принципа действия.

Рис. 1. Схема ситовеечной машины: 1 – станина;

2 – преобразователь эксцентриковый;

3 – подвеска передняя;

4 – приемно-питающее устройство;

5 – секция аспирационная;

6 – регулятор расхода воздуха;

7 – аспирационный патрубок;

8 – подвеска задняя;

9 – камера сходов;

10 – патрубок выпуска проходовых фракций;

11 – сборник;

12 – ситовая рамка;

13 – очиститель сит;

14 – салазки.

Рис. 2. Динамическая модель ситовеечной машины ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И. А. Сергеева, А. Р. Мирошин Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Мелкодисперсные материалы и смеси составляют большую часть из всего многообразия перераба тываемых и потребляемых человеком веществ. Повышение качества предполагает эффективное использо вание возможностей существующего оборудования, эксплуатация которого в значительной степени зависит от его технологического состояния. В связи с этим нахождение путей совершенствования технологического оборудования для производства мелкодисперсных материалов является важной задачей перерабатывающей промышленности. В процессе производства мелкодисперсного материала возникает ряд сложностей, так как мелкодисперсные материалы различаются между собой химическим составом, объемной массой, рас творимостью, твердостью частиц, углом естественного откоса и т.п. Мелкодисперсные смеси гетерогенны:

состоят из твердых частиц различной формы и размеров и воздуха между ними. Они могут уплотняться, причем объемная деформация во времени даже при постоянной внешней нагрузке изменяется по экспонен циальному закону. В результате объемной деформации уменьшается расстояние между частицами, увели чивается объемная масса вещества. Мелкодисперсные смеси способны к налипанию, что зависит также от гранулометрического состава, влажности и т.п. Один и тот же мелкодисперсный материал на разных стади ях переработки может иметь различные значения объемной массы, крупности частиц, влажности и других свойств, что должно учитываться не только при разработке технологии и оборудования, но и при создании и внедрении средств контроля.

Эффективность работы технологического оборудования для получения мелкодисперсных смесей за висит от множества факторов, в частности, от геометрических, кинематических и динамических параметров основных узлов машин и отдельных элементов. Существующие методы оценки технического состояния оборудования основаны на измерении производительности, качества продукта, параметров шума, вибрации и т.д., фактически по субъективным причинам.

Исследования отказов мельничного оборудования показали, что наиболее часто выходит из строя вальцовый станок – основа измельчающей машины. Основным показателем, определяющим техническую исправность вальцового станка, следует считать степень стабильности процесса измельчения в рабочей зоне. Параметр, определяющий эффективность процесса избирательно измельчения зерна и промежуточ ных продуктов размола, является стабильность межвальцового зазора вальцового станка.

В реальных условиях в силу разных причин межвальцовый зазор непрерывно изменяется в каждой точке по его длине. Соответственно изменяются распорные и касательные составляющие усилий, действу ющие на продукт. Если ввести понятие мгновенного среднего по длине вальца значения зазора b (в даль нейшем просто межвальцового зазора), то эта величина в какой-то степени будет отслеживать изменение межвальцового зазора. На рисунке 1 в качестве иллюстрации приведен график изменения мгновенного зна чения b межвальцового зазора, полученный экспериментально.

В момент времени, когда межвальцовый зазор уменьшается, возможно, переизмельчение продукта, его прессование и переизмельчение оболочечных частиц. Зольность мучной фракции увеличивается, может увеличиться и количество сходовых фракций. При увеличенном межвальцовом зазоре часть продукта не измельчается и при сортировании на ситах рассевов попадает в сходовые фракции.

На рисунках 2 и 3 для иллюстрации приведены графики выхода и зольности продукта вальцовых мельниц в зависимости от нестабильности межвальцового зазора. Мерой нестабильности служит коэффи b циент вариации К В, рассчитываемый как отношение мгновенного значения межвальцового зазора к tср среднему значению за время эксперимента.

Для своевременного предотвращения ухудшения качества вырабатываемого продукта и неоправданного расхода перерабатываемого продукта, то есть для повышения эффективности мельниц, необходимо получение оперативной информации о среднем в течение определенного времени и мгновенных значениях зазора.

Информация о среднем значении может быть использована для автоматической или ручной регули ровки зазора. Информация о характере изменения мгновенных значений может быть проанализирована для выявления причин нестабильности зазора. Взаимосвязь вариаций значений межвальцового зазора и причин, его вызывающих, может быть найдена в процессе анализа динамической модели вальцового станка.

Наиболее ценной информацией о работе вальцового станка, следует считать ту, которая позволяет выявлять отклонения процесса измельчения в рабочей зоне от нормального и устанавливать причины этих отклонений. В практике используется виброакустический способ диагностирования. Однако этот метод является косвенным, обладает низкой точностью и не позволяет дифференцировать дефекты. Наиболее до стоверным способом получения информации является непосредственное измерение параметров изменения межвальцового зазора.

Так как рабочая поверхность вальцов рифленая, а в процессе работы вальцы вращаются, как правило, с разными частотами, то в таких условиях автоматизация прямого контроля состояния поверхности вальцов и межвальцового зазора в процессе работы достаточно сложна и ведет к неоправданному увеличению сложности оборудования. Существенно более простым способом контроля является косвенная оценка этих параметров по расстояниям между вальцевыми опорами.

b,мкм 0 t,c Рис. 1. Кривая изменения межвальцового зазора b во времени t Перв. п римен.

фракция: схода сит 264 м км фракция: схода сит 165 мкм фракция: проход через сито 16 5 мкм z, % z, % z, % И,% И,% И,% 2 34 52 4,0 2,8 1, Спра в. № 32 48 3,8 2,6 1, 30 44 3, 6 2,4 1, 28 40 3,4 2,2 1, Подп. и дата 5 0 2,5 0 2,5 5 10 0 2,5 5 КВ, % КВ, % КВ, % Рис. 2. Влияние степени нестабильности межвальцового зазора (коэффициент вариации КВ) на выход И (I) Взам. инв. № Инв. № д убл.

П ерв. пр им ен.

и зольность Z (2) фракции продукта с размольной системы фракция: схода сит 264 мкм И,% z,% Подп. и д ата 0, Справ. № 2 0, 0, Инв. № под л.

0, 27 0, 0, По дп. и да та 1 2 3 0 5 К,% Рис. 3. Влияние нестабильности межвальцового зазора на выход И(I) и зольность Z(2) муки с размольных систем В зам. инв. № И нв. № дубл.

По дп. и дат а л.

СТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖИМА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ НА ВАЛЬЦОВЫХ СТАНКАХ И. А. Сергеева Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия На эффективность и надежность работы технологического оборудования, предназначенного для по лучения мелкодисперсных смесей, влияют множество факторов, к которым относятся геометрические, ки нематические и динамические параметры основных узлов машин и отдельных элементов.

Одним из способов получения таких смесей является разрушение перерабатываемого продукта за счет одновременного сжатия и сдвига при попадании его между параллельно расположенными вальцами, вращающимися в противоположных направлениях с различными скоростями.

Основным технологическим параметром, влияющим на количество и качество выпускаемого про дукта, является межвальцовый зазор. Его уменьшение от номинального значения приводит к переизмельче нию продукта;

при увеличении проявляется повышенная зольность продукта. Поэтому стабилизация этого зазора является важной практической задачей. С этой целью исследовано влияние конструктивных пара метров узлов и отдельных деталей на кинематику работы технологических машин.

Было исследовано влияние проскальзывания приводных ремней, отклонений от поперечных размеров шкивов и вальцов, а также отклонений расположения основных форм вальцов на межвальцовый зазор. В ре зультате установлено, что конструктивные параметры оказывают незначительное влияние на кинематические характеристики машины, однако существенно влияют на технологические характеристики. Так на колебание межвальцового зазора наибольшее влияние оказывают отклонение от соосности и эксцентриситет.

При изучении основных динамических процессов, происходящих в отдельных узлах технологиче ских машин, установлено, что они оказывают непосредственное влияние, как на долговечность работы обо рудования, так и на качество получаемого продукта.

Исследованы особенности динамики привода вальцов, анализ которых показал, что диагностику и контроль за колебанием межвальцового зазора можно осуществлять по изменению электрических парамет ров привода. Были исследованы поперечные колебания вальцов, вызванные их эксцентриситетом. При этом рассмотрены, как одномассовая модель, так и модель с распределительными параметрами. Полученные результаты показали, что жесткость вальцов достаточна и эти колебания не оказывают существенного вли яния на межвальцовый зазор.

Изучение колебаний подвижных подшипниковых узлов вальцов, возникающих из-за их неуравнове шенности, проведено на основе составления одномассовой точечной модели;

при этом определены приве денные упруго-инерционные характеристики. Анализ полученных результатов показал, что узел работает в дорезонансном режиме и при существующих динамических параметрах коэффициент динамичности со ставляет 1, 4, 7, что отрицательно сказывается на стабильности межвальцового зазора.

Анализируя результаты приведенных исследований величину зазора между рабочими поверхностями вальцов можно представить в виде следующего выражения:

b2 (t ), (1) b b0 b1 (w) где b0 – стартовый номинальный зазор, мм;

b1 (w) приращение межвальцового зазора из-за дефектов кон струкции, частота проявления которых совпадает с частотой вращения вальцов, мм;

b2 (t ) приращение межвальцового зазора, связанное в основном с износом рабочих поверхностей и зависящее от времени t, мм.

Приращение, b1 (w) будет зависеть в основном от эксцентриситета, отклонения от соосности, попереч ных колебаний подвижного подшипникового узла и его можно представить следующим образом (рис. 1):

sin wБ t, b1 w e a sin wT t e где е – эксцентриситет, мм;

– отклонение от соосность оси бочки вальца с осью посадочной поверхности вальца, мм;

а – амплитуда вынужденных колебаний подшипникового узла медленновращающегося вальца, м;

wT, wБ – угловые скорости вращения тихоходного и быстровращающегося вальцов, соответственно.

Учитывая существующие параметры машины в целом, а также параметры узлов и отдельных деталей (техническая документация на мельничный комплекс «Фермер-2» ОАО «ПТМ», 2002г.) соотношению (1) можно придать такой вид:

b2 t мм.

b b0 0,0548sin(26,4t ) 0,03sin(64,9t ) Это выражение позволяет выявить периодичность проявления дефектов, нарушающих стабил ь ность межвальцового зазора и зависящих от угловых скоростей вращения вальцов. Непериодические колебания межвальцового зазора b2 проявляются за большой промежуток времени и их легче вы явить и устранить.

А а WТ е b WБ е А WТ а b е е WБ Рис. 1. Схема для определения величины межвальцового зазора Выводы:

1. Периодические дефекты, влияющие на стабильность межвальцового зазора, проявляются на ча стотах, совпадающих с частотами вращения вальцов.

2. Для уменьшения вредного влияния колебаний подвижного узла медленновращающегося вальца необходима более точная балансировка и повышение жесткости прижимных пружин.

Необходимо отметить, что все вышеперечисленные мероприятия обеспечивают необходимую произ водительность и качество получения мелкодисперсных смесей на данном технологическом оборудовании.

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ВОССТАНОВЛЕНИЯ В СОРЕВНОВАТЕЛЬНОМ ПЕРИОДЕ ЛЫЖНИКОВ-ГОНЩИКОВ Д. Г. Седов, П. К. Фомичев Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Тренер должен владеть знаниями по многим вопросам фармакологического обеспечения, знать дози ровку и время их применения. Фармакология соревнования должна – максимально реализовать возможности спортсмена, – поддерживать пик суперкомпенсации, – продлевать работоспособность на все время стартов – подавлять нежелательные реакции, не снижая работоспособность.

В этот период количество принимаемых фармакологических препаратов должно быть минимальным.

В фармакологическом обеспечении лыжников-гонщиков значительную роль играют витамины, адаптогены, энергонасыщенные препараты, антигипоксанты и антиоксиданты. Комплексное применение названных препаратов позволяет ускорять процессы восстановления между стартами, обеспечивает высокую сократи тельную способность мышечных волокон, способствует стимуляции процессов обмена в клетках головного мозга, нервных окончаниях.

К соревновательным фармакологическим препаратам относят и препараты, которые препятствуют возникновению нарушений метаболизма в соревновательном периоде, стимулируют процессы клеточного дыхания, способствуют усиленному синтезу энергонасыщенных соединений. Значительную роль в мобили зации энергетических ресурсов играет введение неотона непосредственно сразу же после окончания сорев новательной нагрузки при многократно повторяющихся стартах.

В период развивающих физических нагрузок рекомендуется прием препаратов, регулирующих пла стический обмен, т.е. стимулирующих синтез белка в мышечных тканях, способствующих увеличению мышечной массы, уменьшающих явления дистрофии в сердечной мышце. К этой группе препаратов отно сят: элтон, левитон, милдронат, калия оротат (за счет оротовой кислоты) и некоторые другие.

Во время соревновательного этапа также рекомендуется назначение гепатопротекторов, прием ри боксина (инозина), актовегина.

Ноотропы – для того, чтобы при максимальной нагрузке, характерной для этого периода, не «лома лась техника», т. е. сохранялась структура наработанных динамических стереотипов. Психотропные сред ства – рекомендованные психологом.



Pages:     | 1 |   ...   | 22 | 23 || 25 |
 





 
© 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.