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:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |
-- [ Страница 1 ] --

Волгоградский государственный технический университет

Совет СНТО

_

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ

смотра-конкурса

научных,

конструкторских и технологических работ

студентов Волгоградского государственного

технического университета

Волгоград, 14 – 17 мая 2013 г.

Волгоград 2013

УДК 6(043.2) + 3(043.2)

Редакционная коллегия:

В. И. Лысак, чл.-корр. РАН, первый проректор – проректор по НР (отв. редактор);

И. А. Плешаков, кандидат физико-математический наук, доцент (секретарь);

Р. В. Брунилин, кандидат химических наук, доцент;

В. И. Карлов, кандидат технических наук, доцент;

В. К. Михайлов, кандидат химических наук, доцент;

С. П. Писарев, кандидат технических наук, доцент;

К. В. Чернышов, кандидат технических наук, доцент;

Г. П. Барабанов, кандидат технических наук, доцент;

Е. В. Мельникова, кандидат социологических наук, доцент;

О. Б. Гелунова, ст. преподаватель;

И. Н. Наумов, кандидат исторических наук, доцент.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета Тезисы докладов смотра-конкурса научных, конструкторских и техно логических работ студентов Волгоградского государственного техническо го университета / Волгоградский гос. техн. ун-т;

редкол.: В. И. Лысак (отв.

ред.) [и др.]. – Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2013. – 272 с.

ISBN 978-5-9948-1186- Сборник содержит тезисы докладов, сделанных студентами ВолгГТУ и школьника ми Волгограда на смотре-конкурсе научных, конструкторских и технологических работ в мае 2013 г.

Волгоградский государственный ISBN 978-5-9948-1186- технический университет, НАПРАВЛЕНИЯ СМОТРА-КОНКУРСА 1. Электронные устройства и системы;

2. Прогрессивные технологии в машиностроении, устройства и средства автоматизации;

3. Конструкционные материалы и технологии;

4. Химия, химические процессы и технологии, проблемы экологии;

5. Динамика и надежность машин, механизмов, конструкций;

6. Организация, безопасность и экологичность транспорта;

7. Программно-информационное обеспечение;

8. Экономика и управление;

9. Проблемы пищевой технологии.

10. Социальные процессы и гуманитарные знания.

ОРГКОМИТЕТ СМОТРА-КОНКУРСА В. И. Лысак, чл.-корр. РАН, первый проректор – проректор по НР.

И. А. Плешаков, доцент каф. ЭФ (зам. председателя);

В. К. Михайлов, доцент каф. ЭФ, ответственный за направления 1 и 7;

Р. В. Брунилин, доцент каф. ФАХП, ответственный за направление 4;

С. П. Писарев, доцент каф. МВ, ответственный за направление 3;

Г. П. Барабанов, доцент каф. АПП, ответственный за направление 2;

В. И. Карлов, доцент каф. АУ, ответственный за направление 5;

К. В. Чернышов, доцент кафедры ТЭРА, ответственный за направление 6;

Е. В. Мельникова, доцент каф. ЭиУ, ответственная за направление 8;

О. Б. Гелунова, ст. преподаватель каф. ТПП, ответственная за направление 9;

И. Н. Наумов, доцент каф. ИКС, ответственный за направление 10;

С. М. Назаров, руководитель студенческого бюро.

ПРЕДИСЛОВИЕ С 14 по 17 мая 2013 года в Волгоградском государственном техническом университе те состоялся смотр-конкурс научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ по 10 естественно-научным, инженерно-техническим и гуманитарно экономическим направлениям. По каждому из направлений смотра-конкурса были сфор мированы экспертные комиссии из опытных специалистов в данной области для отбора и оценки представляемых работ. Большинство работ представляется авторскими доклада ми с трибуны. Стендовое представление работ практически во всех случаях сопровожда ется авторскими комментариями и обсуждением с членами экспертной комиссии.

Смотр-конкурс организован ректоратом и Советом СНТО технического университета.

В нём приняли участие студенты ВолгГТУ, выполнившие оригинальные разработки и ис следования.

В конкурсах по каждому направлению были установлены премии: одна первая, две вторых, три третьих и три поощрительных. Лучшие работы школьников награждались ди пломами, благодарностями.

Экспертная оценка каждой работы осуществлялась по следующим критериям:

1. актуальность темы, 2. практическое, теоретическое или социальное значение, 3. научная или техническая новизна, 4. апробация, внедрение, 5. личный вклад автора в представляемую работу, 6. качество доклада, компетентность автора при обсуждении работы.

В 2013 году на смотре-конкурсе с докладами о своих работах выступили 415 студен тов ВолгГТУ.

Смотр-конкурс НИРС ВолгГТУ регулярно проводится с середины 80-х годов прошлого века. Его основной целью является стимулирование научно-исследовательского и кон структорского творчества студентов, активности их научных руководителей, привлечение к поступлению в ВолгГТУ старшеклассников. Фактически смотр-конкурс подводит итоги научно-исследовательской и конструкторской работы студентов за учебный год и являет ся первой трибуной для публичного представления достигнутых результатов.

За последние 10-15 лет масштабы и престиж смотра-конкурса среди студентов и пре подавателей заметно повысились. Теперь на 10 направлений подаются 300-350 работ, причём качество представляемых работ, их научная и практическая значимость, глубина исследований достигают уровня, вполне соответствующего всероссийским конкурсам.

Поэтому работы, занимающие на смотре-конкурсе призовые места, отмечаются ректора том достойными поощрениями: разовыми премиями, повышенными стипендиями, дипло мами.

Представляемые тезисы докладов публикуются в авторской редакции.

НАПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ Экспертная комиссия 1. Р. Н. Кулагин, к.т.н., доцент каф. АПП (председатель);

2. С. А. Петров, к.т.н., доцент каф. «Электротехника».

3. С. И. Кирносенко, к.т.н., ст. преп. каф. ЭВМ и С;

4. А. М. Макаров, к.т.н., ст. преп. каф. АПП.

П. В. Федченков (АУ-421), Ю. С. Фомин (АУ-421) Научный руководитель Е. В. Стегачёв СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ НА БАЗЕ DTMF-СИГНАЛОВ Первая премия При создании системы управления часто возникает задача мониторинга и контроля при помощи дистанционных средств связи. Существующие системы имеют ряд недостат ков, таких, как высокая стоимость модулей и ограниченная дальность действия. Эти огра ничения позволяет снять система связи на радиочастоте, но и её радиус действия огра ничен.

Предложена система передачи данных через канал сотовой связи на базе DTMF сигналов. Они представляют собой двухтональные многочастотные аналоговые сигналы, используемые для набора телефонного номера. Система представляет собой комбина цию декодера сигнала, декодирующего аналоговый сигнал в цифровую форму, микро контроллера, обрабатывающего полученный код, генератора DTMF, обеспечивающего реализацию передачи подтверждения либо контрольной суммы, либо обратного направ ления передачи данных, а также ряда выходов с сигналом в виде цифровой широтно импульсной модуляции и выхода UART.

Особенностью предложенной реализации является её дешевизна и доступность, а также возможность работы с широким рядом мобильных устройств, осуществляющих в данном случае роль приёмо-передатчика сигнала. Единственным требованием выступает наличие выхода на наушники либо входа гарнитуры для двусторонней передачи или кон троля ошибок. Благодаря передаче данных через сотовые вышки, дистанция не является ограничением к управлению.

В работе проводится выявление предельных скоростей передачи данных с контро лем ошибки и без неё, а также временного лага. Рассматривается управление беспилот ным летательным аппаратом на базе предложенной системы, а также возможности дора ботки и применения системы в других приборах и технологиях.

А. А. Лебедь (ВТВ-667) Научный руководитель В. А. Егунов МОБИЛЬНЫЙ РОБОТ С УПРАВЛЕНИЕМ ПО БЕСПРОВОДНОМУ КАНАЛУ СВЯЗИ Вторая премия Мобильный робот относится к роботам сверхлёгкого класса, основным назначением которых является визуальная и акустическая разведка местности. помещений, транс портных средств, осмотр труднодоступных мест, обнаружение и уничтожение взрывных устройств. Это мобильный малогабаритный робот, оснащённый беспроводной системой управления.

Построена модель робота, состоящая из платформы, на которой крепятся основные узлы: батарейный отсек, два ведущих колеса, драйвер двигателей, плата беспроводной связи, вычислительная платформа (управляющий контроллер) и плата навигации.

Кинематической схемой является схема с двумя независимо управляемыми ведущи ми колёсами и третьим, свободно вращающимся поворотным колесом. Это даёт возмож ность задавать произвольное движение робота только с помощью двух моментов, прило женным к ведущим колёсам.

Робот приводят в движение два микродвигателя постоянного тока, с кождого из кото рых через понижающий редуктор осуществляется независимый привод задних ведущих колёс.

Драйвер построен на основе микросхемы L298N, которая представляет собой двой ной полный мостовой драйвер, применяемый для управления двумя двигателями посто янного тока, обеспечивая нагрузку до 2 А на каждый двигатель.

Аппаратная вычислительная платформа (управляющий контроллер) построена на основе платы Ardunio, которая состоит их микроконтроллера Atmel AVR, линейного ста билизатора напряжения 5 В, кварцевого генератора 16 Мгц, микросхемы конвертера и элементной обвязки для программирования и интеграции с другими схемами.

Плата навигации построена на основе оптического сенсора PAN3101, инфракрасной подсветки поверхности и элементарной обвязки.

Бортовая программа робота создаётся и компилируется на языке Wiring на внешнем компьютере в среде разработки Arduino IDE и загружается в управляющий контроллер робота через интерфейс USB.

Управление роботом осуществляется с клавиатуры компьютера. Для этого было раз работано приложение, в окне которого производится выбор номера и скорости СОМ пор та для подключения, а также происходит вывод информации о состоянии робота (напря жение питания, координаты перемещения) И. А. Фомин (ВТВ-167) Научный руководитель С. А. Петров СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Вторая премия На промышленных предприятиях системы управления несовременного технологического оборудования представляют собой релейно-контактные схемы и выполнены на электро механических реле. Основным недостатком таких схем является низкая надежность, не высокое быстродействие и значительное потребление электроэнергии. Энергетические потери электромеханических реле характеризуются двумя видами потерь - электриче скими и магнитными. Необходимо отметить, что в дискретных технологических процес сах, особенно в машиностроении, система управления потребляет электроэнергии даже в паузах основного технологического процесса. Поэтому необходима модернизация систем управления технологического оборудования в различных отраслях промышленности на основе современных цифровых устройств и приборов. В тоже время на рынке представ лено большое количество промышленных контроллеров с самыми различными техниче скими характеристиками. Основная задача состоит в том, чтобы обоснованно выбрать систему управления по техническим характеристикам и стоимости для конкретного тех нологического процесса. Основным препятствием для внедрения современных цифровых систем управления на большинстве предприятий России является недостаточная квали фикация обслуживающего персонала. Поэтому необходимо поэтапное по степени слож ности внедрение систем управления, начиная с более простых приборов. На основе про веденного анализа выявлено, что наибольший эффект можно получить при внедрении интеллектуального реле в частности фирмы «Schneider Electric». Это реле позволяет ре ализовать большое количество логических операций, сравнительно просто в настройке и монтаже, имеет невысокую стоимость. Но основное преимущество этого реле - это гиб кость, т.е. сравнительная простота перенастройки оборудования на новую продукцию.

После приобретения персоналом опыта работы с этим реле возможен переход на более высокий уровень цифровых систем управления. На кафедре «Электротехника» ВолгГТУ была проведена модернизация лабораторных работ по системам управления асинхрон ным двигателем и получен эффект по экономии электроэнергии.

И. С. Галкин(МВ-431), Д. Ю. Михальчук(«Бизнес-гимназия», ученица 11 кл. ) Научный руководитель Д. В. Проничев АНАЛИЗАТОР ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И СПЛАВОВ Третья премия При создании новых композитных материалов и сплавов возникает необходимость с высокой степенью точности определить их электрофизические свойства. Так как не су ществует промышленных приборов способных с высокой точностью измерять несколько параметров, возникла необходимость разработать устройство измерения, определяющих свойства композитов электротехнического назначения с погрешностью не более 5%. Ха рактеристики материала, которые должно измерять создаваемое устройство:

1) Максимальная плотность тока в материале до разрушения;

2) Удельная проводимость (контактный и бесконтактный метод);

3) Удельные потери мощности;

4) Скорость звука в материале;

Измерение всех параметров (кроме скорости звука) проводится методом пропус кания тока по всему объему проводника. Для определения максимальной плотности тока, используется источник тока 250А с шагом регулировки 0,25А/дел. Момент разрушения контролируется на световом микроскопе, фиксируется начало изменения структуры на границах зерен. Параллельно контролю состояния материала в EEPROM память устрой ствазаписываются значения тока, далее зная площадь сечения образца и ток через него в момент разрушения, определяется плотность тока.

Для измерения с высокой степенью точности удельной проводимости использует ся мост Кельвина, где вместо классических сопротивлений используются эквивалентные.

Данный блок построен по принципу установки точных значений тока и напряжения. Эти параметры контролируются цифровой частью, собранной на базе двух микроконтролле ров pic16F84Aи pic16F628, так же в данном узле использован внешний АЦП для увеличе ния дискретности. Для устранения сопротивления контактов щупов предусмотрен метод вихревых токов с использованием нескольких колебательных контуров.

Скорость звука в композитном материале измеряется путем пропускания сигнала ультразвуковой частоты и фиксации времени прохождения сигнала от излучателя до при емника. В качестве излучателей использованы пьезокерамические серии МА-40.

В результате проведенной работы было разработано устройство, способное изме рять необходимые параметры с абсолютной погрешностью не более 4 – 5%.

О. А. Оленникова (Ф-6) Научный руководитель И. В. Поляков ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХЧАСТОТНЫХ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАЦИИ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ВИДОВ КОЛЕБАНИЙ В МАГНЕТРОННОМ ГЕНЕРАТОРЕ Третья премия В настоящее время классические магнетроны используются в основном как одноча стотные генераторы. Узость полосы пропускания ограничивает область применения этих мощных, но компактных приборов с высоким КПД. Сейчас все больше внимания уделяет ся генерации полигармонических сигналов и вопросам динамического управления их спектральным составом. Ряд экспериментов показывает, что в магнетронных генераторах усложнение спектрального сигнала возможно под влиянием сигнала паразитного вида ко лебания.

Для моделирования таких процессов используется самосогласованная математиче ская модель магнетронного генератора, включающая в себя: уравнения движения в скрещенных электрических и магнитных полях;

уравнения возбуждения электродинами ческой системы магнетрона;

уравнения, моделирующие термоэлектронную и вторичную эмиссию с катода;

уравнение Пуассона, записанное в цилиндрической системе коорди нат, для моделирования поля пространственного заряда.

Взаимодействие видов колебаний моделируется для пространства взаимодействия и электродинамических характеристик магнетронного генератора М-155. Предполагается N возможность самовозбуждения сигнала 1 вида с малой добротностью и частотой ГГц.

Подбором энергоемкости побочного вида колебаний можно добиться синфазного вращения высокочастотных полей основного и побочного вида колебаний. Это приводит к тому, что области высокочастотных полей обоих видов, в которых происходит торможе ние и отбор энергии у электронов, частично перекрываются. В итоге возникают благопри ятные условия для одновременной стабильной генерации сигналов с частотами основно N го и побочного видов колебаний. При этом выходной спектр сигнала 1 содержит гармоническую составляющую соответствующую частоте сигнала вида. Мощность сиг N нала 1 примерно в два раза меньше мощности сигнала -вида колебания.

Таким образом, математическое моделирование показывает, что в классических маг нетронах возможны такие режимы, при которых наряду с генерацией сигналов -вида происходит генерация сигнала с частотой, лежащей вне полосы пропускания магнетрона и достаточно большим уровнем мощности.

Д. Г. Сницарук (ИИТ-373), А. В. Бессонов (ИИТ-373) Научный руководитель А.И. Нефедьев ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ И ЕМКОСТИ Третья премия Разработанный измеритель индуктивности и емкости отличается от аналогичных устройств простотой, надежностью и высокой точностью измерения. Измеритель имеет следующие диапазоны измерений: 200 пФ, мкГн, Ом, 2, 20, 200 нФ, мГн, кОм, 2, 20, мкФ, Гн. Погрешность измерений ±(0,5% + 1 единица младшего разряда) при измерении емкостей и сопротивлений и ±(2% + 1 единица младшего разряда) при измерении индук тивности. Выбор поддиапазона осуществляется вручную при помощи переключателя.

Принцип измерений в описываемом приборе заключается в следующем. Напряже ние треугольной формы прикладывается к измеряемой емкости, при этом ток через нее имеет форму меандра и его амплитуда пропорциональна измеряемой емкости. При из мерении индуктивности через нее пропускается ток треугольной формы, падение напря жения на индуктивности имеет форму меандра и пропорционально ее величине.

Измеритель индуктивности и емкости собран на КМОП-микросхемах серии К176, К561 и быстродействующих операционных усилителях серии К544.

Задающий генератор прибора работает на частоте 1 МГц. При помощи декадных делителей получается сетка частот 100 кГц - 100 Гц. Сигналы с выходов микросхем дели теля через переключатель подаются на десятичный счетчик-делитель. В нем частота де лится на 10 и с выхода этого счетчика сигнал в форме меандра с частотой 100 кГц - 10 Гц подается на вход формирователя напряжения треугольной формы. Сигнал, пропорцио нальный измеряемому параметру, поступает через буферный каскад на синхронный вы прямитель, состоящий из КМОП ключей и конденсаторов. С выхода синхронного выпря мителя сигнал подается на измерительный вход АЦП ICL7107.

В приборе применена коррекция емкости монтажа, что способствует более точно му измерению емкости на поддиапазонах 200 пФ и 2 нФ.

Индикация осуществляется при помощи четырехразрядного светодиодного инди катора под управлением аналого-цифрового преобразователя. Питание прибора произ водится от сети переменного тока 220В при помощи встроенного источника питания. По требляемый прибором от электрической сети ток не превышает 50 мА.

Применение разработанного измерителя индуктивности и емкости позволит быст ро и точно измерить индуктивность катушек и емкость конденсаторов при проведении ла бораторных работ, а также при исследовательских работах.

А. С. Борбенчук (ИИТ-373) Научный руководитель С. А. Петров СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ БАЗОВОЙ ОСИ Поощрительная премия Одним из основных резервов повышения качества выпускаемой продукции заво дов, изготавливающих крупногабаритное нефтегазовое оборудование, является повыше ние технологической точности сборочных операций. Неточность установки внутренней оснастки (тарелок) колонных аппаратов оказывает отрицательное влияние на техниче ские характеристики технологического оборудования. Существующие лазерные системы разметки не позволяют обеспечить необходимые метрологические характеристики, по скольку при проектировании таких систем не учтены методические составляющие по грешности, а их блоки морально устарели. Сотрудниками кафедры «Электротехника»

ВолгГТУ на ОАО «Волгограднефтемаш» был внедрен комплекс лазерной разметки ко лонных аппаратов, позволяющий размечать корпуса до 10м в диаметре и до 100м в дли ну с погрешностью не более 2мм. В качестве его составных блоков были использованы универсальные геодезические приборы: построитель плоскости, лазерный дальномер и лазерный точечный нивелир. Базирование построителя при разметке осуществляется от носительно базовой лазерной оси. Из-за вибраций, вызванных работой технологического цехового оборудования, происходит пространственное смещение базовой оси. Это вы нуждает операторов вручную корректировать ее положение после разметки каждой попе речной плоскости корпуса, которых может быть более 100, и снижает точность разметки.

Для снижения времени разметки и повышения ее точности автором совместно с руководителем была разработана система автоматической коррекции положения лазер ной базовой оси. В состав системы входят модули беспроводной передачи данных на ча стоте 433 МГц, оптико-электронный датчик определения энергетического центра лазерно го пучка, реализующие дифференциальный (нулевой) метод измерения, шаговые приводы лазерного излучателя. Координация устройств системы осуществляется микро контроллерами (МК) MSP430G2452. Алгоритм работы системы заключается в следую щем. После предварительного наведения лазерного источника в центр оптико электронного датчика последний передает на первый МК сигнал рассогласования по го ризонтали и вертикали. МК через радиоканал сообщает на другой пространственно уда ленный МК значение необходимой коррекции положения лазерного источника. Под управлением второго МК с помощью шаговых приводов изменяется положение источни ка.

Применение разработанной системы в составе комплекса позволяет задавать ба зовую ось с точностью 0,4мм и экономить по 4 минуты на разметку одной поперечной плоскости.

А. В. Журавлев (ЭВМ-5.1П) Научный руководитель А. А. Шилин СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Поощрительная премия В работе разрабатывается система мониторинга воздушных линий электропере дачи, позволяющая контролировать работу воздушной линии с возможностью отправки номера аварийного режима через модем на диспетчерский пункт. Так же реализуется ал горитм работы с большим количеством датчиков в случае аварийного режима.

Воздушная линия электропередачи - устройство, предназначенное для передачи электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе.

В настоящее время энергетическая система России характеризуется высокой сте пенью морального и физического износа, пониженным уровнем надежности и, как след ствие, большим количеством аварий.

Общее время ремонта ВЛЭП состоит из:

T = Tомп + Tдв + Tрем • Tомп – время определения места повреждения;

• Tдв – время движения ремонтной группы;

• Tрем – время ремонта.

Как показывает опыт, большая часть времени восстановления ВЛ расходуется на опре деление места ее повреждения (до общего времени ремонта). А время простоя ВЛЭП влечет за собой большие финансовые затраты.

Работа посвящена решению актуальной в настоящее время задачи - проектирова нию системы мониторинга воздушных линий электропередачи, что позволяет сократить время определения места повреждения воздушной линии.

В результате выполнения работы были исследованы все методы и средства кон троля воздушных линий электропередачи, выявлены их недостатки. Была реализована схема на базе интеллектуального реле ZelioLogic фирмы Schneiderelectric и эксперимен тально проверена ее работоспособность, также был разработан алгоритм обработки ава рийных режимов, что позволило значительно сократить время, затрачиваемое на иден тификацию аварийного режима и повысить достоверность определения его вида.

Полученные результаты могут быть использованы при модернизации систем ре лейной защиты электросетей, систем телеизмерения и телесигнализации и пр. диспет черского управления электросетями, систем телемеханики, С. А. Парпула (Ф-6) Научный руководитель В. П. Заярный ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АНТЕНН БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ СВЧ-ДИАПАЗОНА Поощрительная премия В настоящее время перспективным и актуальным является решение проблемы полу чения, передачи и обработки больших объёмов информации в режиме реального време ни на большие расстояния. Реальным путём решения этих проблем является применение широкополосных радиотехнических средств сверхвысоких и крайне высоких частот. Важ нейшим функциональным блоком у подобных радиотехнических средств являются антен ны, изучение характеристик которых с применением математического моделирования имеет принципиальное значение при разработке их новых образцов.

Решение подобных задач возможно с использованием антенн и антенных систем (решёток), состоящих из излучающих элементов типа антенн бегущей волны с линейно расширяющимся раскрывом.

Если изначально положить, что в направляющей структуре распространяется только один тип волны (E или H) и что он не изменяется вследствие изменения поперечного се чения щели, то для анализа излучения антенн с расширяющимися щелями можно ис пользовать известные результаты для расчёта параметров симметричной щелевой ли нии. Ее регуляризация для конечного числа участков, позволила применить известные модельные представления для каждого регулярного участка, и по их суммарному вкладу рассчитать диаграмму направленности (ДН) всей антенны.

Расчеты производились для антенн, имевших длину в пределах (15 ), и ширину раскрыва в пределах (13 ) мм, на частоте 10 ГГц, для Е-плоскости электромагнитных колебаний.

В качестве проверки адекватности полученных результатов также производилось построение ДН для одного регулярного участка (с n=0). Эти ДН сравнивались с полученными для регулярной антенны экспериментально. Сравнительный анализ опытных данных и результатов моделирования показал, что имевшие при этом место расхождения ДН были незначительными. Наилучшим образом результаты совпадают в w 0/8. Это свидетельствует об адекватности полученных модельных представлений и возможности их использования для моделирования ДН подобных антенн с любыми параметрами, а также ДН более сложных антенных систем (решеток) на их основе.

М.В. Рыбалко (ИИТ-373) Научный руководитель А. В. Стрижиченко УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ НА ПРОЦЕСС СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ Древесина является сложным объектом, т.к. обладает неоднородной структурой и характеризуется различными свойствами в различных направлениях. В настоящее время сушка древесины на предприятиях проводится в конвекционных сушильных камерах по сушильной программе, согласно которой в пространстве камеры параметры сушильного агента изменяются по заданному расписанию.

Вследствие сложности процессов влагопереноса в древесине превышение значе ний градиентов температуры и влажности при сушке могут привести к необратимым ме ханическим изменениям в материале. Для обеспечения оптимального сушильного про цесса необходимо управление технологическим процессом с учетом градиентов температуры и влажности, чтобы не допускать их критических значений.

Основной задачей данного исследования является изучение влияния различных полей (электрических, температурных, ультразвука, влажности воздуха и скорости воз душного потока) на интенсивность процессов влагопереноса в древесине.

Данная задача реализуется посредством установки, состоящей из термокамеры со встроенным конденсатором, вентилятора с нагревательным элементом, увлажнителя воздуха, а также датчиков температуры, влажности воздуха и скорости воздушного пото ка. Эта установка позволяет исследовать влияние различных физических полей на ин тенсивность высушивания древесных образцов. В установке реализована возможность сбора и обработки информации с последующей её обработкой на ЭВМ и представлением в численно-графическом виде с помощью микроконтроллера серии MSP430.

Процессы сушки являются одними из самых энергоемких в промышленности, и увеличение интенсивности процессов влагопереноса в древесине при поддержании гра диентов температуры и влажности ниже критических приводит к сокращению затрат вре мени и энергии на проведение процесса, что позволит реализовать потенциал энерго- и ресурсосбережения в деревообработке.

Полученные результаты исследований, проведенных на установке, подтверждают увеличение интенсивности процесса сушки древесины при сохранении качества матери ала.

Н. Н. Бараков (ИИТ-373) Научный руководитель А.Н. Шилин НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК КОЛЕБАНИЙ В последнее время после падения метеорита в Челябинской области возрос инте рес к исследованию космического пространства. Основным оборудованием в исследова нии космического пространства являются телескопы. Основной проблемой исследования является точность гидирования телескопа и поэтому существует проблема оснащения телескопов датчиками угловых перемещений и колебаний.

Существующие современные датчики на пьезоэлементах и индукционных элемен тах не удовлетворяют требованиям по точности, которые заданны в техническом зада нии. Это связано с тем, что для определения величины перемещения используются опе рации интегрирования, которые вносят дополнительную погрешность в результат измерения.

В качестве датчика угловых колебаний предложено использовать инерционный крутильный элемент с электромагнитным упругим элементом, параметры упругости и со ответственно частотный диапазон можно оперативно измерять. Конструкция датчика вы полнена на базе электродвигателя. Принцип измерений в данном датчике заключается в следующем. При воздействии внешних колебаний на системы ротор совершает относи тельно статора колебания, амплитуда которых пропорционально измеряемой величине, а именно амплитуде внешних колебаний.

Применение разработанного датчика позволит повысить точность гидирования телескопа и соответственно получаемых данных в результатах исследовательских работ.

И. С. Торубаров (10 кл., школа № 128) Научный руководитель В. Е. Ильин ОБНАРУЖИТЕЛЬ РАДИАЦИИ Обнаружитель радиации изготовлен на базе счётчика СБМ-20 по типовой схеме подключения. Прибор регистрирует бета-частицы. Питание осуществляется от сети В.Контроль уровня радиации производится на с лух по щелчкам в головных телефонах или в подключённых колонках. Бестрансформаторный источник питания прибора собран по схеме однополупериодного выпрямителя. Нагрузкой служит резистор 2 МОм.

Для подключения регистрирующего устройства использованы два два одинаковых последовательно соединённых конденсатора с общей ёмкостью 500 пФ\, включённых па раллельно нагрузочному резистору.

В разрыв между конденсаторами подключён вход усилителя колонок с целью осу ществления его гальванической развязки и источником питания. При напряжении 304 В на аноде счётчика устройство регистрировало не более 14 фоновых импульсов в минуту, что составляет примерно половину от наибольшего значения натурального фона (27 им пульсов в минуту по паспорту).

Прибор может быть использован в быту при экологическом контроле, при проведе нии лабораторных и исследовательских работ на уроках физики и ОБЖ. Схема прибора проста и легко воспроизводима.

Проводились опыты по регистрации бета-частиц от некоторых сельскохозяйствен ных удобрений, а также от воздушных фильтров после фильтрации атмосферного возду ха.

НАПРАВЛЕНИЕ ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ, УСТРОЙСТВА И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ Экспертная комиссия 1. Ю. Н. Полянчиков, д. т. н., профессор, заведующий кафедрой ТМС.

2. Г. В. Ханов, д. т. н., профессор, заведующий кафедрой НГ и КГ.

3. С. Н. Ольштынский, к. т. н., доцент кафедры СИ.

4. Г. П. Барабанов, к. т. н., доцент кафедры АПП.

П. С. Нестеренко (ТМС 5.2) Научные руководители В. К. Голованов, Н. А. Положенцева РЕЗЕЦ С ПОСТОЯННЫМ УСИЛИЕМ РЕЗАНИЯ Первая премия Токарная обработка является наиболее распространенной и в тоже время весьма трудоемкой технологической операцией, поэтому повышение ее точности и производи тельности является весьма важной задачей, решение которой способствует дальнейше му развитию машиностроения.

Известно, что на процесс резания при токарной обработке существенное влияние оказывает множество факторов приводящих к колебанию величины силы резания, что приводит к нелинейным колебаниям в системе станок – приспособление – инструмент – деталь, а, следовательно, и возникновению погрешности геометрической формы обраба тываемой детали. Для устранения этих погрешностей на производстве приходится вво дить коррективы, приводящие к уменьшению производительности процесса резания.

Применение систем адаптивного управления исключает данные недостатки, поэтому в работе в качестве ядра такой системы предложена конструкция, в которой резец снабжен устройством, измеряющим и стабилизирующим усилие резания.

Методы и средства решения включают в себя комплекс теоретических исследова ний и твердотельное моделирование. Для научного обоснования результатов использо вались элементы теории резания и теории упругости.

Конструкция состоит из тензорезисторного датчика силы с двумя силовводящими рычагами (А.С. 1522050), модернизированного за счет добавления второй пары силовво дящих рычагов соединенных механизмом обратной связи, включающим сельсин и вто ричную аппаратуру. При этом резец закрепляется на одном из свободных силовводящих рычагов датчика, а второй из свободных рычагов датчика укрепляется в суппорте.

Принцип действия данной системы заключается в том, что в процессе резания при отклонении силы резания от заранее заданной, тензорезисторный датчик фиксирует это, передает соответствующий электрический сигнал на вторичную аппаратуру, которая вы дает управляющий сигнал на сельсин, позволяющий преобразовать этот сигнал в соот ветствующее угловое перемещение ротора, который в свою очередь, воздействуя на ры чаги, осуществляет коррекцию величины усилия резания.

Предложенная конструкция обладает повышенной точностью и быстродействием, так как включает в себя только резец снабженный сельсином и механизмом обратной связи, поэтому исключает колебания в системе станок – приспособление – инструмент – деталь, которые характерны для существующих способов коррекции усилий резания.

Н. В. Козловцева (АПП-5), А. И. Галкин (АУ-6) Научный руководитель Е. Г. Крылов МЕТОДИКА УПРАВЛЕНИЯ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ Вторая премия Торцовые фрезы являются одним из основных видов режущего инструмента при обработке стальных и чугунных заготовок на различных типах металлообрабатывающего оборудования, при этом время выполнения фрезерных операций достигает 60% от обще го времени изготовления изделий. В качестве режущих элементов торцовых фрез широко используются сменные многогранные пластины (СМП) из твердых сплавов групп ВК, ТК, ТТК.

Надежная работа торцовых фрез зависит, во-первых, от однородности режущих свойств твердосплавных пластин в комплекте сборного многолезвийного инструмента, а во-вторых, от выбора параметров режима резания (допустимой скорости резания, подачи и глубины резания), которые позволят обеспечить работоспособное состояние фрезы в течение заданного времени обработки. Обеспечить высокую надежность режущего ин струмента на станках с ЧПУ можно путем создания алгоритмов управления, в которых решается задача автоматизированного контроля качества режущих свойств твердосплав ных пластин в комплектах сборных фрез и расчета рациональных режимов обработки на основе комплексной оценки оперативной информации из зоны резания о физико механических свойствах (обрабатываемости) стальной заготовки и химическом и фазовом составах режущего инструмента.

На основе измерения термоЭДС на режиме пробного хода разработана методика управления сборными торцовыми фрезами на станках с ЧПУ. Сущность методики заклю чается в том, что в процессе обработки, включающем предварительный пробный проход инструмента по стальной заготовке с преобразованием аналогового сигнала термоЭДС каждой режущей кромки в цифровой, определяют перед началом обработки значения термоЭДС всех режущих кромок инструмента, с момента начала обработки непрерывно измеряют значение термоЭДС каждой режущей кромки, производят сравнение текущего значения термоЭДС каждой режущей кромки с предельным значением, фиксируют значе ние термоЭДС режущей кромки со значением термоЭДС ниже или равным предельному, вычисляют коэффициент изношенности инструмента Kи, и при значении коэффициента изношенности Kи0,25 производят коррекцию режимов обработки.

Использование предлагаемой методики позволяет своевременно определять наступление предельного состояния сборного многолезвийного инструмента, что суще ственно повышает надежность и эффективность автоматически выполняемого процесса резания.

А. С. Сенякина (ТМС-5.1) Научный руководитель А. И. Банников ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И УСЛОВИЙ РАБОТЫ ОПРАВКИ ПРОШИВНОГО СТАНА Вторая премия Цель работы: увеличить долговечность оправки прошивного стана, повысить каче ство поверхности трубы и стабильность работы.

Актуальность исследования связана с обеспечением стойкости и стабильности ра боты оправки прошивного стана. Так как в настоящее время на ОАО «ВТЗ» освоили про изводство бесшовных труб на этих станах.

Раньше использовали стан-элонгатор. Их существенное отличие заключается в том, что на ось прокатки прошивного стана поступает квадратная литая заготовка, когда на ка нал оси прокатки стана-элонгатора поступал круглый литой стакан. За счёт этого на заво де была убрана одна операция, где из квадратной заготовки делали круглый стакан. Это позволило сэкономить время и деньги, но оправка прошивного стана испытывает более сильные напряжения, чем оправка-элонгатора.

Поэтому задачей исследования является усовершенствование технологии изготов ления оправки прошивного стана для уменьшения напряжений в оправке и вероятности появления различного рода дефектов.

В результате исследования работы оправки в прошивном стане было выявлено: не стабильность её работы (в зависимости от материала и покрытия может работать 2- прохода, а может и около 2000 проходов);

низкая износостойкость. Так же на оправке ча сто появляются дефекты: трещины, сетка разгара и «гофр» (волнистость поверхности), которые приводят её в нерабочее состояние.

Проанализировав природу появления дефектов, были предложены методы борьбы с ними, такие как: термическая обработка, химико-термическая обработка, покрытие ни келем и кобальтом, электролитическое хромирование и оксидная плёнка.

Было выявлено, что размытость пятна контакта между покрытием и оправкой гаран тирует стабильную работу технологической системы.

Методы и средства исследования: теоретические исследования базируются на ос нове теории металловедение, физики твердого тела, инженерной программы Abaqus, си стеме конечно-элементного анализа и методов математической статистики.

Апробация работы: материалы исследования опубликованы в сборнике научных трудов по материалам 51-ой международной научно студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс», проходившей в Новосибирском государственном уни верситете.

В. В. Пушкарев (АУ-220) Научный руководитель Н. В. Федотова ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРЕССИВНЫХ CAD-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ОБУЧАЮЩИХ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ Третья премия Формирование профессиональной компетентности связано с необходимостью ре шения профессиональных задач с применением компьютерных технологий. Перед нами была поставлена конкретная задача оснащения кафедры Начертательная геометрия и компьютерная графика учебными плакатами с помощью прогрессивных технологий систе мы CAD. Работа выполнялась методами компьютерного 3D-моделирования, которые пока не нашли отражения в учебном процессе кафедры НГ и КГ. Речь идет не просто о компью терных технологиях в графике, а о новом подходе, который направлен на построение реа листичных 3D-моделей по действующим ГОСТ 2.052-2006 «Электронная модель изделия», регламентирующая подготовку технической документации на основе компьютерной 3D модели. Сущность трехмерной технологии состоит в том, что строится виртуальная мо дель детали, не прибегая к построению плоского чертежа. Модель можно разрезать, полу чить произвольное сечение, отредактировать, далее выполнить прочностной расчет.

К технической новизне относится введение новых методов не входящих в учебный процесс (применение прогрессивных технологий с опорой на имеющийся опыт, который можно использовать в обучении для получения более высоких уровней профес сиональной компетентности) для решения конкретных профессиональных задач. Значение для практики:

- разработаны и внедрены технологии, которые позволяют применять их как в про цессе обучения на старших курсах, при подготовке дипломного проекта, так и в будущей профессиональной деятельности, учитывая требования работодателей;

- определены перспективы практического использования 3D-технологий;

- разви вается способность принимать эффективные инженерные решения.

Внедрение и применение осуществлялось на кафедре НГ и КГ в качестве нагляд ных пособий при изучении дисциплины Инженерная графика по разделам «Разрезы» и «Рабочие чертежи». Личный вклад состоит в непосредственном участии во всех этапах процесса, разработке методов получения и создании трехмерных моделей, обработке и интерпретации необходимых настроек программы, в подготовке к выводу на печать полу ченных изображений.

Д. Н. Авдеюк (АУ-120) Научный руководитель М. Н. Дятлов ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫПУСКА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА БАЗЕ СИСТЕМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕГКОГО КЛАССА Третья премия На современном этапе проектирования 3D-моделирование является не только ос новным способом отображения объектов и деталей, но представляет возможность их ис следования в программе с помощью дополнительных приложений. К сожалению, в насто ящие время на машиностроительных производствах сложилась сложная финансовая си туация и далеко не каждое предприятие для моделирования и анализа систем может ку пить дорогостоящую программу, позволяющую выполнять 3D-моделирование. Поэтому в большинстве случаях, в том числе и на производствах Волгоградской области, основные чертежи выполняются в двухмерном моделировании. Для решения большинства задач, например при использовании сложных систем твердотельного моделирования, подой дет система легкого класса (легких САПР), которая является наиболее доступной по цене. На сегодняшний день существует множество разнообразных Российских и зару бежных разработок программ данного класса, порой примерно одинаковых по функцио нальным возможностям.

К системам легкого класса, например, можно отнести такие программные продук ты, как AutoCAD Mechanical (Autodesk), КОМПАС, T-Flex, которые и были взяты для ис следования.

Целью данной работы являлось выбрать программный продукт наиболее опти мального и легкого класса, который позволяет в краткие сроки выполнить чертеж, офор мить (нанести размеры, допуски, посадки) и выполнить сборочный чертеж. Критериями при оценки программных продуктов являлись удобный интерфейс, адаптация к ГОСТу, доступный набор команд, а также стоимость.

В результате проведенного исследования было выявлено, что программная си стема КОМПАС предоставляет более широкие возможности автоматизации проектных работ разного профиля;

эффективно решает задачи 2D-проектирования и выпуска доку ментации;

имеет простой способ создания пользовательских форм спецификаций;

имеет удобный встроенный инженерный текстовый редактор;

содержит средства импор та/экспорта графических документов, позволяющие организовать обмен данными со смежниками и заказчиками, использующими другие чертежно-графические системы;

снабжена богатой библиотекой готовых форматов чертежей и спецификаций;

имеет сравнительно невысокую стоимость и разработчиками предоставляется возможность приобретения отдельных модулей для 2D-моделирования и 3D-моделирования.

А. К. Иванюк (АУ-420) Научный руководитель В. Г. Барабанов МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАНОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ Третья премия В данной работе были поставлены следующие задачи:

- рассмотреть схемы контроля герметичности по манометрическому методу спосо бом сравнения и акустическому методу;

- провести моделирование манометрического метода по способу сравнения, полу чить переходный процесс, оценить его показатели и их зависимость от различных пара метров модели;

- сделать выводы и дать рекомендации по использованию данного способа кон троля герметичности.

В данной работе использовались методы и средства теории автоматического управления (ТАУ). В результате расчета была получена передаточная функция для схе мы контроля герметичности манометрическим методом по способу сравнения, состоящая из типовых звеньев ТАУ, построена переходная характеристика. По ней были определе ны тип переходного процесса и время регулирования. При изменении параметров прово димости дросселя получен ряд семейств графиков, по которым сделан вывод о зависи мости проводимости, испытательного давления и времени регулирования. При увеличении проводимости время регулирования уменьшается, и как следствие, оценка утечки может производиться быстрее. Данный процесс был смоделирован для ламинар ного режима потока.

Рассмотрен акустический метод контроля герметичности для сравнения по пара метрам быстродействия и чувствительности с манометрическим методом.

Новизной данной работы является применение при моделировании манометриче ского метода по способу сравнения методов ТАУ и использование результатов модели рования для дальнейшего анализа полученных результатов. Теоретическая значимость – наглядное представление переходного процесса, определение зависимостей между па раметрами исследуемого объекта и временем получения результатов, по которым можно судить о пригодности и возможности дальнейшего использования запорной арматуры.

Практической значимостью работы является полученные в ходе исследования рекомен дации использования методов контроля герметичности для определенного типа изделий.

Так при проверке на герметичность запорной арматуры важно правильно подобрать ме тод контроля, что позволит исключить большую погрешность результата и получить не обходимое время контроля.

В. Л. Маклецов (СИ-5) Научный руководитель Ю. И. Сидякин ОСОБЕННОСТИ УПРОЧНЯЮЩЕЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРУПНЫХ ТРАПЕЦЕИДАЛЬНЫХ РЕЗЬБ Поощрительная премия Современное машиностроение предъявляет повышенные требования к надежности и долговечности деталей, которые определяют работоспособность всей конструкции. Эти детали должны обладать комплексом служебных свойств, обеспечивающих требуемый уровень усталостной прочности и износостойкости. Последнее свойство особенно важно для тех конструкций, в которых точность воспроизведения законов перемещения отдель ных узлов зависит от качества сопряжения деталей, обеспечивающих эти перемещения.

К ним можно отнести ходовые винты металлорежущего оборудования, которые опреде ляют равномерность перемещения суппорта и, в конечном счете, подачу инструмента.

Исследованиями последних лет показано, что данный комплекс служебных свойств до вольно успешно может быть обеспечен механическими способами с применением упроч няющих технологий, основанных на поверхностном пластическом деформировании путем обкатки деталей роликами или шариками.

Один из этапов настоящей работы заключается в возможности применения этих методов для повышения износостойкости ходового винта токарно-винторезного станка 16К20. Целью работы является разработка принципиальной схемы обкатки витков трапе цеидальной резьбы Тr 44x12 и определение технологических режимов этой операции. В качестве базового был выбран метод «огибания», разработанный и успешно применяе мый на заводе «УралМАШ» для упрочнения крупных резьб. Данный способ отличается простотой и определенной универсальностью, т.к. может сочетать традиционное упроч нение с возможностью ударного приложения нагрузки и введения ультразвуковых коле баний в зону обработки.

Основываясь на известных положениях теории упругопластических контактных де формаций, технологическое обеспечение обработки ходового винта из стали 45 среднего уровня твердости предусматривает получение глубины наклёпанного слоя = 0,4...0, мм рабочей нагрузкой = 230…280 Н при размерах бочкообразного ролика в плоскости обкатки = 4 мм с профильным радиусом r = 20 мм. Данный ролик без заклинивания во впадине резьбы может поворачиваться суммарно на угол 40…45, при этом процесс об катки предусматривает выполнение 3…4-х проходов инструмента по каждой стороне вит ка.

В результате данной операции твердость поверхностного слоя должна возрасти на (25…30)%, что положительно скажется на износостойкости детали.

А. Р. Авдеев, А. А. Швец (АУ-421) Научный руководитель А. В. Дроботов ОБЗОР ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБЪЕМНОЙ ПЕЧАТИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК ИЗ ЛЕГКОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ Поощрительная премия На сегодняшний день в промышленности начинают применять технологии объём ной печати и устройства на их основе – 3D принтеры – для изготовления прототипов из специальных пластмасс. Они позволяют создавать геометрически сложные объекты в ко роткие сроки. Для любого производства важной частью подготовки является технологиче ское проектирование, занимающее до 60% от общей трудоемкости изготовления детали.

Сократить трудовые и временные затраты в 2-4 раза позволяют аддитивные технологии.

Однако недостатками таких технологий является неконструкционность используе мых материалов и их высокая стоимость: свыше 9000 руб./кг. А при использовании кон струкционных материалов возможно применение объемной печати не только для прото типирования, но и для производства деталей.


Для расширения области применения технологии объёмной печати, нами предло жена печатающая головка, способная дискретно подавать легкоплавкий металл (с темпе ратурой плавления до 700°С). Это позволит производить детали различной формы и назначения из конструкционных материалов.

Такая печатающая головка состоит из системы подачи металла в малогабаритную электрическую печь сопротивления, камеры переменного объёма, сопел, корпуса и устройства крепления. Производительность станка предлагается увеличить путём уста новки нескольких сопел подачи материала, работающих параллельно. Такая печатающая головка может быть установлена на стандартные станки для объёмной печати, но для производства заготовок сложной формы рационально оснастить её возможностью пово рота по двум осям.

Для управления таким оборудованием необходима разработка специальной систе мы автоматического управления, поддерживающей дополнительную степень свободы, синхронизацию работы нескольких сопел, подачи материала и позиционирования. В свя зи с необходимостью поддержания требуемой текучести материала нужно стабилизиро вать температуру в электрической печи на заданном уровне. Это возможно реализовать с помощью датчика температуры и системы её автоматического регулирования.

3D-печать легкоплавкими металлами позволит производить заготовки в мелкосе рийном производстве в сжатые сроки и при низкой себестоимости.

М. Ю. Федотов (ЛПл-5Н) Научные руководители А. Н. Тодорев, М. Н. Дятлов АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНЫХ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА НАЧАЛЬНОМ ЭТАПЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Поощрительная премия В настоящее время на российских промышленных предприятиях необходимо внедрение систем автоматизированного проектирования конструкций и технологий. Ведь, использование систем САПР сокращает сроки изготовления новых изделий и повышает их качество.

На начальном этапе, называющимся поисковым, проектирования нестандартных, не имеющих аналогов, допускающих большую вариацию параметров конструкций, кон структор вынужден рассматривать большое число вариантов. Их количество может быть сокращено при наличии опыта проектирования таких же изделий.

Для улучшения анализа и подготовки конструкций рационально использовать ин тегрированные системы CAD/CAE, дополненные специализированными программами, макросами, библиотеками, алгоритмами, руководящими материалами, типовыми плана ми и правилами.

Задача автоматизации проектирования уникальных и нестандартных изделий усложняется значительным количеством элементов. Поэтому рациональнее было бы разбить их на группы, отличающие по степени возможной автоматизации.

Возможные группы:

1. Стандартные и типовые изделия, отличающиеся только размерами;

2. Частично стандартные изделия, дорабатываемые вручную;

3. Уникальные изделия, полностью создаваемые вручную;

Таким образом, с помощью современных систем САПР есть возможность созда вать многовариантные параметрические и динамические модели, просчитывать необхо димые свойства до запуска на производстве, что существенно сокращает количество бракованных изделий и ускоряет реализацию проекта.

А. А. Жданов (ТМС-6.2) Научный руководитель А. Л. Плотников, Ю. Л. Чигиринский ПОДСИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ НЕЖЕСТКИХ ВАЛОВ НА СТАНКАХ С ЧПУ Цель работы: проанализировать существующие способы обеспечения точности токарной обработки и разработать альтернативный подход к управлению точностью об работки нежестких валов на станках с ЧПУ.

Задачи исследования: анализ существующих справочных данных;

анализ альтер нативного термоэлектрического способа определения величины Py;

разработка алгорит ма обеспечения точности обработки с использованием термоэлектрического метода определения Py и программы для ЭВМ;

экспериментальная проверка возникших вопро сов.

Методы и средства исследования: основные положения технологии машинострое ния, теории резания и физики, методы статистического анализа.

В результате анализа литературы было установлено, что традиционные методики определения составляющей силы резания Py не дают надежных и достоверных резуль татов (погрешность достигает 200% и более). Термоэлектрический метод расчета силы резания, разработанный А. Л. Плотниковым, позволяет снизить эти расхождения до 15 20%.

В рамках исследования был разработан и заявлен на государственную регистра цию программный продукт под названием «Расчет подачи резца при продольном точении нежестких валов». Заданная точность выдерживается за счет изменения подачи резца в процессе обработки. Экспериментальная проверка разработанной методики проводилась с целью выявления предполагаемых недостатков. В результате было установлено, что при переключении подачи между кадрами управляющей программы возникает канавка на поверхности вала, что является существенным недостатком, который можно исправить за счет разработки и применения специального микропроцессорного устройства, принципи альная схема которого также разработана в рамках данного исследования. Шерохова тость поверхности изменяется не пропорционально подаче, а в зависимости от других влияющих факторов (вибрации, биения и др.).

Полученные результаты говорят о необходимости дальнейшего исследования во проса, поскольку такая подсистема может широко применяться в практике токарной обра ботки нежестких валов на станках с ЧПУ.

Материалы исследования доложены на VIII Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в обучении и производстве» (г. Камышин, 2011 г.) и I Международной конференции «Технические науки: современные проблемы и перспективы развития» (г. Йошкар-Ола, 2012 г.);

опубликованы в статьях в междуна родном сборнике «Scientific enquiry in the contemporary world: theoretical basic and innova tive approach» (USA, 2012 г.) и межвузовском сборнике «Известия ВолгГТУ» в 2011– 2012 г.г.

А. В. Рыгин (МСС-426) Научный руководитель С. Н. Паршев КОМБИНИРОВАННОЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ Перспективным направлением в решении задачи увеличения износостойкости уз лов трения является поверхностное упрочнение с использованием концентрированных потоков энергии (лазерная, плазменная, электромеханическая и др. обработки). Основан ные на комплексном высокоскоростном температурно-силовом воздействии на обраба тываемую поверхность, они обеспечивают формирование высокопрочных, износоустой чивых наноразмерных структур поверхностного слоя стальных изделий, так называемого, белого слоя. Однако, из-за высокой прочности и малой пластичности упрочненного по верхностного слоя затрудняется процесс приработки поверхностей трения Целью настоящей работы является разработка метода комбинированного элек тромеханического упрочнения (КЭМУ) поверхностей стальных деталей, работающих в условиях трения и изнашивания, обеспечивающего формирование сложной градиентной структуры поверхностного слоя.

На основании проведенных экспериментов установлена эмпирическая зависи мость плотности тока i1 на первом этапе КЭМУ от толщины формирования белого слоя «» и скорости обработки «V» для сталей с различным содержанием углерода:

O, V 0,65, i1 17, C где – V – скорость обработки (м/с);

С – содержание углерода в сплаве (%).

На втором этапе осуществляют КЭМУ с плотностью электрического тока, опре деляемой из условия: i2= (0,8-0,9)imin, где – imin – минимальная плотность тока, при которой происходит в данном материале формирование белого слоя. При этом происходит ча стичный отпуск и уменьшается микротвердость белого слоя на толщину приработки по верхностей трения, составляющую (0,1-0,2).

Микротвердость по толщине поверхностного слоя измерялась на приборе ПМТ 3М при нагрузке на индентор 0,98Н на косых металлографических шлифах из стали 45.

Показано, что на первом этапе КЭМУ на поверхности формируется белый слой толщиной 250 мкм с микротвердостью 8000МПа. На втором этапе КЭМУ в результате частичного разупрочнения микротвердость на поверхности уменьшается до 3500МПА. Толщина ча стично разупрочненного слоя составляет 50 мкм.

Таким образом, в результате КЭМУ на поверхности стали 45 формируется сложная градиентная структура, состоящая из частично разупрочненного поверхностного слоя, улучшающего процесс приработки поверхностей трения подвижных сопряжений и высо копрочного приповерхностного белого слоя, обеспечивающего их высокую износостой кость.

П. В. Федченков, Ю. С. Фомин (АУ-421) Научный руководитель В. С. Поляков ФОРМАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНО ПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ, КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ Большинство анализируемых сложных систем обладает разветвленной и многоуров невой структурой. Большинство современных системы управления и диагностики, может быть представлено конечными автоматами, сетями Петри, нейронными сетями и т. п.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки, однако находит свою нишу применения. Для описания подобных систем можно использовать аппарат пред ставления графов в виде матриц инцидентора, осуществляющих взаимодействие через матрицы совместимости.

Любой сложный объект, осуществляющий технологический процесс, либо систему управления, может быть представлен множеством компонентов K k, описывае мых графами G. Любое состояние объекта можно представить в виде r-строки состоя ний компонентов.

Поставлена задача формального описания абстрактных вычислительных машин на базе представленной теории. Реализация позволяет в дальнейшем использовать их композиции, в том числе и работающие параллельно, а также придает теории универ сальность.


При представлении сложных процессов моделируемых систем в виде композиции графов часто возникает проблема конкуренции переключений отдельных графов. Пред ложено введение графа очередности включений, который полностью описывается мат рицей инцидентора и включается в таблицы совместимости модели наравне с другими компонентами. Использование данного графа позволяет регулировать порядок включе ний графов, что важно, к примеру, при реализации динамического подключения компо нент к системе, а также для облегчения процессов взаимодействия между имеющимися компонентами. Также в работе рассматривается уже оговоренное динамическое добав ление компонент в систему и реализация внешних зависимостей, позволяющих связы вать отдельные модели.

Благодаря введению графа очередности включений становится возможным опи сание элементарных логических операций, математические формализации, моделирую щие компьютер, который имеет потенциальную возможность реализации произвольной последовательности элементарных операций, или алгоритм, что приводится в работе, а также реализовать, в качестве примера, конечные автоматы Мили и Мура, а также маши ну Тьюринга. Такое дополнение в виде графов очередности позволит адекватно модели ровать различные подходы и стратегии вычислений.

А. С. Антонов (ТМС-6.1) Научный руководитель А. И. Банников ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ LS-DYNA В настоящее время натурные эксперименты процессов резания в промышленных условиях сводятся к большим финансовым затратам и организационным трудностям, по этому математическое моделирование находит все большее применение в научных ис следованиях.

В современных условиях, использование дисковых пил, встраиваемых в производ ственную линию, является наиболее производительным методом разделения на части горячекатаных заготовок. Вследствие этого расширения представления о протекании процесса резания является важной научно-практической задачей, для решения которой целесообразно использовать математическое моделирование, что позволит уменьшить или избежать затраты на натурные эксперименты.

На базе программного комплекса LS-DYNA с применением конечно-элементного анализа ведется работа над моделированием технологического процесса разрезания го рячего проката дисковой пилой. Данное моделирование проводится на основе ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian) подхода, при котором отделение стружки должно проис ходить за счет пластических деформаций.

Целью исследование служит определение степени влияния геометрических пара метров зубьев пилы, а также режимов резания на процесс разрезания горячего проката.

Для анализа применялось несколько конечно-элементных моделей с различными гео метрическими параметрами зубьев. В результате исследования получены следующие внутренние параметры процесса резания:

Распределения напряжений в режущем клине;

силы резания;

распределение пластических деформаций в заготовке и стружке.

Использование математического моделирования позволит избежать больших за трат на натурные эксперименты, а также с большой вероятностью определить наилучшие геометрические параметры зубьев и оптимальные режимы при разрезании горячего про ката любого профиля.

Апробация работы: материалы исследования вошли в статью «Математическое модели рование процесса резания горячего проката дисковой пилой на базе программного ком плекса LS-DYNA» опубликованную в сборнике научных трудов по материалам 51-ой меж дународной научно студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс», проходившей в Новосибирском государственном университете.

Д. С. Клюйков (ТМС-6.2) Научный руководитель Е. М. Фролов АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ С ПОСТРОЕНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ Цель работы: создание программного модуля автоматизированного анализа экспе риментальных данных.

Задачи исследования: разработка алгоритма первичной обработки эксперимен тальных данных, для отсеивания не удовлетворяющих входных значений;

построение программного модуля для автоматизированного расчета параметров регрессионных мо делей, разработка алгоритма и программного модуля для определения наиболее точной регрессионной модели исследуемого процесса;

апробация работы программного модуля в ходе исследований, проводимых на кафедре технологии машиностроения.

Укрупненно алгоритм работы модуля представлен следующей последовательно стью операций:

- обработка полученных данных - регрессионный анализ - вывод возможных регрессионных моделей, и рекомендации по наилучшему выбо ру модели - проверка на промахи и грубые ошибки с дальнейшим их отсевом Данный модуль базируется на принципах и формулах математической статистики, заложенная достоверность соответствует общепринятым нормам равным 95%, за счет диалогового построения работы модуля с пользователем выделяются конкретные мето дики обработки входных параметров, обусловленные возможностями пользователя, мо дуль имеет простой и информативный интерфейс, а так же является универсальным про граммным модулем для автоматизированного анализа экспериментальных данных.

Описываемый программный модуль обладает возможностью «самообучении» систе мы, за счет постоянного накопления информации, а так же может быть использован в каче стве средства экспертной оценки правильности выбора технологических параметров про цесса резания.

Практическая ценность: предлагаемый программный модуль позволит существенно сократить время, затрачиваемое на расчеты и составление регрессионный моделей, а так же позволит уменьшить количество экспериментов за счет использования накоплен ных данных.

Апробация работы: материалы исследования доложены на VIII Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в обучении и производ стве», ВолгГТУ, КТИ, г. Камышин, 24-25 ноября 2011 г.;

представлены к опубликованию в сборнике «Известия ВолгГТУ» в 2012 г, в сборнике журнала «СТИН» в 2013г., в сборнике «МАТИ» в 2012г.;

данный модуль отправлен на государственную экспертизу.

А. М. Бородкина (ТМС 5.1) Научный руководитель А. И. Банников АНАЛИЗ РАБОТЫ ЭКСПАНДЕРА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА ПОВЕРХНОСТЕЙ ПЛАСТИН ГОЛОВКИ Для устранения погрешностей формы трубы в поперечном сечении при производ стве сварных труб большого диаметра применяют операцию экспандирования. Переме щение пластин по контуру при экспандировании сопровождается большими нагрузками и большим износом деталей.

Целью данного исследования был подбор смазочного материала, а так же опреде ление вариантов замены оригинального импортного материала детали в паре трения ко нус – пластина экспандера.

Задачи исследования: выявление аналогов используемого оригинального импорт ного материала под сегменты головки экспандера на отечественный, который обеспечит надежную работу механизма. Критерием качества смазки служит износостойкость мате риала пластин.

Методы и средства исследования: теоретические исследования базируются на теории пластичности и разрушения, физики твердого тела, системе конечно-элементного анализа и методов математической статистики.

Микроскопическое исследование проводилось на отражающем оптическом микро скопе OLYMPUS BX61. Для моделирования условий трения использовалась установка ШЛИФ. Использовался растровый микроанализатор Philips. Измерение и контроль темпе ратуры масла производили лазерным пирометром ПИТОН-101. Образцы измерялись от носительным методом с помощью микаторной головки 1–ИПМ ГОСТ 14712–69. В резуль тате проведенного микроанализа пластин различных материалов был выявлен аналог оригинального материала - бронза БрАЖ 9-4. Наибольшую износостойкость показала бронза БрБ 2.

Проведенный микроанализ оригинальной стали показал, что отечественным анало гом, являются стали 34Н1М или 30ХН.

Проведенные исследования по износостойкости в паре трения конус–пластина экс пандера позволили рекомендовать масло ТНК ЭКСПАНДЕР ОЙЛ в качестве замены им портных аналогов.

Практическая ценность: проведенные исследования по износостойкости образцов позволили обосновать замену импортного материала на бронзу БрАЖ 9-4. Выбранный материал обеспечивает высокие антифрикционные свойства, а также высокую износо стойкость и контактную прочность, а так же произвести замену масла на ТНК ЭКСПАНДЕР ОЙЛ.

Апробация работы: головка экспандера с пластинами из материала БрАЖ 9-4 с ис пользованием масла ТНК ЭКСПАНДЕР ОЙЛ в настоящее время используется в условиях ТЭСЦ ОАО «ВТЗ» обеспечивает работу линии по производству сварных труб.

С. Н. Омельяненко (ТМС-6.1) Научный руководитель В. Г. Карабань НАЗНАЧЕНИЕ ДОПУСКОВ СОПРЯГАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КЛИНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ СВОБОДНОГО ХОДА С УЧЕТОМ ТЕПЛОВЫХ ФАКТОРОВ Цель работы: определение влияния тепловых потерь, возникающих в процессе ра боты клинового механизма свободного хода (МСХ) импульсного вариатора, на назначе ние оптимальных допусков сопрягаемых поверхностей, учитывающих тепловой режим работы передачи.

Задачи исследования: создание твердотельной модели клинового механизма сво бодного хода импульсного вариатора конструкции ВолгГТУ;

проведение теплового расче та МСХ для выявления наиболее термонагруженных элементов механизма;

учет влияния тепловых потерь, возникающих в процессе работы передачи, на назначение показателей точности (допусков) деталей МСХ.

Методы и средства исследования: для построения твердотельной геометрической модели МСХ был использован пакет Solidworks. Тепловой расчет проводился с использо ванием модуля Solidworks Simulation.

В результате теплового расчета механизма свободного хода импульсного вариато ра конструкции ВолгГТУ нами было установлено, что наибольший нагрев, а, следова тельно, температура наблюдаются на клине, внешней обойме и кольце. Была проведена серия расчетов для различных сочетаний материалов фрикционных пар «клин-внешняя обойма» и «клин-кольцо». Исследования показали, что при одинаковых условиях работы для рассмотренных материалов закономерности и тепловые режимы не имеют значи тельных существенных отличий.

Для сохранения параметров точности в заданных пределах и их соотношения меж ду собой, необходимо определить температурные поправки в допуски размеров наружной и внутренней поверхностей клина и допуск наружного размера внутренней обоймы МСХ.

С применением регрессионного анализа нами была получена математическая зави симость, позволяющая учитывать тепловой режим работы МСХ при коррекции допусков клина, внешней обоймы и кольца.

Практическая ценность: предложенная математическая зависимость позволяет для широкого класса клиновых МСХ скорректировать допуски на наиболее ответственные де тали с учетом теплового режима их работы.

Апробация работы: материалы исследования докладывались на вузовских конфе ренциях, а также вошли в сборники статей по результатам международных научно практических конференций «Современные направления теоретических и прикладных ис следований 2012» и «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2012», проходивших в городе Одесса (Украина).

В. В. Елхов (ТМС-5.2) Научный руководитель В. К. Голованов ТЕХНОЛОГИЯ НАМОТКИ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНОЙ ПРОВОЛОКИ НА УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ Процессы современного производства имеют повышенный спрос на весовое обо рудование. Широкое применение получили ТВС (тензорезисторные винтовые силоизме рители), которые широко используются для точного измерения динамических нагрузок с высокой долговечностью.

Постановка задачи: Устройство для намотки с предварительным натягом тензоре зисторной проволоки должно обеспечивать ее расположение по винтовой линии с малым шагом (0,02, …, 0,07мм). В известных конструкциях подобных устройств часто применя ется зубчатый редуктор для обеспечения требуемого шага намотки. Недостатком являет ся неравномерность крутящего момента, приводящая к изменению шага при намотке и необходимости постоянного контроля процесса навивки.

Методы и средства решения: построение твердотельной модели с использовани ем пакета SolidWorks, позволяющего моделировать процесс намотки тензорезистора.

Результаты, полученные автором: представлено устройство для намотки с натя гом тензорезисторной проволоки состоящее из подставки, снабженной цанговым захва том, гайки специальной с внутренней метрической резьбой с шагом 2,5мм и внешней круглой резьбой с шагом 2,56мм, болта, гайки наружной с внутренней круглой резьбой, направляющих штифтов, и поводка.

Упругий элемент устанавливается на подставку, создающую неподвижное соеди нение с ним. Тензорезисторная проволока подводится через отверстия в поводке. Закру чивание гайки специальной по внутренней метрической резьбе вызывает её перемеще ние вниз. В свою очередь это вызывает закручивание гайки наружной по круглой резьбе и перемещение её вверх. В результате сложения двух перемещений поводок перемешает ся относительно упругого элемента на величину разности шагов рузьб, равную 0,03мм.

Гайка наружная скреплена с болтом штифтами, которые предотвращают их взаимный проворот.

Новизна: предоставленное устройство имеет вертикальную ось вращения и поз воляет устанавливать упругие элементы, рассчитанные на большое номинальное усилие.

Значимость предоставленной конструкции состоит в том, что устройство позволя ет вести точную намотку тензорезисторной проволоки с малым шагом на упругие элемен ты сложной формы в труднодоступных участках.

В. С. Сорокин (АУ-5) Научный руководитель А. А. Яковлев УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЗОНЫ РЕЗАНИЯ ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА Одним из самых эффективных смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) является ионизированный воздух. В результате его применения улучшается ка чество обрабатываемых поверхностей и увеличивается износостойкость инструмента, что особенно важно в современном автоматизированном производстве. При металлооб работке обычно используют свободную подачу СОТС из внешнего сопла. Однако при фрезеровании обработка ведется многолезвийным инструментом, что обусловливает од новременное наличие нескольких зон резания. В контакте с обрабатываемой поверхно стью детали находятся одновременно несколько зубьев фрезы, которые закрывают друг друга, что препятствует свободному доступу ионизированных частиц СОТС к зонам реза ния. Задачей работы является разработка устройства, обеспечивающего подачу ионизи рованного воздуха к зонам резания фрезерного станка.

На рисунке показано новое устройство, содержащее стержень 1, помещенный во внутренней полости фрезы 3. В стержне 1 выполнено центральное отверстие 4, в кото ром установлен металлический штифт 5. Плоские поверхности 6 и 7 стержня 1 образуют с внутренней поверхностью фрезы 3 камеру для подачи воздуха 12 и камеру для подачи ионизированного воздуха 13. Ионизированный воздух через радиальные каналы 17 пода ется на обрабатываемую поверхность детали. Функцию ионизатора выполняют игольча тые электроды 16 и металлическая пластина 8, подключенные к отрицательному и поло жительному электродам источника питания 11. Охлаждение осуществляется распыленной жидкостью, которая подается через сопло 18 на поверхность заготовки и инструмента.

Такое конструктивное решение позволяет вести подачу СОТС непосредственно на рабочие поверхности режущих зубьев и только на те, которые в данный момент времени находятся в зоне резания. Ионизация воздуха происходит в непосредственной близости от зоны резания, поэтому концентрация ионов в СОТС при его контакте с ювенильными поверхностями детали существенно не успевает снизиться, что повышает эффективность резания. Подача СОТС осуществляется через корпус инструмента, что позволяет обес печить его свободную подачу в зону резания, вследствие чего повышается стойкость ин струмента за счет лучшей смазки в зоне контакта режущего инструмента и поверхности детали.

В. И. Саранча (АУ-6) Научный руководитель Г. П. Барабанов РАЗРАБОТКА ЭЛАСТИЧНЫХ ПНЕВМОКАМЕР ДЛЯ ЗУ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ При автоматизации различных технологических и вспомогательных операций с хрупкими изделиями или изделиями, имеющими поверхности с высокой чистотой обра ботки, существует проблема их надежного зажима. Данную проблему можно решить пу тем применения захватных и фиксирующих устройств с эластичными пневмокамерами (ЭПК). Под ЭПК понимается одна или несколько оболочек из эластичного материала (различные сорта резин, каучуков), закрепленных на корпусе захватного устройства и способных расширяться под действием давления газообразной среды, осуществляя при этом зажимное действие за счет взаимодействия поверхности оболочки со стенками из делия. Применение захватных устройств, оснащенных управляемыми эластичными пневмокамерами, обеспечивает более плавное регулирование усилия зажима в широком диапазоне. Кроме того, данные захватные устройства отличаются простотой конструкции и высокой надежностью.

Для исследования процесса расширения ЭПК необходимо разработать и изучить математическую модель пневмокамеры. Это облегчит проектирование захватных устройств на основе ЭПК.

В данной работе рассмотрена математическая модель ЭПК, разработанная на ос нове теории оболочек. Выведена функция прогиба для длинной тонкостенной оболочки из мягкой резины:

pD 2 x ( L x ) x 2e cos ( L x), wx 1 2e cos 4 Eh 4 12(1 2 ) где – коэффициент в корнях характеристического уравнения, E – мо D 2h дуль упругости, – коэффициент Пуассона материала оболочки, p – рабочее давление, L – длина ЭПК, h – толщина оболочки, D – средний диаметр оболочки.

На ее основе была разработана методика расчета параметров пневмокамеры.

Приведен алгоритм расчета рабочих и геометрических параметров ЭПК.

М. Д. Хорошевский (АУ-421), Е. С. Чеснокова (АПП-221) Научный руководитель В. С. Поляков ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМОВ С ВРЕМЕННОЙ ОСЬЮ Вместе с развитием микроконтроллеров быстрыми темпами развиваются и нейрон ные сети, непосредственно собранные из этих контроллеров. Я решаю эту проблему вве дением временной оси. Временная ось (или шкала) – направленный отрезок, на котором отмечаются события или моменты времени, важные в данной ситуации. По отношению к рассматриваемым нейронным сетям временная ось может быть нескольких видов: ре альной, абстрактной или комбинированной.

Для оценки эффективности, да и вообще оценки, алгоритма с временной шкалой я ввел несколько коэффициентов. В работе я хочу рассмотреть некоторые из них.

Для начала рассмотрим коэффициент параллельности нейронной сети, определяю щийся следующим соотношением:

На практике мы можем получить три различных значения коэффициента. При ( ) система называется параллельной. При ( ) система является избы точной и соответственно носит название параллельной. При ( ) имеется очередь среди операций и поэтому такая система носит название последовательно параллельной.

В большинстве случаев необходима синхронная работа системы, т.е. сначала рабо тает первая группа алгоритмов, затем в один момент времени вторая и т.д. Т.о. суще ствует минимальное и максимальное время задержки между концом работы n-ой группы и запуском (n+1)-ой группы. В этом случае для оценки введен коэффициент рассинхрони зации, который равен:

По величине коэффициента мы можем качественно определить скорость работы си стемы. Т.о. если, то система является медленной, с сопоставлением к ней низких требований. Если, то система является быстрой и к ней можно предъявлять невысокие требования. В случае же, если, то система является сверхбыстрой и к ней можно сопоставлять высокие требования по производи тельности.

Данная методика оценки эффективности наиболее подходит к многоконтроллерным, нейроподобным и нейронным системам (сетям), в связи с тем, что в их алгоритмах при сутствует достаточно большое количество элементов и работа этих алгоритмов ведется преимущественно параллельно.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |
 





 
© 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.