Содержание № 3(39) 2013 г.
МАШИНОСТРОЕНИЕ И ТРАНСПОРТ
УДК 621.891; 621.923
С.Г. Бишутин, А.С. Пиляев
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
ПРОТЯЖЕННЫХ НАПРАВЛЯЮЩИХ ПРИ ФИНИШНОЙ
КОМБИНИРОВАННОЙ АНТИФРИКЦИОННОЙ ОБРАБОТКЕ
Приведены результаты исследований процесса формирования износостойких
поверхностей направляющих при комбинированной антифрикционной
обработке, включающей три стадии: предварительная абразивная обработка
для подготовки поверхности к нанесению антифрикционного материала;
натирание поверхности антифрикционным материалом; структурирование и
упрочнение поверхностного слоя путем пластической деформации
обработанного участка поверхности
Ключевые слова: износостойкость поверхности, формирование износостойких
покрытий, финишная антифрикционная абразивная обработка.
УДК 629.4
А.М. Высоцкий, В.В. Кобищанов, Д.Я. Антипин
ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУХСЛОЙНОЙ
ОБШИВКИ БОКОВЫХ СТЕН КУЗОВОВ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ ПРИ
АНАЛИЗЕ ИХ НАГРУЖЕННОСТИ
Обоснована методика оценки напряженно-деформированного состояния и
усталостной долговечности сварных несущих конструкций кузовов
пассажирских вагонов на основе упрощенных пластинчато-стержневых
конечноэлементных моделей.
Ключевые слова: пассажирский вагон, кузов, двухслойная обшивка,
конечноэлементная модель, напряженно-деформированное состояние,
усталостная долговечность.
УДК 620.178.16: 620.178.3: 620.191.33: 621.822: 621.891
М.В.Зернин, А.В.Мишин, Н.Н.Рыбкин
МЕТОДИКА РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ ПРЕДЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ
ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ПО КРИТЕРИЮ
ВЛИЯНИЯ ИХ НА ПАРАМЕТРЫ ГИДРОДИНАМИКИ
Для обоснования предельных размеров эксплуатационных дефектов
поверхностей построены методики их моделирования в задаче течения
смазывающей жидкости. Выделены типы дефектов, которые могут повли-ять
на параметры гидродинамики. Описаны методики построения измельченных
сеток конечных элементов и задания глубин отклонения поверхностей от
номинальной. Приведены примеры расчетов гидродинамики подшипника с
дефектами различных типов.
Ключевые слова: подшипник скольжения, дефекты поверхности, критерии
отказа, параметры гидродинамики, метод конечных элементов, моделирование
дефектов
Стр.1
УДК 621.86
А.В. Лагерев, А.А. Мильто, И.А. Лагерев
УНИВЕРСАЛЬНАЯ МЕТОДИКА ДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
ГИДРАВЛИЧЕСКИХ КРАНОВ-МАНИПУЛЯТОРОВ
Представлены алгоритмы решения прямой, обратной и гибридной задач
динамики гидравлических кранов-манипуляторов. Представлены методики
учета типовых силовых факторов. Выполнен динамический анализ кранаманипулятора
машины для сварки трубопроводов АСТ-4-А.
Ключевые слова: кран-манипулятор, динамический анализ, машина АСТ-4-А,
прямая задача динамики, обратная задача динамики, гибридная задача
динамики
УДК 621.43
А.А. Обозов, В.И. Таричко
ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОЧЕГО
ПРОЦЕССА ДВС С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ
ИНФОРМАЦИИ
Представлены результаты разработки и создания экспериментального стенда в
лаборатории ДВС Брянского государственного технического университета для
отработки принципиально новой системы технического диагностирования,
основанной на прикладных аспектах теории распознавания образов. С
применением современных электронных измерительных средств и
автоматизированной системы сбора и обработки данных проведено
индицирование двигателя на различных режимах работы с использованием
методики имитации неисправности. Получен статистический объем
диагностической информации для классов исправного, граничного,
неисправного технических состояний камеры сгорания ДВС
Ключевые слова: бензиновый двигатель внутреннего сгорания, классы
технического состояния, имитация неисправности ДВС, тестовый метод
диагностики, рабочий процесс ДВС.
УДК 621.873
А.А. Реутов
РАСЧЕТ УСИЛИЙ МЕХАНИЗМА ВЫДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОЙ
СТРЕЛЫ
Получены зависимости для расчета усилий гидроцилиндра и канатов
выдвижения и втягивания секций теле-скопической стрелы грузоподъемного
крана. Показано, что максимальные усилия гидроцилиндра и каната
выдвижения секций необходимо рассчитывать из условия удержания секций
стрелы с максимально разре-шенным грузом; предварительное натяжение
каната втягивания секций должно обеспечивать его растяже-ние при
максимальном угле наклона стрелы
Ключевые слова: телескопическая стрела, гидроцилиндр, механизм
выдвижения, принцип возможных перемещений, расчет усилий.
УДК 621.891:621.3.066
В.П. Тихомиров, А.Л. Сафонов, О.А. Горленко
Стр.2
ДРАСЧЕТ ИЗНОСА КОНТАКТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ
Проанализирована природа трения и износа. Представлены необходимые для
практического использования расчетные зависимости по определению
удельных давлений в контактной паре и величины износа, связывающие
воедино внешние характеристики процессов и свойства контактирующих
поверхностей. Даны рекомендации по расчету контактных пар электрических
соединителей на износ.
Ключевые слова: контактная пара, электрический соединитель, трение,
изнашивание, расчет линейного износа
УДК 621.9
О.Н. Федонин, Д.И. Петрешин, А.В. Хандожко, А.В. Агеенко
УЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ В БАЛАНСЕ
ТОЧНОСТИ ТОКАРНОГО СТАНКА С ЧПУ
Предложена зависимость контурной погрешности траектории перемещения
исполнительных органов токар-ного станка с ЧПУ от геометрической
неточности токарного станка с ЧПУ и от параметров его системы управления
Ключевые слова: токарный станок с ЧПУ, контурная погрешность траектории,
погрешности системы управления, баланс точности станка
УДК 621.9
О.Н.Федонин, А.В.Хандожко, Н.Ю. Лакалина
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ МЕТЧИКАМИ ТОЧНЫХ
РЕЗЬБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА
Проанализированы существующие методы обработки точных резьб большого
диаметра, выявлены недо-статки этих методов. Обоснована потребность в
новом прогрессивном инструменте для обработки внутрен-ней резьбы. Описан
ряд исследований, результатом которых явилась разработка, изготовление и
внедрение специальных одинарных метчиков с винтовой стружечной канавкой
для нарезания точных резьб в глубоких отверстиях Ключевые слова: режущий
инструмент, обработка отверстий, метчик, нарезание резьбы, точность,
шероховатость, повышение эффективности обработки.
УДК 621.9.02-229
О.Н.Федонин, А.В. Хандожко, Н.Е. Аверкина
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ АЛМАЗНОЙ РЕЗКИ ЗАГОТОВОК ИЗ
ЛЕЙКОСАПФИРА
Рассмотрены вопросы механической обработки заготовок из лейкосапфира, а
также правки алмазных дисковых кругов на металлической связке.
Представлена разработанная технология обработки лейкосапфира.
Проанализированы проблемы, возникающие при обработке, и предложены
пути их решения
Ключевые слова: лейкосапфир, алмазно-абразивная обработка, алмазный
дисковый круг, электроэрозионная правка.
УДК 531/534
Е.С. Цуканова, Б.Г. Кеглин
Стр.3
ДИНАМИЧЕСКИЙ КОНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
Предложен конечный элемент для решения динамических задач, в котором
используются базисные функ-ции, представляющие собой точные
колебательные формы элементов конструкции. В частности, для сво-бодных
колебаний стержневых конструкций проведено сопоставление решений при
использовании динами-ческого и классического конечных элементов.
Ключевые слова: метод конечных элементов, динамический конечный элемент,
матрица жесткости, матрица инерции, стержень, растяжение, изгиб
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ
УДК 658.512.22
В.И.Аверченков, В.А.Беспалов, В.В. Кобищанов, Б.Г. Кеглин, А.П. Болдырев
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОМ
ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА
Рассмотрены вопросы параметрического проектирования технических
элементов гидропривода транспорт-ных машин. Описаны разработанные
программные модули для автоматизации процедур параметрического
проектирования гидроцилиндров
Ключевые слова: математическое моделирование, параметрическое
проектирование, гидропривод транспортных машин, гидроцилиндр, САПР
УДК 519.71
А.В. Аверченков, Л.Я. Козак, В.В. Кобищанов
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ БОЛЬШОЙ РАЗМЕРНОСТИ
ФАКТОРНОГО ПРОСТРАНСТВА В УСЛОВИЯХ ПАССИВНОГО
ЭКСПЕРИМЕНТА
Описана последовательность приведения исходных показателей
технологического процесса к виду, при-годному для построения
математической модели с целью прогнозирования и внедрения новых видов
про-дукции и создания основы для разработки системы автоматизированного
управления качеством
Ключевые слова: пассивный эксперимент, двухмерное распределение,
математическая модель, факторное пространство, моделирование
технологического процесса
УДК 519.8:004.056
В.И.Аверченков, М.Ю.Рытов, О.М.Голембиовская, В.В.Кобищанов,
Б.Г.Кеглин, А.П. Болдырев
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫБОРА СРЕДСТВ
ЗАЩИТЫ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ
Рассмотрена проблема определения степени защищенности персональных
данных, а также выбора средств защиты информационных систем
персональных данных, на основе модели угроз и выявленного уровня защищенности
персональных данных, обрабатываемых в информационной
Стр.4
системе
Ключевые слова: персональные данные, автоматизированная система, модель
угроз, теория множеств, комплексные системы защиты информации.
УДК 004.422.63
В.К. Гулаков, Е.О. Трубаков, А.П. Болдырев, Б.Г. Кеглин
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ СТРУКТУР
ДАННЫХ: ДОСТИЖЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ
Рассмотрены общие принципы работы пространственно-временных структур
данных по индексированию движения мобильных объектов. Описаны
отличительные особенности различных структур данных, дости-жения и
проблемы в их применении. Даны рекомендации по дальнейшему развитию
этих структур.
Ключевые слова: пространственно-временные структуры данных, индексы,
системы мониторинга, мобильные объекты, методы доступа.
УДК 004.78.33
Г.И. Коновалова
ИНТЕГРИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА ПРОМЫШЛЕННОГО
ПРЕДПРИЯТИЯ: МОДЕЛЬ, СТРУКТУРА, СОСТАВ
Рассмотрен подход к построению интегрированной информационной среды в
информационной системе управления промышленным предприятием.
Ключевые слова: модель, структура, информационная среда, база данных,
информационный объект.
УДК658.562
В.В. Мирошников, С.В. Ешин
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА FMEA-АНАЛИЗА НЕСООТВЕТСТВИЙ
В ТЕХНИЧЕСКИХ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Предложено улучшение метода FMEA на основе использования условных
вероятностей и теории полезно-сти. Приведен пример расчета приоритетного
числа риска для обнаружения и устранения дефектов электрических
соединителей. Предложены типовые шаблоны корректирующих действий,
направленных на устранение причин несоответствий.
Ключевые слова: FMEA, несоответствие, качество, система, вероятность,
функция полезности, приоритетное число риска.
УДК 658.562
В.В. Мирошников
МОДЕЛИ И АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО
КОМПЛЕКСА ИЗ НЕСКОЛЬКИХ УНИВЕРСИТЕТОВ
Описан системный методический подход к формированию образовательного
комплекса из нескольких выс-ших учебных заведений, базирующийся на
применении основных положений теории организационного управления
научными и образовательными проектами. Предложены структурные,
функциональные, мате-матические модели и алгоритм создания
образовательного комплекса. .
Стр.5
Ключевые слова: образовательный комплекс, образовательное учреждение,
модель, алгоритм, теория организационного управления, управление
проектами.
УДК 621.7; 621.9; 621.002.56; 621.001.4; 621.7.08; 621.9.08; 621:658.562
М. Н. Нагоркин, В. П. Фёдоров, Т. А. Моргаленко, А. В. Тотай
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ДИАГНОСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И
ТРИБОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ
ИНФОРМАЦИИ
Рассмотрены теоретические вопросы и предложена методология решения
актуальной задачи прогнозирова-ния и диагностики сложных технологических
и триботехнологических систем на основе теории информа-ции. .
Ключевые слова: технологические системы, триботехнологические системы,
теория информации, информационная энтропия, прогнозирование,
диагностика, параметры качества, вероятность, работоспособность, машинный
экс-перимент.
УДК 519.8:004.056
М. Ю. Рытов, Е.В. Лексиков
ФОРМАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ АНАЛИЗА РИСКОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ
Рассмотрены вопросы анализа рисков информационной безопасности и
алгоритм инструментального их анализа .
Ключевые слова: информационная безопасность, риски информационной
безопасности, анализ рисков, алгоритм инструментального анализа.
УДК 629.4+62-83
Г.А. Федяева, В.В. Кобищанов, С.Ю. Матюшков, А.Н. Тарасов
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОЙ И ТОРМОЖЕНИЕМ
МАГИСТРАЛЬНОГО ГРУЗОВОГО ТЕПЛОВОЗА В ПРОГРАММНЫХ
КОМПЛЕКСАХ MATLAB И «УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ»
Изложена методика и представлены результаты моделирования системы
управления тягой и торможением магистрального грузового локомотива с
учетом процессов в электрической и механической подсистемах на основе
совмещения программных комплексов Matlab/Simulink и «Универсальный
механизм» с использова-нием интерфейса CoSimulation .
Ключевые слова: моделирование динамики, электромеханические системы,
программные комплексы, магистральный грузовой тепловоз, управление тягой
и торможением, Matlab, UM.
УДК 621.787
В.К. Шелег, А.М. Довгалев, А.А. Жолобов, Н.А.Леванович
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СОВМЕЩЕННОЙ
ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАГНИТНО-ДИНАМИЧЕСКИМ
РАСКАТЫВАНИЕМ И ВРАЩАЮЩИМСЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
Рассмотрен метод совмещенной отделочно-упрочняющей обработки магнитнодинамическим
раскатывани-ем и вращающимся постоянным магнитным полем.
Стр.6
Выполнено моделирование процесса и получена система дифференциальных
уравнений, описывающих кинематику движения деформирующих шаров.
Найдены начальные и конечные условия для численного интегрирования
дифференциальных уравнений и определения кинематических характеристик
деформирующего шара при различных режимах совмещенной упрочняющей
обработки .
Ключевые слова: совмещенная упрочняющая обработка, магнитнодинамическое
раскатывание, вращающееся магнитное поле, комбинированный
инструмент, магнитная система.
ЭКОНОМИКА И МЕНЕДЖМЕНТ
УДК 658.562.3,658.562.6
О.А. Горленко, Я.А. Вавилин
СИСТЕМА МЕНЕДЖМЕНТА БЕЗОПАСНОСТИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ
ПРОДУКЦИИ
Рассмотрены вопросы создания системы менеджмента безопасности продукции
машиностроительного предприятия. Предложен реестр процессов системы,
одним из которых является перевод требований техни-ческого регламента в
характеристики продукции (с использованием методологии QFD).
Ключевые слова: система менеджмента безопасности продукции, СМБП,
технический регламент, реестр процессов, машиностроение, характеристики
продукции, QFD.
УДК 347. 77
В.В. Евенко, М.М. Середа, В.В. Спасенников
ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКАЯ АКТИВНОСТЬ В ИННОВАЦИОННОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДИНАМИКИ
ПАТЕНТОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ
ИЗМЕНЕНИЙ
На основе данных патентной статистики построена модель зависимости уровня
патентной активности стран от различных показателей, характеризующих как
развитие науки и техники, так и состояние экономики стран.
Ключевые слова: патентная активность, динамика патентования, модель
бинарного выбора, инновационная деятельность.
УДК 338.27:339.137.21
И.В. Татаринцева, А.К. Толстошеев, В.А. Татаринцев
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЫНКА НАУКОЕМКОЙ ПРОДУКЦИИ
Рассмотрены условия и особенности моделирования рынка наукоемкой
продукции. На основе модели переключающегося режима воспроизводства и
аппарата дифференциальных уравнений выполнено прогнозирование рынка
наукоемкой продукции. Разработаны стратегия и система управления
продвижением наукоемкой продукции на рынок
Ключевые слова: наукоемкая продукция, рынок, экономический агент, базовая
модель конкуренции, адаптивная система управления.
Стр.7
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 769.015.13
Бойко Е.С., Бойко Н.Е.
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ
ЕСТЕСТВЕННО-ИСКУССТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ
ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ
СПОРТИВНЫХ УПРАЖНЕНИЙ)
Представлена разработанная система естественно-искусственной регуляции
движений, обеспечивающая интенсификацию силового взаимодействия
спортсменов с внешними силами за счет управляемой активи-зации мышц
электрическими сигналами.
Ключевые слова: двигательная деятельность, электростимуляция,
результативность, биомеханические характеристики движений, естественноискусственная
регуляция, функциональное совершенствование.
УДК 517.956.35
И.А. Рудаков
СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ БАЛКИ С ЗАКРЕПЛЕННЫМИ КОНЦАМИ
Приведены условия существования нетривиального периодического по
времени решения для квазилинейного уравнения поперечных колебаний балки
с закрепленными концами в случае, когда нелинейное слагаемое удовлетворяет
условию нерезонансности на бесконечности
Ключевые слова: колебания балки, периодические решения, вариационный
метод, критические точки, метод перевала.
Стр.8