Pub Date : 2019-04-11DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-29-36
I. Pushkarev
В статье продолжается исследование динамики планетарных передач с элементами повышенной податливости. Основой для расчетной схемы и исходных уравнений является полученная ранее система девяти дифференциальных уравнений динамики планетарного механизма. В обобщенных силах учтены момент двигателя, момент, обусловленный кручением упругого вала солнечной шестерни; упругие силы в зацеплении колес и в осях сателлитов. Допускается, что скорость водила постоянна. Жесткость оси сателлита в тангенциальном направлении значительно превышает жесткость оси в радиальном направлении, поэтому перемещение в тангенциальном направлении отсутствует. Момент двигателя изменяется по гармоническому закону. В этом случае вынужденные колебания солнечной шестерни и сателлита можно рассматривать отдельно от вынужденных колебаний сателлита в радиальном направлении вследствие податливости оси сателлита. Построены амплитудно-частотные характеристики этих колебаний. Характеристики колебательных процессов выражены через массогабаритные, кинематические и прочностные параметры планетарной передачи с учетом податливости ее элементов. Исследовано влияние относительной высоты сечения податливой оси, передаточного отношения механизма и модуля зацепления на амплитуду вынужденных колебаний и положение резонансной области. Сделаны выводы о пределах изменения указанных параметров и их влияния на конструкцию планетарных передач.
{"title":"Forced Vibrations of Planetary Gears with Elements of the Increased Flexibility","authors":"I. Pushkarev","doi":"10.22213/2413-1172-2019-1-29-36","DOIUrl":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-29-36","url":null,"abstract":"В статье продолжается исследование динамики планетарных передач с элементами повышенной податливости. Основой для расчетной схемы и исходных уравнений является полученная ранее система девяти дифференциальных уравнений динамики планетарного механизма. В обобщенных силах учтены момент двигателя, момент, обусловленный кручением упругого вала солнечной шестерни; упругие силы в зацеплении колес и в осях сателлитов. Допускается, что скорость водила постоянна. Жесткость оси сателлита в тангенциальном направлении значительно превышает жесткость оси в радиальном направлении, поэтому перемещение в тангенциальном направлении отсутствует. Момент двигателя изменяется по гармоническому закону. В этом случае вынужденные колебания солнечной шестерни и сателлита можно рассматривать отдельно от вынужденных колебаний сателлита в радиальном направлении вследствие податливости оси сателлита. Построены амплитудно-частотные характеристики этих колебаний. Характеристики колебательных процессов выражены через массогабаритные, кинематические и прочностные параметры планетарной передачи с учетом податливости ее элементов. Исследовано влияние относительной высоты сечения податливой оси, передаточного отношения механизма и модуля зацепления на амплитуду вынужденных колебаний и положение резонансной области. Сделаны выводы о пределах изменения указанных параметров и их влияния на конструкцию планетарных передач.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":"23 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-04-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133126274","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-04-11DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-72-77
F. Plekhanov, A. A. Grabskii
В приводах запорной трубопроводной арматуры широко используются зубчатые планетарные передачи. Однако существующие их конструкции с ручным переключением скоростей сложны в изготовлении и неудобны в эксплуатации. Привод, выполненный на базе эксцентриковой планетарной передачи с гибкими элементами, лишен этих недостатков и обеспечивает автоматическое переключение скоростей в зависимости от нагрузки на рабочем органе арматуры. Важнейшими деталями указанного привода являются гибкие элементы, выполненные в виде стержней, жестко заделанных в ведомое звено. Их размеры должны обеспечивать требуемую прочность и жесткость и соответствовать параметрам зубчатого планетарного механизма. Диаметр гибких элементов и их длина при заданном количестве определялись исходя из условия, что при работе механизма в режиме непосредственной передачи движения от шкива к ведомому звену радиальное смещение подвижного колеса в результате деформации гибких элементов не превышает зазора между поверхностями вершин зубьев колес при отсутствии нагрузки, а при работе в режиме редуктора равно межосевому расстоянию передачи. При этом использовались методы строительной механики. Параметры зубчатой планетарной передачи (числа зубьев колес, угол и модуль зацепления, ширина венцов) определялись из расчета зубьев на изгибную прочность и в соответствии с величиной эксцентриситета колеса с внешними зубьями при работе передачи в режиме редуктора. Таким образом, установлено, что при моменте на входном валу привода не более 240 Н·м и рациональных значениях чисел зубьев колес длина гибких элементов не превышает 150 мм, а их диаметр - 13 мм. Приведенная конструкция привода запорной трубопроводной арматуры с автоматическим переключением скоростей и методы ее расчета позволяют осуществить рациональное проектирование указанного механизма.
{"title":"Synthesis of the Pipeline Valve Drive with Automatic Switching of Speeds","authors":"F. Plekhanov, A. A. Grabskii","doi":"10.22213/2413-1172-2019-1-72-77","DOIUrl":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-72-77","url":null,"abstract":"В приводах запорной трубопроводной арматуры широко используются зубчатые планетарные передачи. Однако существующие их конструкции с ручным переключением скоростей сложны в изготовлении и неудобны в эксплуатации. Привод, выполненный на базе эксцентриковой планетарной передачи с гибкими элементами, лишен этих недостатков и обеспечивает автоматическое переключение скоростей в зависимости от нагрузки на рабочем органе арматуры. Важнейшими деталями указанного привода являются гибкие элементы, выполненные в виде стержней, жестко заделанных в ведомое звено. Их размеры должны обеспечивать требуемую прочность и жесткость и соответствовать параметрам зубчатого планетарного механизма. Диаметр гибких элементов и их длина при заданном количестве определялись исходя из условия, что при работе механизма в режиме непосредственной передачи движения от шкива к ведомому звену радиальное смещение подвижного колеса в результате деформации гибких элементов не превышает зазора между поверхностями вершин зубьев колес при отсутствии нагрузки, а при работе в режиме редуктора равно межосевому расстоянию передачи. При этом использовались методы строительной механики. Параметры зубчатой планетарной передачи (числа зубьев колес, угол и модуль зацепления, ширина венцов) определялись из расчета зубьев на изгибную прочность и в соответствии с величиной эксцентриситета колеса с внешними зубьями при работе передачи в режиме редуктора. Таким образом, установлено, что при моменте на входном валу привода не более 240 Н·м и рациональных значениях чисел зубьев колес длина гибких элементов не превышает 150 мм, а их диаметр - 13 мм. Приведенная конструкция привода запорной трубопроводной арматуры с автоматическим переключением скоростей и методы ее расчета позволяют осуществить рациональное проектирование указанного механизма.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-04-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128971089","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-04-11DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-100-107
I. R. Atyeva, A. A. Zykin, V. Khvorenkov
Разработана компьютерная модель спутникового канала связи с учетом влияния доплеровского сдвига по частоте и стороннего спутника связи. Компьютерная модель построена в графической среде имитационного моделирования Simulink, которая входит в программный пакет MATLAB. В статье рассматривается имитационная модель спутникового канала связи с использованием сигнала MSK (Minimum Shift Keying). В ходе работы изучены и применены алгоритмы цифровой обработки сигналов при разработке компьютерной модели спутникового канала связи. По заданным параметрам принимаемого сигнала определены основные параметры цифрового демодулятора сигнала MSK, такие как частота повторения бита, частота дискретизации, минимальная разрядность аналого-цифрового преобразователя (АЦП), количество уровней квантования, частота среза цифрового фильтра-дифференциатора. В результате компьютерного моделирования спутникового канала связи было исследовано влияние отстройки по частоте сигнала MSK и уровня мешающего сигнала (стороннего спутника) на помехоустойчивость модема. По результатам моделирования получены графики зависимости вероятности ошибки приема бита от уровня мешающего сигнала и вероятности ошибки от отстройки по частоте. Разработанная компьютерная модель существенно расширяет круг задач, связанных с оперативной оценкой параметров электромагнитной совместимости (ЭМС) и радиоподавления в группировках подвижных РЭС.
{"title":"Simulation Model of Satellite Communication Channel","authors":"I. R. Atyeva, A. A. Zykin, V. Khvorenkov","doi":"10.22213/2413-1172-2019-1-100-107","DOIUrl":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-100-107","url":null,"abstract":"Разработана компьютерная модель спутникового канала связи с учетом влияния доплеровского сдвига по частоте и стороннего спутника связи. Компьютерная модель построена в графической среде имитационного моделирования Simulink, которая входит в программный пакет MATLAB. В статье рассматривается имитационная модель спутникового канала связи с использованием сигнала MSK (Minimum Shift Keying). В ходе работы изучены и применены алгоритмы цифровой обработки сигналов при разработке компьютерной модели спутникового канала связи. По заданным параметрам принимаемого сигнала определены основные параметры цифрового демодулятора сигнала MSK, такие как частота повторения бита, частота дискретизации, минимальная разрядность аналого-цифрового преобразователя (АЦП), количество уровней квантования, частота среза цифрового фильтра-дифференциатора. В результате компьютерного моделирования спутникового канала связи было исследовано влияние отстройки по частоте сигнала MSK и уровня мешающего сигнала (стороннего спутника) на помехоустойчивость модема. По результатам моделирования получены графики зависимости вероятности ошибки приема бита от уровня мешающего сигнала и вероятности ошибки от отстройки по частоте. Разработанная компьютерная модель существенно расширяет круг задач, связанных с оперативной оценкой параметров электромагнитной совместимости (ЭМС) и радиоподавления в группировках подвижных РЭС.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":"31 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-04-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121096037","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-04-11DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-3-9
Andrey D. Abramov, Yu R Nikitin, A. Romanov, O. Zorina, B. Salama
Рассмотрены основные аспекты автоматизации сборки гидропрессовых соединений с применением промышленного робота: повышение производительности сборки, ее стабильность, а также обеспечение качества гидропрессовых соединений. Идентифицирован объект исследования - технологический процесс сборки соединений с натягом, в качестве технологической схемы принята схема с подводом масла торца. Установлены основные погрешности начального базирования и окончательного позиционирования сопрягаемых деталей, оказывающие влияние на эффективность и качество гидропрессовых соединений. Компенсация данных погрешностей позволит обеспечить равномерность зазора при запрессовке. Разработана математическая модель движения рабочего органа робота, включающая уравнение, учитывающее положение сопрягаемых деталей с учетом суммарной погрешности позиционирования и изготовления собираемых деталей, необходимое для определения величины управляющих сигналов коррекции, и уравнение динамики процесса сборки, описывающее движение вала и связанное с обеспечением требуемого давления масла. Предложены структура и управляющий алгоритм роботизированного комплекса гидропрессовой сборки, обеспечивающие компенсацию погрешностей установки и позиционирования. Алгоритм построен на комплексе обратных связей на основе датчиков давления, силы, наклона и положения, что обеспечивает качественный переход от граничного к жидкостному трению. Даны рекомендации по выбору регуляторов для системы управления роботом; наиболее предпочтительными являются интеллектуальный либо адаптивный регулятор.
{"title":"Scientific and Technical Aspects of Interference Fits Hydropress Assembling Automation Using Robot","authors":"Andrey D. Abramov, Yu R Nikitin, A. Romanov, O. Zorina, B. Salama","doi":"10.22213/2413-1172-2019-1-3-9","DOIUrl":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-3-9","url":null,"abstract":"Рассмотрены основные аспекты автоматизации сборки гидропрессовых соединений с применением промышленного робота: повышение производительности сборки, ее стабильность, а также обеспечение качества гидропрессовых соединений. Идентифицирован объект исследования - технологический процесс сборки соединений с натягом, в качестве технологической схемы принята схема с подводом масла торца. Установлены основные погрешности начального базирования и окончательного позиционирования сопрягаемых деталей, оказывающие влияние на эффективность и качество гидропрессовых соединений. Компенсация данных погрешностей позволит обеспечить равномерность зазора при запрессовке. Разработана математическая модель движения рабочего органа робота, включающая уравнение, учитывающее положение сопрягаемых деталей с учетом суммарной погрешности позиционирования и изготовления собираемых деталей, необходимое для определения величины управляющих сигналов коррекции, и уравнение динамики процесса сборки, описывающее движение вала и связанное с обеспечением требуемого давления масла. Предложены структура и управляющий алгоритм роботизированного комплекса гидропрессовой сборки, обеспечивающие компенсацию погрешностей установки и позиционирования. Алгоритм построен на комплексе обратных связей на основе датчиков давления, силы, наклона и положения, что обеспечивает качественный переход от граничного к жидкостному трению. Даны рекомендации по выбору регуляторов для системы управления роботом; наиболее предпочтительными являются интеллектуальный либо адаптивный регулятор.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":" 917","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-04-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"120828621","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-04-11DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-62-71
S. Bekher, A. Popkov
В настоящее время отсутствуют технические решения для реализации АЭ-контроля объектов, находящихся под действием динамических нагрузок. Расширение области применения метода, например, для мониторинга объектов в процессе ударного нагружения требует фундаментальных исследований закономерностей акустической эмиссии (АЭ) при динамических воздействиях. Целью работы является определение временных параметров АЭ, возникающей в объекте в результате ударного нагружения, для обнаружения развивающихся трещин и разрушений хрупкого типа. В экспериментах плоские образцы из силикатного стекла нагружались ударами стальными бойками, свободно падающими с высоты 500 мм. Развитие трещины контролировалось с использованием быстродействующей тензометрической системы, АЭ-аппаратуры и видеокамеры. Ударное воздействие возбуждало в объекте упругие затухающие колебания, которые фиксировались и акустико-эмиссионной, и тензометрической системами. Характерная частота сигнала тензосистемы составляла 1,6 кГц, АЭ-системы - 110 кГц. Продолжительность времени затухания колебаний в сигнале тензосистемы не превышала 4 мс, непрерывный сигнал в АЭ-системе снижался ниже порогового уровня (5 мкВ) за время 30 мс. При нагружении образцов с трещиной наблюдалось смещение кромок по типу продольного сдвига на 0,1 мм с характерным временем перехода в первоначальное состояние 0,4 с. Тензодатчики, установленные перпендикулярно направлению развития трещины, регистрировали процесс релаксации деформаций трещины в течение 400 с. Зависимость количества зарегистрированных сигналов от времени удовлетворительно описывалась логарифмическим законом. После затухания непрерывных АЭ-сигналов, вызванных ударом, наблюдались два потока дискретных сигналов АЭ. Сигналы первого потока, связанные со смещением кромок трещины, регистрировались в интервале 0,03…0,35 с. Распределение временных интервалов между сигналами первого потока описывается экспоненциальной функцией. Сигналы второго потока регистрировались в интервале 0,35…400 с только при увеличении длины трещины. Временные интервалы между сигналами второго потока распределены по логарифмическому закону, что соответствует временной зависимости деформаций. Потоки сигналов являются нестационарными и связаны с разрушением кромок трещины после перераспределения напряжений, вызванных увеличением ее длины. Зарегистрированные сигналы АЭ могут быть использованы для обнаружения развивающихся трещины при ударном нагружении. Оптимальным способом их идентификации являются методы временной селекции в диапазоне 0,03…0,35 с для обнаружения развитой трещины и 0,35…400 с для обнаружения процессов роста трещины.
{"title":"Temporal Characteristics of the Flow of Acoustic Emission Signals in the Development of Cracks in Glass under Shock Loading","authors":"S. Bekher, A. Popkov","doi":"10.22213/2413-1172-2019-1-62-71","DOIUrl":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-62-71","url":null,"abstract":"В настоящее время отсутствуют технические решения для реализации АЭ-контроля объектов, находящихся под действием динамических нагрузок. Расширение области применения метода, например, для мониторинга объектов в процессе ударного нагружения требует фундаментальных исследований закономерностей акустической эмиссии (АЭ) при динамических воздействиях. Целью работы является определение временных параметров АЭ, возникающей в объекте в результате ударного нагружения, для обнаружения развивающихся трещин и разрушений хрупкого типа. В экспериментах плоские образцы из силикатного стекла нагружались ударами стальными бойками, свободно падающими с высоты 500 мм. Развитие трещины контролировалось с использованием быстродействующей тензометрической системы, АЭ-аппаратуры и видеокамеры. Ударное воздействие возбуждало в объекте упругие затухающие колебания, которые фиксировались и акустико-эмиссионной, и тензометрической системами. Характерная частота сигнала тензосистемы составляла 1,6 кГц, АЭ-системы - 110 кГц. Продолжительность времени затухания колебаний в сигнале тензосистемы не превышала 4 мс, непрерывный сигнал в АЭ-системе снижался ниже порогового уровня (5 мкВ) за время 30 мс. При нагружении образцов с трещиной наблюдалось смещение кромок по типу продольного сдвига на 0,1 мм с характерным временем перехода в первоначальное состояние 0,4 с. Тензодатчики, установленные перпендикулярно направлению развития трещины, регистрировали процесс релаксации деформаций трещины в течение 400 с. Зависимость количества зарегистрированных сигналов от времени удовлетворительно описывалась логарифмическим законом. После затухания непрерывных АЭ-сигналов, вызванных ударом, наблюдались два потока дискретных сигналов АЭ. Сигналы первого потока, связанные со смещением кромок трещины, регистрировались в интервале 0,03…0,35 с. Распределение временных интервалов между сигналами первого потока описывается экспоненциальной функцией. Сигналы второго потока регистрировались в интервале 0,35…400 с только при увеличении длины трещины. Временные интервалы между сигналами второго потока распределены по логарифмическому закону, что соответствует временной зависимости деформаций. Потоки сигналов являются нестационарными и связаны с разрушением кромок трещины после перераспределения напряжений, вызванных увеличением ее длины. Зарегистрированные сигналы АЭ могут быть использованы для обнаружения развивающихся трещины при ударном нагружении. Оптимальным способом их идентификации являются методы временной селекции в диапазоне 0,03…0,35 с для обнаружения развитой трещины и 0,35…400 с для обнаружения процессов роста трещины.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":"44 21","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-04-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"120823600","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-04-11DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-45-51
A. Fot, Yury V. Turygin
Статья посвящена вопросам проектирования цепных передач с роликовыми цепями, нашедших широкое применение в современном машиностроении (в приводах различных машин: транспортирующие и транспортные машины, сельскохозяйственная техника, буровое оборудование и др.), а именно определению параметров пластин внутренних звеньев приводных роликовых цепей. Авторами излагаются основные положения методики расчета долговечности пластин трех типов (традиционной формы по действующим стандартам и двух предлагаемых авторами новых форм (модифицированных пластин) с измененной геометрией, обеспечивающей снижение концентрации напряжений и повышение долговечности пластин). Приводятся зависимости для геометрического расчета пластин описываемых форм, позволяющие определить все размеры пластин от основного параметра приводной роликовой цепи - ее шага, определяемого действующими стандартами и техническими условиями на изготовление цепей. Указанные зависимости получены на основе обработки данных размеров цепей с шагом от 12,7 до 63,5 мм по ГОСТ 13568-97 (ИСО 606-94) «Цепи приводные роликовые и втулочные. Общие технические условия». Предложены также оригинальные зависимости для нахождения площади пластин различной формы, для расчета числа циклов до разрушения пластин в зависимости от уровня напряжений в сечениях пластин и корректирующего коэффициента для расчета долговечности с учетом фактических размеров пластин конкретного завода-изготовителя. Методика расчета положена в основу алгоритма программы для ЭВМ, позволяющей существенно сократить время на оценку вариантов пластин при проектировании цепи и принятие решения о выборе конструкции и размеров пластин.
{"title":"To Selection of Parameters of Plates of Roller Chains","authors":"A. Fot, Yury V. Turygin","doi":"10.22213/2413-1172-2019-1-45-51","DOIUrl":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-45-51","url":null,"abstract":"Статья посвящена вопросам проектирования цепных передач с роликовыми цепями, нашедших широкое применение в современном машиностроении (в приводах различных машин: транспортирующие и транспортные машины, сельскохозяйственная техника, буровое оборудование и др.), а именно определению параметров пластин внутренних звеньев приводных роликовых цепей. Авторами излагаются основные положения методики расчета долговечности пластин трех типов (традиционной формы по действующим стандартам и двух предлагаемых авторами новых форм (модифицированных пластин) с измененной геометрией, обеспечивающей снижение концентрации напряжений и повышение долговечности пластин). Приводятся зависимости для геометрического расчета пластин описываемых форм, позволяющие определить все размеры пластин от основного параметра приводной роликовой цепи - ее шага, определяемого действующими стандартами и техническими условиями на изготовление цепей. Указанные зависимости получены на основе обработки данных размеров цепей с шагом от 12,7 до 63,5 мм по ГОСТ 13568-97 (ИСО 606-94) «Цепи приводные роликовые и втулочные. Общие технические условия». Предложены также оригинальные зависимости для нахождения площади пластин различной формы, для расчета числа циклов до разрушения пластин в зависимости от уровня напряжений в сечениях пластин и корректирующего коэффициента для расчета долговечности с учетом фактических размеров пластин конкретного завода-изготовителя. Методика расчета положена в основу алгоритма программы для ЭВМ, позволяющей существенно сократить время на оценку вариантов пластин при проектировании цепи и принятие решения о выборе конструкции и размеров пластин.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":"37 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-04-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127137277","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-04-11DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-89-99
Yu. K. Shelkovnikov, N. I. Osipov, S. R. Kiznertcev, A. A. Meteleva
Рассмотрены особенности формирования координатной характеристики мультискана, определяющие степень ее линейности и связанную с ней ошибку преобразования линейной координаты контролируемого светового потока во временную с учетом кинетики токов резистивных делителей. Описан процесс перераспределения токов внутри мультискана, выполненного на основе двух продольных резистивных делителей и элементарных ячеек трех p-n-переходов. Показано, что в процессе опроса мультискана противофазными пилообразными напряжениями опроса происходит перенаправление фототоков ячеек с одного резистивного делителя на другой, что и вызывает изменение распределения координатно-задающих напряжений вдоль обоих делителей. При этом при проецировании на мультискан световых зон (особенно широких) с большим уровнем освещенности так же, как и в сканисторе, нарушается линейность координатной характеристики. Разработана математическая модель мультискана в виде системы уравнений, связывающих интегральные фототоки и напряжения в элементах его структуры с учетом внешних электрических цепей. Получены выражения и эпюры интегрального и видеосигнального токов мультискана при его включении в режиме «слепое пятно», отображающие расширение выходного видеосигнала и увеличение погрешности координатоуказания световых потоков из-за увеличения сканирующей апертуры. Выполнено моделирование процесса деформации координатно-задающего напряжения в программе Micro-Cap, показавшее максимальное отклонение этого напряжения от линейного около центра фоточувствительной поверхности и уменьшение до нуля к ее концам. Установлено, что эффект перераспределения фототоков, втекающих в резистивные делители (или вытекающих из них при смене полярности диодов ячеек на противоположную) вызывает разнонаправленную погрешность определения координат переднего и заднего фронтов видеосигнала из-за изменения напряжения на делителе. При ограничении освещенности широких световых зон на мультискане до уровня, при котором интегральный фототок не превышает 0,002 тока смещения делителя, погрешности определения координат этих зон не превышают шага структуры мультискана. Для узких световых зон эта погрешность не превышает половины шага дискретной структуры мультискана на всей его длине даже при высоких уровнях освещенности.
{"title":"Analysis of Influence of Kinetics of the TV Multicast Photocurrent on the Error of Measuring the Coordinates and Sizes of Light Zones","authors":"Yu. K. Shelkovnikov, N. I. Osipov, S. R. Kiznertcev, A. A. Meteleva","doi":"10.22213/2413-1172-2019-1-89-99","DOIUrl":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-89-99","url":null,"abstract":"Рассмотрены особенности формирования координатной характеристики мультискана, определяющие степень ее линейности и связанную с ней ошибку преобразования линейной координаты контролируемого светового потока во временную с учетом кинетики токов резистивных делителей. Описан процесс перераспределения токов внутри мультискана, выполненного на основе двух продольных резистивных делителей и элементарных ячеек трех p-n-переходов. Показано, что в процессе опроса мультискана противофазными пилообразными напряжениями опроса происходит перенаправление фототоков ячеек с одного резистивного делителя на другой, что и вызывает изменение распределения координатно-задающих напряжений вдоль обоих делителей. При этом при проецировании на мультискан световых зон (особенно широких) с большим уровнем освещенности так же, как и в сканисторе, нарушается линейность координатной характеристики. Разработана математическая модель мультискана в виде системы уравнений, связывающих интегральные фототоки и напряжения в элементах его структуры с учетом внешних электрических цепей. Получены выражения и эпюры интегрального и видеосигнального токов мультискана при его включении в режиме «слепое пятно», отображающие расширение выходного видеосигнала и увеличение погрешности координатоуказания световых потоков из-за увеличения сканирующей апертуры. Выполнено моделирование процесса деформации координатно-задающего напряжения в программе Micro-Cap, показавшее максимальное отклонение этого напряжения от линейного около центра фоточувствительной поверхности и уменьшение до нуля к ее концам. Установлено, что эффект перераспределения фототоков, втекающих в резистивные делители (или вытекающих из них при смене полярности диодов ячеек на противоположную) вызывает разнонаправленную погрешность определения координат переднего и заднего фронтов видеосигнала из-за изменения напряжения на делителе. При ограничении освещенности широких световых зон на мультискане до уровня, при котором интегральный фототок не превышает 0,002 тока смещения делителя, погрешности определения координат этих зон не превышают шага структуры мультискана. Для узких световых зон эта погрешность не превышает половины шага дискретной структуры мультискана на всей его длине даже при высоких уровнях освещенности.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":"65 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-04-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"115829467","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-04-11DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-78-88
V. Strizhak, A. V. Pryakhin, R. R. Khasanov, S. Mkrtchyan
Широкому внедрению арматуры композитной полимерной мешает отсутствие производительных методик ее дефектоскопии. Особенности материала и формы сечения композитной арматуры накладывают существенные ограничения на выбор метода поиска дефектов. Предлагаемая волноводная методика контроля протяженных объектов свободна от недостатков, свойственных другим методам. Представлено описание измерительной системы, реализующей волноводную методику контроля на стержнях композитной арматуры. Методика опробована на партии прутков композитной арматуры с условным диаметром 8 мм и объемом более 1100 штук от четырех производителей. В качестве измеряемого параметра используется амплитуда эхо-сигнала от дефекта, приведенная к амплитуде первого донного импульса. Показаны выявляемые дефекты и соответствующие им эхограммы. Определен браковочный уровень в 2 % от величины первого донного импульса, позволивший найти и визуально подтвердить дефектные участки, имеющие значительные отклонения от сечения прутка. На основании моделирования изменения площади сечения в зоне обнаруженных дефектов рассчитан коэффициент отражения. Сравнение рассчитанного коэффициента отражения с сигналом от дефекта показывает высокую эффективность метода контроля при выявлении дефектов вне зависимости от их расположения по сечению стержня. Производительность одной установки при сплошном контроле прутков длиной 12 м составляет 33 м/с.
{"title":"Flaw Detection of Composite Rebar by Acoustic Wave Guided Technique","authors":"V. Strizhak, A. V. Pryakhin, R. R. Khasanov, S. Mkrtchyan","doi":"10.22213/2413-1172-2019-1-78-88","DOIUrl":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-78-88","url":null,"abstract":"Широкому внедрению арматуры композитной полимерной мешает отсутствие производительных методик ее дефектоскопии. Особенности материала и формы сечения композитной арматуры накладывают существенные ограничения на выбор метода поиска дефектов. Предлагаемая волноводная методика контроля протяженных объектов свободна от недостатков, свойственных другим методам. Представлено описание измерительной системы, реализующей волноводную методику контроля на стержнях композитной арматуры. Методика опробована на партии прутков композитной арматуры с условным диаметром 8 мм и объемом более 1100 штук от четырех производителей. В качестве измеряемого параметра используется амплитуда эхо-сигнала от дефекта, приведенная к амплитуде первого донного импульса. Показаны выявляемые дефекты и соответствующие им эхограммы. Определен браковочный уровень в 2 % от величины первого донного импульса, позволивший найти и визуально подтвердить дефектные участки, имеющие значительные отклонения от сечения прутка. На основании моделирования изменения площади сечения в зоне обнаруженных дефектов рассчитан коэффициент отражения. Сравнение рассчитанного коэффициента отражения с сигналом от дефекта показывает высокую эффективность метода контроля при выявлении дефектов вне зависимости от их расположения по сечению стержня. Производительность одной установки при сплошном контроле прутков длиной 12 м составляет 33 м/с.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":"12 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-04-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133833429","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-04-11DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-108-115
I. Kaysina, D. S. Vasil’ev, A. Abilov, D. Meitis, A. E. Kaysin, A. Nistyuk
Проанализированы метрики качества обслуживания (QualityofServise-QoS) при ретрансляции потоковых данных в летающей сети на основе протоколов маршрутизации OLSR и AODV. Эффективность передачи потоковых данных в летающей сенсорной сети беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) проанализирована аналитически, а также с использованием NetworkSimulator-3 (NS-3) в качестве среды для проведения имитационного моделирования. Все вычисления произведены для трех сценариев. В первом сценарии узел-источник удаляется от узла-получателя на определенное расстояние. Во втором сценарии между узлом-источником и узлом-получателем добавлен летающий узел-ретранслятор, на котором работает один из протоколов маршрутизации, узел-источник также удаляется от узла-получателя. В третьем сценарии узел-ретранслятор летает по кругу с разным радиусом, при этом узел-источник удаляется от узла-получателя. Во всех сценариях приведены сравнительные результаты имитационного моделирования и математических вычислений. В качестве модели распространения сигнала для имитационного моделирования была выбрана Free-SpaceMode. По первому сценарию построен аналитический график зависимости средней частоты ошибок при передаче от энергии на бит. Для всех других сценариев построены графики зависимости среднего коэффициента доставки пакетов от расстояния. По результатам исследований сделан вывод, что применение исследуемых протоколов маршрутизации не обеспечивает приемлемое качество передачи данных в сетях БПЛА, что может привести к невозможности выполнения реальной миссии.
{"title":"A Comparative Performance Analysis of Relaying Data in FANET","authors":"I. Kaysina, D. S. Vasil’ev, A. Abilov, D. Meitis, A. E. Kaysin, A. Nistyuk","doi":"10.22213/2413-1172-2019-1-108-115","DOIUrl":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-108-115","url":null,"abstract":"Проанализированы метрики качества обслуживания (QualityofServise-QoS) при ретрансляции потоковых данных в летающей сети на основе протоколов маршрутизации OLSR и AODV. Эффективность передачи потоковых данных в летающей сенсорной сети беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) проанализирована аналитически, а также с использованием NetworkSimulator-3 (NS-3) в качестве среды для проведения имитационного моделирования. Все вычисления произведены для трех сценариев. В первом сценарии узел-источник удаляется от узла-получателя на определенное расстояние. Во втором сценарии между узлом-источником и узлом-получателем добавлен летающий узел-ретранслятор, на котором работает один из протоколов маршрутизации, узел-источник также удаляется от узла-получателя. В третьем сценарии узел-ретранслятор летает по кругу с разным радиусом, при этом узел-источник удаляется от узла-получателя. Во всех сценариях приведены сравнительные результаты имитационного моделирования и математических вычислений. В качестве модели распространения сигнала для имитационного моделирования была выбрана Free-SpaceMode. По первому сценарию построен аналитический график зависимости средней частоты ошибок при передаче от энергии на бит. Для всех других сценариев построены графики зависимости среднего коэффициента доставки пакетов от расстояния. По результатам исследований сделан вывод, что применение исследуемых протоколов маршрутизации не обеспечивает приемлемое качество передачи данных в сетях БПЛА, что может привести к невозможности выполнения реальной миссии.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-04-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"130324686","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-04-11DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-37-44
V. V. Murav’ev, O. V. Murav’eva, A. Budrin, M. A. Sincov, A. V. Zorin
С целью исследования влияния накопленной поврежденности металла на скорость ультразвуковых сдвиговых и рэлеевских волн образцы стального пруткового проката подвергли циклическому нагружению по схеме консольного изгиба с вращением. Представлены результаты измерения скорости ультразвуковых волн (сдвиговых и рэлеевских) в стальных прутках при малоцикловой усталости под воздействием циклических нагрузок. Исследованы образцы прутков марки стали 40Х в состоянии поставки и после отжига при температуре 700 оС в течение 30 мин. Длина прутков - 270 мм, диаметр - 10 и 19 мм. Циклические нагружения консольным изгибом обеспечивались с помощью специально разработанной установки для испытаний на усталость, в которой пруток одной стороной зажимался в патроне машины, обеспечивающей вращение, на другой стороне через подшипник подвешивался груз. Оценивались скорости сдвиговых волн в направлениях поперечного сечения прутка и рэлеевских волн по огибающей цилиндрической поверхности прутка в зоне максимальных напряжений. Возбуждение и прием волн осуществляли электромагнитно-акустическим способом. Для оценки скорости сдвиговых (поперечных) и рэлеевских волн использовался метод многократных отражений, соответственно, по сечению и огибающей прутка. Представлены результаты изменения скорости в прутках при увеличении консольной нагрузки и числа циклов. Найдено, что скорость сдвиговой волны в прутке максимально уменьшается в зоне максимальных напряжений. При нагрузках, составляющих 60 % от предела текучести, в образцах наблюдается резкое снижение скорости при 300000 циклах. Изменение структуры металла после отжига приводит к снижению числа циклов, после которого происходит резкое изменение скорости волн. Коэффициент Пуассона, рассчитанный по скоростям сдвиговых и рэлеевских волн, также изменяется с ростом числа циклов и позволяет учесть изменение диаметра прутка в процессе испытаний. Проведенные эксперименты по исследованию влияния циклических нагрузок прутков дают хорошие информативные данные по усталости в зависимости от термической обработки и структурных изменений материала. Возможность реализации электромагнитно-акустического метода контроля на многократных отражениях позволяет существенно повысить чувствительность к микродефектам при анализе сигнала на дальних отражениях и обеспечить высокую точность определения скорости волн.
{"title":"Acoustic Structural Analysis of Steel Samples Loaded with Rotational Bending During Fatigue Tests","authors":"V. V. Murav’ev, O. V. Murav’eva, A. Budrin, M. A. Sincov, A. V. Zorin","doi":"10.22213/2413-1172-2019-1-37-44","DOIUrl":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-37-44","url":null,"abstract":"С целью исследования влияния накопленной поврежденности металла на скорость ультразвуковых сдвиговых и рэлеевских волн образцы стального пруткового проката подвергли циклическому нагружению по схеме консольного изгиба с вращением. Представлены результаты измерения скорости ультразвуковых волн (сдвиговых и рэлеевских) в стальных прутках при малоцикловой усталости под воздействием циклических нагрузок. Исследованы образцы прутков марки стали 40Х в состоянии поставки и после отжига при температуре 700 оС в течение 30 мин. Длина прутков - 270 мм, диаметр - 10 и 19 мм. Циклические нагружения консольным изгибом обеспечивались с помощью специально разработанной установки для испытаний на усталость, в которой пруток одной стороной зажимался в патроне машины, обеспечивающей вращение, на другой стороне через подшипник подвешивался груз. Оценивались скорости сдвиговых волн в направлениях поперечного сечения прутка и рэлеевских волн по огибающей цилиндрической поверхности прутка в зоне максимальных напряжений. Возбуждение и прием волн осуществляли электромагнитно-акустическим способом. Для оценки скорости сдвиговых (поперечных) и рэлеевских волн использовался метод многократных отражений, соответственно, по сечению и огибающей прутка. Представлены результаты изменения скорости в прутках при увеличении консольной нагрузки и числа циклов. Найдено, что скорость сдвиговой волны в прутке максимально уменьшается в зоне максимальных напряжений. При нагрузках, составляющих 60 % от предела текучести, в образцах наблюдается резкое снижение скорости при 300000 циклах. Изменение структуры металла после отжига приводит к снижению числа циклов, после которого происходит резкое изменение скорости волн. Коэффициент Пуассона, рассчитанный по скоростям сдвиговых и рэлеевских волн, также изменяется с ростом числа циклов и позволяет учесть изменение диаметра прутка в процессе испытаний. Проведенные эксперименты по исследованию влияния циклических нагрузок прутков дают хорошие информативные данные по усталости в зависимости от термической обработки и структурных изменений материала. Возможность реализации электромагнитно-акустического метода контроля на многократных отражениях позволяет существенно повысить чувствительность к микродефектам при анализе сигнала на дальних отражениях и обеспечить высокую точность определения скорости волн.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":"16 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-04-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125504661","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：