Preview

Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки

Расширенный поиск
Том 48, № 4 (2021)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2021-48-4

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ 

6-15 139
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка прецизионного термоэлектрического полупроводникового датчика.
Метод. В ходе исследования применен балансный метод, основанный на том, что вместо перепада температур термомодуль будет измерять совпадение температур.
Результат. Применение термоэлектрического полупроводникового датчика уменьшает погрешность при измерении температуры окружающей среды либо исследуемого объекта. Термоэлектрический полупроводниковый датчик с эффектом Пельтье может функционировать в экономном режиме, не затрачивая энергию на измерение температуры.
Вывод. Термоэлектрический полупроводниковый датчик функционирует в адаптивном режиме измерения температур, позволяя настраивать функциональный датчик для измерения температуры с необходимой точностью в зависимости от исследуемого объекта, а также стабилизировать границу расплава или кипения в контейнере, находящимся в контакте с цифровым термоэлектрическим устройством.

16-26 130
Аннотация

Цель. Целью исследования является моделирование резонаторов для сверхвысокочастотных цифровых активных фазированных антенных решеток (ЦАФАР) сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, что позволит оптимизировать параметры антенной системы для более достоверной пеленгации с высокой надежностью любых летательных аппаратов.
Метод. Использование в качестве резонаторов односторонних поверхностей в форме Мебиуса позволяют реализовать новый тип резонаторов СВЧ диапазона в виде интегрированной ёмкости и двухвитковой индуктивности. Параметры такого резонатора позволяют реализовать бегущую или стоячую волну в зависимости от геометрических размеров.
Результат. Применение инновационных резонаторов для сверхвысокочастотных цифровых активных фазированных антенных решеток СВЧ диапазона с p-i-n диодами для изменения площади конденсатора позволяет реализовать двухчастотный метод кодово-импульсной модуляции. На основе таких резонаторов можно при одном положении p-i-n диодов реализовать стоячую волну, а при другом, бегущую волну. Такие электромагнитные волны, передаваясь ЦАФАР, могут запеленговать объекты в режиме невидимости.
Вывод. К применению традиционных резонаторов для ЦАФАР СВЧ диапазона позволяет дискретно регулировать параметры этих резонаторов за счёт включения - выключения p-i-n диодов положительным и отрицательным напряжением для управления частотными свойствами резонаторов и задания режимов бегущей или стоячей волны.

27-33 114
Аннотация

Цель. Целью исследования является возможность получения импеданса по контролируемому и мешающему параметрам на примере конденсаторного датчика.
Метод. Исследование основано на определении аналитической связи между изменением импеданса датчика и частотой тока, в которой возбуждается емкость конденсатора.
Результат. Определив сопротивление отдельных элементов цепи можно найти импеданс эквивалентной схемы на любой фиксированной частоте. Получено уравнение импеданса датчика, отражающее зависимость выходного сигнала от изменения, как контролируемой влажности, так и мешающего параметра – диэлектрической проницаемости нефти на любой частоте в исследуемом диапазоне. Доказано существование частотного параметра разделения информации, содержащейся в выходном сигнале измерительной схемы.
Вывод. При возможности параметрического разделения сигнала в выходную величину датчика можно автоматически вводить коррекцию на изменение диэлектрической проницаемости «сухой» нефти, и осуществлять непрерывное измерение контролируемой влажности.

34-43 107
Аннотация

Цель. Целью исследования является обобщение результатов проведенных экспериментальных исследований, методики проведения измерений, а также конструкции лабораторного стенда для проведения натурных испытаний термоэлектрического устройства (ТЭУ) для остановки кровотечения методом локального замораживания зоны кровотока.
Метод. Описан экспериментальный стенд и методика проведения измерений лабораторного образца ТЭУ для остановки кровотечения методом локального замораживания зоны кровотока. Экспериментальный стенд выполнен на основе измерительного оборудования лаборатории полупроводниковых термоэлектрических приборов и устройств Дагестанского государственного технического университета.
Результат. Получены графики зависимости изменения во времени температуры контрольных точек лабораторного образца термоэлектрического устройства для остановки кровотечения методом локального замораживания зоны кровотока при различных токах питания термоэлектрической батареи (ТЭБ). Контрольными точками являлись холодные и горячие спаи ТЭБ, имитатор биологического объекта.
Вывод. С увеличением площади кровотока требуется больше времени для его прекращения. Увеличение диаметра отверстия с кровотоком в среднем на 1 мм увеличивает продолжительность образования тромба, прекращающего кровотечение в среднем на 20 с. Установлено, что для обеспечения эффективной работы термоэлектрического устройства достаточным является использование промышленно выпускаемой термоэлектрической батареи марки ICE-71.

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ 

44-54 112
Аннотация

Цель. Целью исследования является обобщение накопленного опыта нечеткого ситуационного управления на основе композиционной гибридной модели сложной технической системы в виде алгоритма и формирование на этой основе рекомендаций по методике формирования и идентификации ситуаций, определяющих параметров и решений для управления сложной технической системой в условиях неполных данных для повышения точности управляющих решений.
Метод. Исследование основано на моделировании системы в условиях неполноты данных и невозможности получения информации обо всем диапазоне работы системы. Нечеткое ситуационное управление позволяет выработать управляющие решения в соответствии с выбранной стратегией управления и учесть специфику системы благодаря композиционной модели.
Результат. Предложен алгоритм нечёткого ситуационного управления сложными техническими системами на основе композиционных гибридных моделей. Рассмотрены этапы, особенности, достоинства и недостатки нечёткого ситуационного управления для данного типа систем. Задан порядок определения и однозначной идентификации возникающих нечётких ситуаций для системы, а также рассмотрены методы анализа и выработки типовых стратегий управления. Рассматриваемая в статье композиционная гибридная модель сложной технической системы описывает работу экспериментальной компрессорной установки ЭЦК-55.
Вывод. К основным достоинствам разработанного нечёткого ситуационного метода управления сложными техническими системами относятся: интеграция системы управления с уже существующими элементами системы; лучшее использование имеющихся ресурсов; адаптивность и надежность метода управления, основанного на нечётких ситуационных сетях и композиционной гибридной модели системы. Определены стратегии управления, позволяющие выполнять требования потребителя по качеству продукта, а также безопасности работы персонала и оборудования, безаварийности производства и экономии ресурсов.

55-63 124
Аннотация

Цель. Оценка последствий наступления случаев ущерба в информационно-технических системах (ИТС) органов внутренних дел (ОВД) требует применения анализа рисков наступления ущерба в результате реализации угроз информационной безопасности.
Метод. Исследование основано на методах аналитического и математического моделирования с применением аппарата систем массового обслуживания. Для ИТС из-за высокой технологической сложности, высоких затрат на приобретение, обслуживание оборудования и выплаты заработной платы сотрудникам необходимо применение процедуры анализа рисков ИТС ОВД. Применяемый подход к определению мер безопасности информации, обеспечивающих определенный уровень защищенности функционирования ИТС ОВД, является нормативным, поскольку на данный момент в недостаточной степени развит метод количественной оценки ущербов. Развитие данного научного применения позволило бы установить целесообразное значение показателя допустимого риска реализации угроз безопасности информации.
Результат. Приведена методика анализа рисков нарушения информационной безопасности на основе количественной оценки ущербов ИТС ОВД.
Вывод. Направление данного исследования актуально и требует дальнейшей проработки с целью совершенствования метода оценки наступления ущерба в ИТС органов внутренних дел.

64-71 115
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка методов определения координат гипоцентра землетрясения при известной структуре земной коры.
Метод. Для решения задачи применяется метод грубой силы (brute force), доверительный интервал, сравнительный метод и перебор возможных вариантов по сетке.
Результат. Разработан метод определения координат очага землетрясения при известной структуре земной коры с использованием при расчетах в качестве геометрических мест точек различных фигур n-ого порядка.
Вывод. Предложенный метод, при известной структуре земной коры, дает возможность использовать все известные методы, требующие для расчетов координат гипоцентра землетрясения, информацию о разностях времен пробега сейсмических волн на разнесенные в пространстве сейсмодатчики и разность времен пробега продольной и поперечной сейсмических волн к сейсмодатчику. Точность определения координат гипоцентра землетрясения зависит от качества определения структуры земной коры, на которой наблюдалось сейсмическое событие.

72-80 101
Аннотация

Цель. В статье рассматривается методика оценки компетенций в образовательных стандартах ФГОС 3++.
Метод. Оценка компетенции осуществляется через индикаторы компетенций. Для оценки компетенции сложного многослойного объекта был использован математический аппарат теории нечётких множеств.
Результат. Приведён пошаговый пример оценки компетенций. Представлен процесс трансформации входных переменных в нечёткие множества – оценки индикаторов компетенций. Разработана трапециевидная шкала лингвистических термов. Поэтапно представлены процессы фазификации, аккумуляции и дефазификации Получена итоговая чёткая оценка по компетенции.
Вывод. Введение нечётких чисел позволяет все вычисления производить достаточно гибко и получать в результате дефазификации объективную оценку сформированной компетенции.

81-89 110
Аннотация

Цель. Цель исследования состоит в разработке методики оценки публикационной активности авторов и организаций. Существующий подход к оценке публикационной активности научных, высших учебных заведений и научных работников (в том числе через Российский индекс научного цитирования) не отражают истинную эффективность их научной деятельности. Ключевые показатели оценки публикационной активности – индекс цитирования и индекс Хирша формируются на основе предоставляемых в РИНЦ данных и не могут достоверно установить авторство публикации, вклад каждого соавтора, а методика начисления показателей научной активности требует серьёзной корректировки и совершенствования.
Метод. В качестве метода исследования используется системный анализ, геометрическое моделирование, математические расчёты.
Результат. Разработаны методика оценки наукометрических показателей и методика расчёта нового индекса публикационной активности; представлена геометрическая и математическая модель нового индекса.
Вывод. Разработанный индекс публикационной активности позволяет более емко учесть все показатели эффективности научной деятельности: авторитетность журнала и автора, общее количество цитирований; соавторство; публикационную активность последних пяти лет и т.д.

90-99 119
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка метода организации процесса формирования потоков регистровой структуры, представляющей собой клеточный автомат двоичных последовательностей с управляемой структурой «клеточными» автоматами в однородных регистровых средах.
Метод. Для решения поставленной системной задачи построена модель процесса с целью определения факторов, позволяющих изменить последовательность следования элементов потока.
Результат. При исследовании наиболее распространенных формирователей псевдослучайных потоков на основе линейных регистровых сред с сумматорами по модулю два в цепях обратной связи, представляющих собой «клеточные» автоматы, по таблицам состояний среды установлено, что факторами, определяющими структуру формируемых потоков двоичных последовательностей - последовательности следования состояний, являются начальное состояние регистра однородной среды и структура обратных связей, определяемая функцией переходов клеточного автомата.
Вывод. Показано, что, варьируя начальным состоянием клеточного автомата и структурой обратных связей как инструментами управления, представляется возможным формировать двоичные псевдослучайные потоки состояний с различной структурой, различным порядком следования элементов потоков, приближая их характеристики к - случайным. Приведены примеры реализации процесса управления структурой потока, подтверждающие это предположение. Приведена типовая структура формирователя потоков с управляемой структурой на основе однородной.

100-113 161
Аннотация

Цель. Целью работы является определение перспектив развития цифровых финансовых инструментов в управлении социальными и экономическими системами.
Метод. В качестве методов исследования в работе выступил сравнительный анализ результатов анонимного анкетирования с использованием интерактивных многопользовательских социальных сетей.
Результат. Раскрыты факторы и ключевые параметры, оказывающие влияние на развитие криптовалютных механизмов, выявлены преимущества и недостатки применения цифровых инструментов. Приводятся предложения по управлению криптовалютными инструментами и рекомендации для повышения надежности и развития цифровых инструментов в управлении социальными и экономическими системами. Приведены результаты анализа опроса 1121 респондентов по теме использования криптовалют. Результаты исследования показали, что наиболее часто используемыми криптовалютами являются Bitcoin и Ethereum, при этом значительная часть респондентов предпочитают цифровую деятельность в качестве майнинга и трейдинга. При этом значительное число опрошенных считают, что будущее развитие цифровых финансовых инструментов имеют прямую зависимость от легитимации криптовалют со стороны государства и совершенствования технологии блокчейн.
Вывод. Развитие криптовалют нельзя оценить однозначно. При развитии криптовалютных инструментов возникает целый ряд угроз, к которым, следует отнести существенную волатильность, наличие законодательных ограничений на их применение, отсутствие возможности осуществить отзыв операций. Дальнейшее развитие криптовалют должно быть связано с нормативно-правовым регулированием их распространения, как на национальном, так и на международном уровне, что обеспечит определение их правового статуса среди иных денежных единиц. Также необходимо осуществлять поэтапное внедрение криптовалют в платежные системы при денежных расчетах, что должно быть осуществлено на основании организации официального обращения криптовалют и технологии блокчейн.

114-122 115
Аннотация

Цель. Целью исследования является моделирование эрозионных процессов в открытых руслах.
Метод. Применен стохастический подход к расчету параметров и построению моделей отдельных этапов эрозионного процесса: срыва, взвешивания и транспорта турбулентным потоком частиц размываемого грунта.
Результат. Разработана методика прогноза общего размыва русел рек и каналов, сложенных однородными и неоднородными по крупности несвязными грунтами. Апробация методики на материале лабораторных и натурных исследований подтвердила ее удовлетворительную точность в широком диапазоне гидравлических условий и гранулометрических составов грунтов.
Вывод. Принципы разработки модели эрозионных процессов в открытых руслах, модульная структура составленных на ее основе алгоритмов расчета и программ, позволяют совершенствовать методы расчета отдельных параметров эрозионного процесса и вносить коррективы в соответствующие модули алгоритмов и программ.

123-132 104
Аннотация

Цель. Целью исследования является повышение эффективности мероприятий по выявлению, расследованию и раскрытию правонарушений и преступлений на основе анализа ресурсов сети Интернет на предмет выявления и структуризации пригодной для интеллектуального анализа информации; выявить взаимосвязи между категориями данных, разработать модель получения оперативно значимой информации из открытых государственных информационных ресурсов.
Метод. Исследование основано на применении статистического анализа для описания общей структуры информации о физическом лице, размещенной в официальных государственных информационных ресурсах. Категорированный список актуальных веб-ресурсов, содержащих оперативно значимую информацию о лице или предмете преступления, составлен на основании экспертных оценок сотрудников органов внутренних дел. Для определения взаимосвязей между категориями данных использован графоаналитический метод исследования потоков информации, построена графовая модель получения оперативно значимой информации из открытых государственных информационных ресурсов.
Результат. Представлены результаты анализа ресурсов сети Интернет на предмет выявления пригодной для интеллектуального анализа информации, проведена их структуризация, выявлены взаимосвязи между категориями данных, разработана модель получения оперативно значимой информации из открытых государственных информационных ресурсов.
Вывод. Проведенный системный анализ государственных информационных ресурсов сети Интернет позволил выявить взаимосвязи между категориями данных и использовать их для получения оперативно значимой информации из открытых государственных информационных ресурсов. На практике построенная модель может быть использована для оптимизации нечеткого поиска. Для решения поставленной задачи представляется возможным применение нейронных сетей Кохонена или алгоритмов Хемминга. Аппарат нейронных сетей позволит определить закономерностей и оптимизировать поиск оперативно значимой информации.

133-138 104
Аннотация

Цель. В статье рассматривается вопрос верификации вычислительного процесса корпоративной информационной системы. Целью исследования является верификация вычислительного процесса корпоративной информационной системы.
Метод. Методом верификации вычислительного процесса корпоративной информационной системы является графоаналитическая модель и программная модель вычислительного процесса.
Результат. Результатом является успешная верификация вычислительного процесса корпоративной информационной системы.
Вывод. Вычислительный процесс корпоративной информационной системы может быть верифицирован с помощью графоаналитической и программной моделей. Представлен процесс верификации вычислительного процесса корпоративной информационной системы на примере корпоративной информационной системы 1С: Предприятие. Вычислительный процесс проходит через архитектуру корпоративной информационной системы и выполняет поставленные задачи.

139-146 114
Аннотация

Цель. Целью исследования является обоснование алгоритма и математических моделей системы оценки результативности обучения в интеллектуальной адаптивной системе. Решается проблема выбора адекватной оценки уровня полученных знаний и навыков при проектировании модулей на основе печатных плат (ПП) в САПР ПП. Рассматривается вопрос оценки результативности использования интеллектуальной адаптивной системы обучения, являющейся основополагающим критерием эффективности процесса обучения проектированию ПП.
Метод. Раскрыты параметры, алгоритм и закономерности построения интеллектуальных адаптивных систем обучения проектированию модулей на основе ПП судовых интегрированных систем управления.
Результат. Приведен пример интеллектуальной адаптивной системы обучения проектированию модулей на основе ПП, позволяющей проводить оценку результативности. Выделены целевые показатели результативности обучения проектированию модулей на основе ПП. Полнофункциональный алгоритм оценки результативности обучения проектированию модулей на основе ПП в интеллектуальных адаптивных систем определен по шагу технологических операций для обеспечения единства контроля качества обучения. Предложен подход к реализации оценки результативности использования интеллектуальной адаптивной системы обучения проектированию модулей на основе ПП.
Вывод. Результаты исследования могут быть полезны для преподавателей и обучаемых-специалистов, а также применяться на этапе оценки достижимых характеристик, что может существенно ускорить процесс обучения. Рекомендуемая методика применялась в обучении проектированию ПП персонала верфи Х52 Вьетнама. Методика применима не только для обучения персонала верфей, но и для разного уровня подготовки персонала промышленного предприятия, например в авиастроении, машиностроении, приборостроении.

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА 

147-158 118
Аннотация

Цель. Цель работы состоит в повышении точности определения ключевых теплофизических характеристик строительных материалов и изделий при стационарном тепловом режиме, а также расширении возможностей применения комплексного тепловизионного мониторинга при оценке теплопроводных качеств неоднородных однослойных строительных конструкций, находящихся, в том числе и в нестационарных температурных условиях.
Метод. Методологической основой служат положения теорий теплопередачи, теплового контроля и инфракрасной диагностики, методы качественного и количественного анализа термограмм.
Результат. Предложена схема комплексной неразрушающей диагностики теплотехнического состояния теплозащитных оболочек объектов капитального и завершенного строительства, инженерно-технических систем и подсистем жизнеобеспечения различного назначения по результатам термографирования и качественно-количественной оценки тепловых изображений. Обобщена практика применения тепловизионной техники и вспомогательного контрольноизмерительного оборудования в натурном обследовании светопрозрачных конструкций и несветопрозрачных вентилируемых фасадных систем реального здания гражданского назначения. Представлены итоги тепловизионной идентификации основных теплофизических свойств фрагмента ограждающей строительной конструкции в виде стенки из силикатного кирпича.
Вывод. Представленный метод активного теплового неразрушающего определения основных теплофизических свойств конструкционных строительных материалов и изделий, также экспериментальная установка для его реализации, позволяют в различных условиях и режимах исследовать весь комплекс теплотехнических характеристик.

159-170 144
Аннотация

Цель. Целью данного исследования является создание легкого, достаточно жесткого несущего покрытия, которое можно усиливать воздухоопорным эффектом при перегрузках во время форс-мажорных обстоятельств. Данные сооружения можно смонтировать в очень короткое время, как в условиях боевых действий, так и при стихийных бедствиях.
Метод. Исследование выполнено в программном комплексе «Программа расчета мембраннопневматических сооружений шаговым методом с применением численной процедуры Эйлера – Коши» по методике статического расчета мембранно-пневматических систем с учетом нелинейных факторов.
Результат. Разработана методика расчета воздухоопорных двухпоясных мембранно-стержневых систем покрытий больших пролетов итерационным методом приращений параметров с применением на итерации МКЭ и численной процедуры Эйлера-Коши третьего порядка точности. Произведено технико-экономическое сравнение нелинейных линзообразных мембранно-пневматических систем двух типов при действии расчетных снеговых нагрузок.
Вывод. В практике проектирования эффект усиления покрытия за счет воздухоопорного эффекта ориентировочно можно принимать равным трем. Применение воздухоопорного эффекта позволяет сэкономить значительные средства, иногда достигающие до 25% процентов от сметной стоимости сооружения за счет применения элементов конструкций меньшего сечения.

171-177 116
Аннотация

Цель. Целью исследования является определение группы предельного состояния по условию потери устойчивости формы равновесия конструкций.
Метод. Исследование основано на положениях теории устойчивости равновесных состояний строительных конструкций; теории ветвления решений нелинейных уравнений; метода возмущений; методов теории катастроф.
Результат. Обобщены результаты анализа послекритического поведения конструкций, основанного на решении задачи в более высоких приближениях и из фундаментальных положений теории катастроф. Доказано, что исследование устойчивости равновесных форм конструкций с помощью алгебраических средств и геометрических образов теории катастроф позволяет однозначно определить тип критических точек бифуркации, предсказать характер поведения конструкции и определить группу предельного состояния, к которой следует отнести достигнутое конструкцией состояние.
Вывод. Представляется необходимым переименование порядковых номеров типов критических точек бифуркаций для того, чтобы они совпадали с номерами соответствующих им групп предельных состояний.

178-186 121
Аннотация

Цель. Проблемы негативного воздействия карбонатной технологии производства портландцемента остро обсуждаются на многих научных площадках и мировое сообщество стремиться создавать более экологически безопасные и менее энергоемкие вяжущие материалы. Развитие бесклинкерной технологии позволит решать многие проблемы глобального масштаба, а использование вторичного или некондиционного материала расширит сырьевую базу и уменьшит нагрузку на окружающую среду.
Метод. Проектируя рецептуры строительных растворов необходимо учитывать соответствие требованиям, предъявляемым ко всем растворам в целом, как к штукатурным, так и к кладочным, отделочным, ремонтным и т.д. Исследование составов строительных растворов проводили стандартными методиками с использованием поверенного и сертифицированного оборудования.
Результат. Получены марки растворов М75 – 150, с подвижностью растворной смеси Пк 1-2, сохраняемостью 33-120 минут, с высокой адгезионной прочностью 0,62- 0,71 МПа.
Вывод. Предлагаемые составы растворов позволят выполнять штукатурные, кладочные и требующих быстрого схватывания ремонтные работы, а при правильном соблюдении предлагаемых рецептур и методики изготовления строительных растворов можно будет получать качественный и долговечный материал.

187-196 133
Аннотация

Цель. Целью исследования является изучение влияния предварительного электроразогрева бетонной смеси на структуру и свойства жаростойкого керамзитобетона на композиционном вяжущем до сушки при температуре 105оС.
Метод. В основу заложен отечественный и зарубежный опыт исследования влияния предварительного электроразогрева на свойства и структуру различных бетонов, в том числе жаростойких.
Результат. Разработан и апробирован лабораторный стенд для предварительного электроразогрева смесей. Исследовано влияние предварительного электроразогрева на процесс самопропаривания жаростойкого керамзитобетона. Разработан режим предварительного электроразогрева жаростойкого керамзитобетонной смеси во времени. Получены зависимости напряжений, обусловленные разницей температурных коэффициентов линейного расширения крупного и мелкого заполнителя и растворной части от температуры нагрева; определены зависимости предела прочности керамзитобетона от температуры нагрева керамзитобетонной смеси при различных режимах предварительного разогрева с композиционным вяжущим с соотношением компонентов: портландцемента 70%, минеральная добавка 30%.
Вывод. Предварительный электроразогрев смеси для жаростойкого бетона с керамзитовым заполнителем на основе активированного композиционного вяжущего позволит получить бетон с более высокими физико-термическими и эксплуатационными характеристиками, а также сократить технологический процесс изготовления жаростойких изделий, период сушки и вывода теплового агрегата на рабочий режим.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-6185 (Print)
ISSN 2542-095X (Online)