Preview

Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки

Расширенный поиск
Том 49, № 2 (2022)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2022-49-2

ЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА 

9-17 50
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка расчетной модели термоэлектрической системы (ТЭС) для охлаждения дискретных полупроводниковых приборов (ДПП), реализованной в пакете прикладных программ Elcut, и проведение соответствующего численного эксперимента по ней.

Метод. Разработан новый тип системы охлаждения ДПП, в котором используется несколько секций ТЭМ, обеспечивающих теплосъем, как с нижней, так и с верхней поверхности тепловыделяющих элементов, что увеличивает поверхность теплообмена между источником холода и элементом РЭА и повышает эффективность теплосъема. Методом конечных элементов построена расчетная модель данной системы на основе решения задачи теплопроводности для многоэлементной конструкции сложной конфигурации, каждая составляющая которой характеризуется тепло- и электрофизическими параметрами.

Результат. Проведен численный эксперимент по расчетной модели. В результате него получены результаты численного эксперимента в виде трехмерной картины температурного поля системы ДПП - ТЭС при выходе ее на стационарный режим, а также графиков изменения во времени температуры в центре дискретных полупроводниковых приборов при различных величинах холодопроизводительности термоэлектрического модуля.

Вывод. В результате численного эксперимента установлено, что предложенная конструкция охлаждающей ТЭС в полной мере позволяет решить задачу обеспечения требуемого температурного режима ДПП в диапазоне его мощностей до 75 Вт. При этом использование секций термоэлектрических модулей из идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам термоэлементов позволяет повысить технологичность создания устройства, а также обеспечить его работу в оптимальных токовых режимах. 

18-23 49
Аннотация

Цель. Целью работы является разработка калориметрического стенда, позволяющего моделировать работу энергоэффективного двухиспарительного холодильного агрегата бытового холодильника или морозильника.

Метод. В ходе работы описана калориметрическая установка, позволяющая проводить экспериментальные исследования по определению холодопроизводительности и энергоэффективности модернизированного холодильного агрегата бытового холодильника.

Результат. В настоящее время разработаны новые ресурсосберегающие схемные решения бытовой холодильной техники. Разработанные решения позволяют повысить эффективность холодильного агрегата, а также снизить его энергопотребление. Проведены теоретические расчеты, подтверждающие данные показатели. Для подтверждения расчетных значений требуется проведение автоматизированных экспериментальных исследований по определению параметров холодильного агрегата. В работе предлагается описание автоматизированного калориметрического стенда, позволяющего моделировать работу энергоэффективного двухиспарительного холодильного агрегата бытового холодильника или морозильника.

Вывод. Спроектированный калориметрический стенд позволит проводить комплексные экспериментальные исследования по определению холодопроизводительности модернизированного холодильного агрегата при работе на различных холодильных агентах. Экспериментальная установка позволяет также производить измерение температуры и давления в процессе работы холодильного агрегата, а также определять влияние различных факторов на его характеристики. 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ 

24-32 47
Аннотация

Цель. В настоящее время доступ к информационному ресурсу АС ОВД реализован через подсистему управлению доступом СЗИ на основе мандатного и дискреционного методов разграничения доступа, разработанных в 70-х годах прошлого столетия, и требующих улучшения. Целью исследования является анализ существующих методов и выбор на этой основе оптимального метода доступа штатных пользователей к информационным ресурсам автоматизированных систем ОВД.

Метод. Системный анализ, метод теории графов, и вербальное (словесное) моделирование.

Результат. Раскрыт новый аспект метода доступа штатных пользователей к информационным ресурсам автоматизированных систем ОВД, основанный на применении иерархических метрик семантической близости.

Вывод. Применение метода, основанного на семантической близости, значительно сокращает обработку большого количества информации, соответственно, повышая производительность автоматизированных систем. 

33-45 63
Аннотация

Цель. Качественное «облачное хранилище» данных должно обеспечивать конфиденциальность, целостность и доступность информации в «хранилище». Использование «облачных хранилищ» для хранения информации в резервных копиях сопряжено с их возможной утратой. Обеспечение конфиденциальности информации в «облачном хранилище» предполагает, что, «выгружая» данные в «облачное хранилище», пользователь должен быть уверен, что злоумышленник не сможет получить информацию из хранилища. Целью исследования является разработка алгоритма применения кроссплатформенного мобильного приложения для защиты информации в «облачном хранилище» ИС.

Метод. Исследование основано на использовании кроссплатформенного подхода создания приложений.

Результат. Проведен анализ существующих подходов и фреймворков разработки кроссплатформенных мобильных приложений. Предложено создавать приложение на основе фреймворка Xamarin. Для обеспечения конфиденциальности информации предлагается перед выгрузкой данных и резервных копий файлов шифровать их. Шифрование предполагает сокрытие исходного вида файла от неавторизованного использования при помощи крипто-алгоритмов, когда авторизованным пользователем будет являться обладатель ключа шифрования. Для реализации функции шифрования данных и резервных копий файлов, выгружаемых в «облачное хранилище», предлагается к применению симметричный алгоритм блочного шифрования Rijndael, принятый в качестве стандарта шифрования по результатам конкурса Advanced Encryption Standard (США).

Вывод. Кроссплатформенное мобильное приложение может компилироваться и эффективно работать под управлением операционных систем iOS и Android, выполнять шифрование файлов и выгружать их в «облачное хранилище» с возможностью последующей дешифровки. 

46-55 66
Аннотация

Цель. Целью работы является повышение информационной безопасности сетей предпринимательского вида, как наиболее подверженных внешним угрозам с целью коммерческого шпионажа.

Метод. Исследование основано на использовании оригинального математического алгоритма, позволяющего проводить кластеризацию сетей произвольной топологии и строить матрицу частичного порядка. С одной стороны, кластеризация позволяет выявить агентов сети, имеющих одинаковый информационный доступ к сети, с другой стороны, частичный порядок отражает положение отдельно взятого кластера в иерархической структуре всей сети.

Результат. Данный подход позволяет оценить потенциальную угрозу сети в зависимости от положения агента в сети, подвергшегося атаке. На основе данного подхода разработана методика определения степени открытости предпринимательской сети к воздействию со стороны внешних факторов для каждого агента сети. Она позволяет выделить агентов сети, требующих усиления безопасности по отношению к внешнему воздействию, так как потенциальная атака на них имеет максимально негативные последствия для всего соединения, что подчеркивает практическую значимость результата.

Вывод. Разработанная методика практически значима и может быть использована для оценки информационной безопасности или целостности сети любой природы, представимой в виде ориентированного графа. 

56-66 56
Аннотация

Цель. Целью исследования является построение эмуляторов основных датчиков малого космического аппарата (КА).

Метод. Качество восстановления определяется среднеквадратичным отклонением (СКО) данных от эталонов. Исследование основано на применении метода динамического программирования.

Результат. Проведен обзор работ в области применения устойчивых характеристик – инвариантов, в прикладных областях распознавания образов и контроля состояний сложных технических систем. Предложен и протестирован метод, направленный на выявление отказов и построение эмуляторов датчиков малого КА на основе анализа устойчивых показателей: коэффициентов корреляции и ковариации. Предложенный подход позволяет повысить в целом надежность информационно-измерительной системы малого космического аппарата. В дальнейшем для эмуляции вышедшего из строя датчика планируется применять множественную корреляцию временных последовательностей.

Вывод. В общем случае, распознавание сводится к сравнению графовых структур объектов к корректному сопоставлению иерархических моделей изображений на основе различных инвариантов. Контроль состояний сложных систем основывается на применении устойчивых характеристик, выступающих в качестве инвариантных или субинвариантных дескрипторов. Инварианты в различных приложениях помогают распознавать текущую ситуацию с достаточной степенью точности, снижая, как правило, размерность задачи. 

67-75 49
Аннотация

Цель. Целью исследования является определение скоростей сейсмических волн на местности.

Метод. Для определения скоростей сейсмических волн на различных участках земной коры при помощи выборки, полученной путем математического моделирования, была обучена искусственная нейронная сеть. Используя на входе обученной нейронной сети реальные значения разностей времен прихода сейсмических волн на местности, получаем на ее выходе значения скоростей сейсмических волн на местности.

Результат. Предложен метод определения скоростей сейсмических волн на местности с применением искусственных нейронных сетей. Получены зависимости среднеквадратической ошибки определения скоростей сейсмических волн на местности от эпохи обучения, а также распределение ошибок в определении координат гипоцентра землетрясения с использованием полученной информации о структуре земли.

Вывод. Предложенный метод позволяет определять структуру земной коры более точно, чем ранее предложенные математические методы. 

76-86 49
Аннотация

Цель. В современных условиях развития электронной промышленности одним из стратегических направлений развития организаций является обучение персонала. Затраты на обучение и возможность их реализации в условиях пандемии СОВИД-19 являются существенными. Целью этой работы является повышение эффективности деятельности проектировщиков в системах автоматизированного проектирования модулей на основе печатных плат (ПП) за счет формирования адаптивного сценария обучения и рекомендаций в соответствие с индивидуальными особенностями проектировщика.

Метод. В статье проведен обзор методов и систем формирования содержания САПР в различных отраслях, предлагаемые для создания обучающей системы, обновляемые в режиме реального времени, что позволит повысить квалификацию проектировщиков без отрыва от производства.

Результат. Разработана структура автоматизированной обучающей системы (АОС), отличающаяся моделью предметной области, профилем обучаемого, сценарием обучения и адаптации. Разработан метод построения обучающего курса САПР на предприятии приборостроительной отрасли, отличающийся использованием механизмов взаимодействия моделей обучения, с учетом индивидуальных характеристик обучаемого для формирования адаптивного сценария обучения, позволяющий предоставлять оптимальную траекторию обучения обучаемому с сокращением времени обучения. Исследуемый метод применяется для повышения квалификации проектировщиков по курсу «Проектирование модулей на основе ПП» на верфи Х52 во Вьетнаме. В качестве результатов экспериментов можно заключить следующие: эффективность повышения уровня компетенций проектировщиков на 11,3%, чем традиционный метод, с сокращением общего времени обучения на 25,4%, снижение расходов на дополнительное обучение новых проектировщиков.

Вывод. Полученные результаты доказывают необходимость разработки адаптивной обучающей системы на основе данного метода построения обучающего курса САПР проектирования модулей на основе ПП. Адекватность данного метода ранее подтверждена экспериментальными данными и предыдущими исследованиями. 

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА 

87-93 40
Аннотация

Цель. В современной технике широко распространены упругие конструкции сооружений, машин, технических устройств. В реальных условиях стержни испытывают колебания от динамических и кинематических возмущений. Целью работы является разработка методов и алгоритмов решения задач о колебаниях при динамических и кинематических возмущениях.

Метод. Исследование основано на применении гипотезы плоских сечений и принципа Даламбера.

Результат. Рассмотрена задача продольного свободного и вынужденного колебаний стержней. В результате найдена функция смещения поперечных сечений в продольном направлении стержня, получены спектры собственных форм jn и собственных частот wn колебания.

Вывод. Создан комплекс программ расчета, позволяющий осуществлять решение задач о колебаниях стержней. Получены спектры собственных частот wn и собственных форм jn(x) колебания, найдена u(x, t) – функция смещения поперечных сечений в продольном направлении стержня. 

94-102 43
Аннотация

Цель. Целью исследования является изучение сцепления арматуры с туфобетонами на кварцевых песках, приготовленными как на обычном портландцементе, так и с расширяющими добавками.

Метод. Решение выполняется проведением эксперимента: для этого производилось изготовление и испытание туфобетонных призм с одним центрально расположенным арматурным стержнем периодического профиля класса А-400, в установленные нормами сроки.

Результат. По результатам эксперимента установлено, что сцепление арматуры с бетоном определяется в основном пределом прочности бетона при сжатии. Прочность сцепления арматуры с бетоном возрастает с повышением прочности бетона. В исследуемых составах влияние концентрации крупного (туфового) заполнителя или расширяющей добавки не было обнаружено.

Вывод. Сцепление арматуры с бетоном в большей степени определяется прочностью самого бетона. Вид вяжущего (наличие расширяющей добавки) и концентрация крупного заполнителя не оказывают существенного влияния на сцепление арматуры с бетоном. Выявлена зависимость между сцеплением арматуры при продавливании и прочностью бетона. Оценку (косвенную) выносливости и трещиностойкости сцепления возможно давать по (величине условного сцепления) lусл, определяемой длиной визуально видимого среза консолей на бетонных образцах при испытаниях на продавливание. В туфобетонах исследуемых составов lусл снижается с увеличением прочности бетона. В туфобетонах с расширяющими добавками выносливость и трещиностойкость сцепления оказались выше по сравнению с туфобетонами на обычном портландцементе. 

103-109 36
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка алгоритма метода расчета площади светопроемов зданий, позволяющего осуществить переход к дифференцированному учету ресурсов светового климата в любой географической точке.

Метод. Исследование основано на методах проектирования естественного освещения зданий.

Результат. Усовершенствована математическая модель светового режима помещений, учитывающая особенности перераспределения световых потоков в конструкциях зенитных, прямоугольных фонарей и в наклонно расположенных световых устройствах.

Вывод. Получены коэффициенты светового климата для города Нальчика, применение которых позволит при улучшении микроклимата в помещениях повысить техникоэкономическую эффективность систем естественного освещения. 

110-122 40
Аннотация

Цель. Целью данного исследований является разработка методики оценки сейсмической опасности территорий и методики принятия оптимального проектного решения, основанного на различных критериях, в том числе и на критерии количественных параметров колебаний грунтов, учитывающих региональные особенности.

Метод. Произведена оценка количественных параметров сейсмических событий, зарегистрированных на территории Республики Дагестан и смежных районов аналитическими и численными методами. Определена надёжность зданий на основе вероятностных моделей.

Результат. Предложена методика оценки параметров колебаний грунтов на основе обработки инструментальных записей известных землетрясений, учитывающая особенности грунтов. Предложена методика принятия оптимального проектного решения, учитывающая параметры колебаний грунтов и другие целевые функции.

Вывод. Анализ полученных результатов показал, что с увеличением толщины рыхлого слоя увеличивается величина максимального ускорения, а диапазон неустойчивых колебаний периодов при этом лежит в интервале 0,1-0,5 сек. Строительство зданий должно быть основано на параметрах колебаний грунтов строительной площадки с учётом литологического состава грунта и других физико-механических свойств. 

123-132 41
Аннотация

Цель. В работе рассматриваются управляемые воздействия на изменение свойств компонентов, управляющий эффект технологических способов и приемов получения композиционных строительных материалов с комплексом заданных свойств.

Метод. Применены методы механо-физического, физико-химического, нанотехнологического воздействия.

Результат. Систематизированы и обобщены системно-структурные подходы управляющих воздействий на стадии структурообразования, технологических переделов, формирования оптимальной структуры и свойств цементных бетонов. Приведены физико-химические принципы и механизмы формирования структуры, основанные на установлении роли управления механофизическими, физико-химическими, нанотехнологическими методами воздействия на систему «цемент – вода». Выявлена возможность управления структурными превращениями в вяжущих системах, в том числе, за счет применения технологических воздействий.

Вывод. Реализация направленных условий воздействий на компоненты цементных бетонов обеспечит целенаправленное конструирование структур современных строительных материалов. 

133-142 44
Аннотация

Цель. Целью данного исследования является создание алгоритма статического расчета для определения максимальной несущей способности линзообразной мембранно-пневматической системы покрытия больших пролетов при действии внешних силовых нагрузок.

Метод. Численное исследование большепролетного мембранно-пневматического сооружения произведено шаговым методом приращения параметров с применением на шаге метода конечного элемента и численной процедуры Эйлера-Коши третьего порядка точности.

Результат. Авторами разработана методика статического расчета на ЭВМ геометрически и физически нелинейных линзообразных мембранно-пневматических систем покрытий сооружений больших пролетов итерационным методом приращений параметров с поэтапным применением метода конечных элементов в форме метода перемещений, универсального уравнения состояния газа и усовершенствованной численной процедуры Эйлера-Коши третьего порядка точности.

Вывод. Игнорирование в расчетах последействия означает нарушение равновесия системы за счет неуравновешенных пневматических сил, вычисленных с погрешностью 11,2% и влияющих, как показали расчеты, в размере примерно 7% процентов на величину приращения избыточного давления воздуха в линзе. 

143-149 36
Аннотация

Цель. Целью исследования является установление закономерности накопления необратимых деформаций грунтов от повторных нагружений.

Метод. При нагружении грунтов равновесие между внешними и внутренними силами устанавливается постепенно в течение более или менее продолжительного времени. Поэтому при однократном приложении циклической нагрузки такое равновесие может быть достигнуто лишь за относительно большое время.

Результат. Предложен приближенный метод расчета величины деформации, развившейся в результате действия циклической нагрузки. Определены случаи, когда надо учитывать вязкую составляющую деформации и когда последней можно пренебречь. Установлено, что при определении деформации грунтов, развившейся за однократное приложение таких циклических нагрузок, которые характерны для процесса их уплотнения машинами, во всех случаях, кроме укатки их катками на пневматических шинах, вязкую составляющую деформации можно не учитывать.

Вывод. В относительно небольшое время действия нагрузки состояние равновесия может быть достигнуто лишь в процессе деформирования грунтов повторными нагружениями. С увеличением числа повторностей нагружения грунт постепенно упрочняется, а деформация снижается. Это происходит как за счет необратимой, так и обратимой частей деформации. Следовательно, модуль деформации грунта от цикла к циклу увеличивается. 

150-157 50
Аннотация

Цель. Целью исследования является определение степени развития различных видов микроорганизмов и воздействия их на физико-механические свойства бетона.

Метод. Оценка возможности бетона служить субстратом для различных видов биодеструкторов проводилась с помощью определения влагопоглощения и рН водной вытяжки бетонных образцов.

Результат. Экспериментально установлен механизм воздействия различных микроорганизмов на бетон. Определен таксономический состав наиболее агрессивных к бетону микроорганизмов. Проведена оценкавлияния биообрастания на физико-механические свойства бетона.

Вывод. Результаты исследования служат основой для грамотного подбора наиболее эффективных методов антикоррозионной защиты бетонных конструкций, эксплуатирующихся в биологически агрессивных средах. 

158-164 36
Аннотация

Цель. Целью исследования является анализ известных технологических приемов формования торкрет-бетона и строительного 3D принтера и разработка на этой основе расширенной аддитивной технологии — метода электростатического формования изделий и сооружений из армобетона.

Метод. Принцип получения электростатического бетона заключается в электростатическом осаждении полусухой смеси вяжущего, тонкомолотого песка и волокон на формообразующую основу из стальной или углеродной сетки. Полученные слои дозировано увлажняют тонкораспыленной водой с различными добавками, циклы осаждения смеси и увлажнения повторяют до получения нужной толщины армобетона.

Результат. Электростатическое наращивание слоев бетона происходит без механического воздействия на формообразующую основу. Доказано, что основу изделия можно делать из небольшого количества материала за малое время и любым доступным способом. Первые же слои фибробетона после выдержки времени придают формообразующей основе прочность. По мере наращивания толщины бетона рост прочности изделия растёт, опережая рост массы.

Вывод. Электростатический метод формования позволяет изготавливать тонкостенные корпусные детали сложной формы, пространственные оболочки, архитектурно-строительные детали, и сооружения мембран, полых колонн и стоек, опор линий электропередач, мелиоративных желобов, водоотводных труб большого диаметра, резервуаров и др. 

165-176 36
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка составов огнезащитных вермикулитобетонных композитов для армоцементных конструкций, а также исследование свойств огнезащитного вермикулитобетонного композита и мелкозернистого бетона для двухслойных армоцементных конструкций.

Метод. Рассмотрены методы повышения огнестойкости железобетонных конструкций. Исследования направлены на разработку огнезащитных композитов с использованием вспученного вермикулита и вулканического пепла. Для улучшения физикомеханических свойств огнезащитного композита разработана смесь портландцемента, гипса, извести, базальтового волокна, смолы древесной омыленной, вулканического пепла и вспученного вермикулита. Для исследования вермикулитобетонов, армированных базальтовой фиброй, использовался ротатабельный план второго порядка типа правильного шестиугольника.

Результат. Предложены фибровермикулитобетоны, обладающие повышенными огнезащитными свойствами по сравнению с известными составами. Это происходит из-за лучшей сохранности фибровермикулитобетонного слоя при нагреве в результате фибрового армирования. Благодаря добавке СДО (смола древесная омыленная), повышаются огнезащитные свойства композита изза дополнительной поризации фибровермикулитобетона. Получены параметры диаграммы «напряжения-деформации» вермикулитобетонного композита и мелкозернистого бетона.

Вывод. Наилучшими огнезащитными свойствами обладают вермикулитобетоны со средней плотностью 480-560 кг/м3. Разработанные двухслойные армоцементные конструкции имеют высокую огнестойкость. 

177-184 36
Аннотация

Цель. Целью исследования является определение влияния пролета на работу большепролетных конструкций; рассматриваются и анализируются особенности работы большепролетных покрытий, которые широко применяются при проектировании и возведении современных зданий и сооружений.

Метод. Приводятся конструкции и конструктивные приемы, которые позволяют проектировать здания и сооружения большого пролета. Рассматриваются примеры расчета большепролетной рамы, выполняются соответствующие чертежи, приводятся узлы и другие подробности, которые могут служить наглядным пособием при проектировании соответствующих зданий и сооружений. Рассматриваются большепролетные балочные фермы и рамные системы.

Результат. Предложены и апробированы основные способы уменьшения большепролетных изгибающих моментов, а также конструктивные приемы, которые позволяют уменьшить пролетные перемещения.

Вывод. Разработанные конструктивные схемы рам и ферм обеспечивают минимальные затраты металла, а также позволяют определить влияние параметров и геометрии рам и ферм на расход металла. 



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


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