2017 год, №3

Содержание выпуска
Расчет параметров качества функциональных поверхностей люнетов
Ерохин В.В.
Стр. 1 — 6
В статье рассматривается методология расчета проектных параметров функциональных поверхностей люнетов, определяющих точность и производительность обработки поверхностей заготовок. Представлена матема-тическая модель расчета параметров качества функциональных поверхностей неподвижных люнетов. Модель построена на основе метода гарантируемого результата и предполагает, что внутренние и наружные цилинд-рические поверхности самоцентрирующихся роликов люнета имеют формы эллипсов и несоосность осей; контакт роликов с заготовкой является упругим; ролики предварительно поджаты к эллиптической поверхности заготовки с усилиями, обеспечивающими постоянный контакт между роликами и заготовкой; ролики вращаются с постоянной угловой скоростью.
Аспекты проектирования автоматизированной системы генерации кодов электрических элементов технологического оборудования
Ерохин В.В., Елисеева Е.В.
Стр. 7 — 18
В статье представлены аспекты проектирования автоматизированной системы генерации кодов электрических элементов технологического оборудования с использованием CASE-средств. Предлагается собственная технология итеративной разработки таких систем. В предложенной методике используется средство для разработки баз данных ERwin Data Modeler фирмы Computer Associates и реализованный авторами инструмент для автоматической генерации кода ERwin Class Builder. Реализованный инструмент проектирования является надстройкой над ERwin Data Modeler фирмы Computer Associates, расширяющей его функциональность. ERwin Data Modeler работает с логической и физической моделями данных и позволяет генерировать описание базы данных и ddl-скриптов.
Влияние параметров рельефа на выбор оптимального шага промежуточных опор вдоль линии канатного метро
Лагерев А.В., Лагерев И.А.
Стр. 19 — 38
Сформулирована и решена задача условной нелинейной технико-экономической оптимизации шага установки промежуточных опорных конструкций при проектировании линий канатного метро в условиях сильно урбанизированной городской среды с учетом не горизонтальности поверхности рельефа. Задача оптимизации включает однокритериальную целевую функцию, выражающую стоимость строительства линии канатного метро (суммарную стоимость промежуточных опор, их фундамента, тягового и несущих стальных канатов и технологического оборудования). Указанная целевая функция подлежала минимизации путем нахождения оптимального сочетания шага установки промежуточных опор и усилия натяжения несущих канатов с учетом системы конструктивных, режимных, прочностных и градостроительных ограничений в виде нелинейных неравенств. При построении целевой функции были учтены 3 возможные формы провисания несущих канатов, которые могут быть реализованы для различных значений усилия их натяжения. Выполнен анализ влияния угла продольного уклона поверхности рельефа вдоль линии канатного метро на величину оптимального шага промежуточных опор в зависимости от конструктивных и стоимостных показателей промежуточных опор, а также на стоимость 1 км линии канатного метро. Количественные расчеты показали, что с увеличением продольного уклона поверхности стоимость строительства также увеличивается с нелинейно возрастающей скоростью.
Исследования эффективности алгоритмов поиска решения при использовании функциональных семантических сетей
Миронова М.Н.
Стр. 39 — 45
Рассмотрены вопросы расчета параметров приводов. Использован подход, базирующийся на технологиях функциональных семантических сетей. Рассмотрена задача расчета и проектирования приводов на основе использования функциональной семантической сети. Проанализированы детерминированные и случайные алгоритмы поиска оптимальных решений: покоординатный метод, многолучевой, случайный поиск с возвратом. Разработан комбинированный алгоритм нахождения решения на функциональной семантической сети, сочетающий случайный поиск с возвратом и метод покоординатного спуска.
Уравнивание опорных нагрузок на ходовые колеса грузовой тележки крана мостового типа при применении универсальной компоновочной схемы
Гончаров К.А., Денисов И.А.
Стр. 46 — 54
Описан подход к проектной процедуре уравнивания опорных нагрузок на ходовые колеса грузовой тележки. Выявлена методологическая неопределённость в вопросе проектирования тележек, приводящая к усложнению процесса проектирования. Сформирована и решена задача компенсации отклонения положения общей равнодействующей сил, действующих на тележку, от точки, характеризующей наилучшее распределение нагрузки между колёсами, путём введением условной массы с использованием соответствующих зависимостей и накладываемых ограничений. Рассмотрены различные способы размещения реальных масс, формирующих условную массу, в рамках универсальной расчётной схемы металлоконструкции. Рассмотрен пример решения представленной задачи для грузовой опорной тележки мостового крана. Представлены выводы о целесообразности использования различных схем расположения масс в зависимости от проектной ситуации. Установлена необходимость применения метода шарнирной рамы для определения опорных нагрузок на ходовые колеса тележки на основе универсальной компоновочной схемы.
Экспериментальное исследование влияния дефектов монтажа на тяговую способность промежуточного привода ленточного конвейера
Гончаров К.А., Гришин А.В.
Стр. 55 — 61
Описаны результаты экспериментального исследования влияния дефектов монтажа на тяговую способность промежуточного ленточного привода ленточного конвейера. Предложен вариант экспериментального моделирования циклического относительного поперечного смещения лент посредством создания искусственного перекоса стыка верхнего контура стенда. Описана методика исследования, примененная аппаратура. Предложен способ физического наблюдения зон относительного покоя и скольжения лент, основанный на фиксации разности температур на входе и выходе зоны скольжения, образующейся за счет реализации принципов сухого трения лент в указанной зоне. В результате исследований экспериментально подтверждено наличие в зоне контакта условно грузовой и тяговой лент зон относительного покоя и скольжения. Также экспериментально подтверждена гипотеза о последовательности образования указанных зон в области контакта лент. На практике показана значимость влияния возможных дефектов монтажа на тяговую способность промежуточного привода, сделаны выводы о необходимости учета указанного явления при проектировании ленточных конвейеров.
Повышение безопасности эксплуатации мобильных транспортно-технологических машин с манипуляционными системами при работе с аутригерами
Лагерев И.А., Лагерев А.В.
Стр. 62 — 68
Предложена новая конструкция выносной опоры (аутригера) мобильной транспортно-технологической машины, позволяющая повысить ее общую устойчивость при работе манипуляционной системы. Основная опора, опирающаяся на опорную поверхность, дополнена анкерным устройством для восприятия действующих на машину опрокидывающих и сдвиговых эксплуатационных нагрузок. При этом рабочий элемент анкерного устройства вводится в тело опорной поверхности под углом, что обеспечивает формирование поля напряжений между основной опорой и анкерным устройством. Выполнены расчеты методом конечных элементов, подтверждающие эффективность данной конструкции. Теоретически установлено, что рабочий орган анкерного устройства, стремясь вырваться из тела опорной поверхности, своей передней поверхностью последовательно разрушает грунт путем поочередного смещения его смежных слоев вдоль линий сдвига, что должно было бы приводить к образованию характерного выпучивания первоначально ровной поверхности. Однако основная опора препятствует этому процессу, формируя второе направление сдвига, перпендикулярное первому, что вызывает существенное увеличение дополнительного удерживающего момента на 10…40 % (в зависимости от массы базового шасси). Также установлено, что для достижения максимальной эффективности рабочий орган анкерного устройства необходимо вводить под углом 30…45 градусов к горизонтальной поверхности.
Вероятность возникновения отказов при эксплуатации механизма подъёма мостового крюкового электрического крана
Ритенман И.Л., Ритенман В.И., Блейшмидт Л.И.
Стр. 69 — 98
Приведено применение методики анализа видов и последствий отказов (FMEA-анализ) для оценки технического риска наступления аварийных ситуаций при эксплуатации механизма подъёма мостового крюкового электрического крана. Методика позволяет выявить лимитирующие элементы и определить значимость последствий в конструкции механизма подъёма, разработать мероприятия для снижения риска наступлении аварийной ситуации.
Математическая модель отказа приводов ведущих подвесок конвейера с подвесной лентой и распределенным приводом при заклинивании приводных роликов
Толкачев Е.Н.
Стр. 99 — 109
Статья посвящена актуальному вопросу, связанному с моделированием отказов приводных подвесок конвейера с подвесной лентой и распределенным приводом. Разработана математическая модель отказа индивидуальных приводов подвесок вследстиве заклинивания приводного ролика. Для базового варианта конвейера с подвесной лентой выполнено моделирование динамических характеристик.
О подходе к определению показателя и построение шкалы оценки защищенности опасного производственного объекта
Рыбаков А.В., Иванов Е.В., Седов Д.С., Овсянников Р.Е.
Стр. 110 — 118
В статье представлен подход к определению значений показателя защищенности подвергшихся ударно-волновому воздействию опасных производственных объектов. Подход основан на энергетических методах. Дается геометрическая интерпретация определения значений показателя защищенности, для основных случаев разрушений. Приведен алгоритм градуировки условной шкалы защищенности для конкретного опасного производственного объекта с использованием численного эксперимента в программе SolidWorks Simulation. Полученные значения показателя применимы для разработки инженерно-технических мероприятий гражданской обороны, при количественной оценке мероприятий повышающих устойчивость функционирования объектов экономики.
Генетический алгоритм минимизации энергозатрат на переориентацию плоскости орбиты космического аппарата
Панкратов И.А.
Стр. 119 — 126
В кватернионной постановке рассмотрена задача оптимальной переориентации плоскости орбиты космического аппарата (КА). Управление (ускорение от вектора реактивной тяги, ортогональной плоскости орбиты) ограничено по модулю. Необходимо минимизировать затраты энергии на процесс переориентации плоскости орбиты КА. Рассмотрен актуальный частный случай задачи, когда орбита КА является круговой, а управление принимает постоянные значения на отдельных участках активного движения КА. Построен оригинальный генетический алгоритм нахождения траекторий оптимальных перелётов КА. При применении этого способа не требуется какая-либо информация о неизвестных начальных значениях сопряжённых переменных. Приведены примеры численного решения задачи для случая, когда отличие между начальной и конечной ориентациями орбиты КА составляет единицы градусов в угловой мере. При этом конечная ориентация плоскости орбиты КА соответствует ориентации плоскости орбиты спутников отечественной орбитальной группировки ГЛОНАСС.