WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«III ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ Инновационные технологии в обучении и производстве Камышин 20-22 апреля 2005 МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ Том 1 Агентство по образованию РФ УДК 62.001.7 Администрация г. ...»

-- [ Страница 2 ] --

В докладе обсуждаются интересные итоги решения частных проблем тео Изучая методологию обучения студентов машиностроительных специ рии прочности (например, проблемы масштабного эффекта (МЭ)), влекущие альностей и применение компьютерных технологий в образовании, рассмот за собой совершенно новые возможности в решении более широкого пласта рен пример специализированной подготовки студентов в области CAD/CAM прочностных задач. Следует уточнить, что продуктивной базой для этого технологий на примере программной среды Cimatron, представленной на вы явились результаты анализа феноменологических моделей накопления по числительном центре факультета «Автоматизации и технологии машино вреждений как детерминированного, так и стохастического типов, осуществ строения» НГТУ. Базовый этап обучения представляет собой комплекс твер лённого автором в Камышинском технологическом институте [1,2].

дотельного и каркасного моделирования, создания сборочных моделей [1].

Существо масштабного (размерного)эффекта заключается в изменении Более высокий уровень предполагает для студента подготовку автоматизиро- удельных механических характеристик объектов(образцов) при увеличении ванной обработки деталей на станках с ЧПУ. Учащиеся совмещают графиче- их размеров. Начиная с 30-х годов прошлого века развивается несколько на правлений в объяснении этого эффекта: статистический, термофлуктуацион ское моделирование с процедурами моделирования технологических опера ный, энергетический, технологический и др. Наличие разброса в эксперимен ций. Результат графического моделирования представлен управляющей про тальных данных, обусловленного неоднородностью структуры материала[1], граммой, которую постпроцессор формирует автоматически [2]. Данная под безусловно обращает внимание исследователей к построению статистических готовка предусматривает практические занятия, курсовой проект (3 курс) и (стохастических) моделей, но до последнего времени не удавалось с их по как часть бакалаврской работы (4 курс).

мощью описать все тонкости в изменении механических характеристик с Cimatron представляет собой систему с полным набором средств для кон ростом размера образцов даже на уровне их средних значений (мат. ожида струирования, анализа, черчения и подготовки управляющих программ. Все ний), не говоря уже о характеристиках разброса (коэффициент вариации).

более широкое использование станков с ЧПУ на производственных участках Анализ показал, что неудачи с созданием стохастических моделей МЭ, и определяет данную методику подготовки студентов.

построенных на употреблении случайных процессов и полей, обусловлены излишним упованием на гауссовские процессы и поля. Разработав специаль Список литературы ную процедуру их нелинейного преобразования (см. доклад Сиделёва А.А. в 1. Каневский Г.Н., Неделяева Т.А. Построение пространственных твердо- наст сборнике), удалось при минимально возможном числе варьируемых па тельных объектов в программной среде Cimatron. Метод. пособие / НГТУ, раметров имитационной модели описать все выделенные [2] качественные и количественные закономерности как на уровне средних, так и на уровне ко 2001г., с. эффициентов вариации (что ранее совсем не удавалось делать!). Этот успех 2. Cimatron General Post Processor. CAD/CAM Solution integrated technology / открыл возможность векторного описания процесса накопления повреждений Cimatron Ltd., 2002, p. с одновременным моделированием характеристик прочности при динамиче ском, статическом и циклическом режимах одноосного растяжения(сжатия) для образцов “простой” конфигурации. Помимо этого удалось смоделировать процесс накопления при изгибе: двух-, трёх- и четырёхточечном, а также центральном симметричном. При необходимости в последних случаях оказа лось весьма уместно использование классических сопроматных расчётов распределения напряжений в образце. Опыт показал, что такой альянс сто хастического и традиционного детерминированного подходов оказывается весьма эффективен.

Список литературы 1. Белов В.Н. Детерминированные модели временных процессов в разных областях науки и техники. – Волгоград: Политехник, 2002. – 320 с.

2. Белов В.Н.. Стохастические модели временных процессов в разных облас тях науки и техники. – Волгоград: Политехник, 2002. – 216 с.

67 УДК 681.2.02 рукции.

ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЕ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТАХ Среди наиболее вероятных причин появления трещин на стадии строи СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ тельства являются температурные напряжения, возникающие в процессе твердения бетона, а не только пластическая усадка бетона.

Бугров А.Ю.

Температурные напряжения в монолитных конструкциях из железобетона зависят от различных факторов:

С середины прошлого века в отечественном мостостроении широкое рас - условий строительства;

пространение получили сталежелезобетонные мосты, в которых наряду с ме - вида и количества в бетоне цемента;

таллической главной балкой используется железобетонная плита. Предпо - массивности конструкций.

сылкой к этому послужил дефицит металлопроката из легированной стали.

В процессе возведения монолитной плиты возникает ряд трудностей, свя Сталежелезобетонные мосты со сборными плитами получили широкое при занных с температурным режимом. С учетом того, что температура бетонной менение в отечественном мостостроении. В то время как за рубежом наи смеси за счет саморазогрева может значительно отличаться в большую сто большее предпочтение отдали монолитным плитам, используя сборные пли рону от температуры металлических балок, то это может привести к «замо ты в виде опалубки.

раживанию» в конструкции температурных напряжений.

В конце 80-х годов ХХ века после обследования по всей стране целого Летом, когда температура окружающей среды довольно высокая, встает ряда сталежелезобетонных мостов со сборными плитами, встал вопрос о це вопрос о том, как снизить температуру твердеющего бетонного массива.

лесообразности дальнейшего строительства подобных сооружений.

Учитывая, что монолитная железобетонная плита соединяется с металли Оказалось, что сборные плиты быстро начинают приходить в аварийное ческой балкой по всей длине и это соединение довольно сильно ограничивает состояние. Это выражено расстройством объединения железобетонной плиты температурные расширения бетона, то опасность образования температурных с металлоконструкцией, которое наступает уже через 5-10 лет после ввода трещин при больших температурах твердения бетона очень велика. Вначале, моста в эксплуатацию, что приводит к несовместной работе железобетонной когда температура бетона начинает повышаться, появляются сжимающие плиты и металлическими балками, обратным прогибам конструкции и, как усилия в бетоне, находящимся между упорами. Консоли плиты при этом мо следствие, резкому снижению грузоподъемности мостового сооружения.

гут свободно перемещаться и напряжения от температуры при этом будут Так же в образовании многочисленных трещин с недопустимым раскры невелики. А уже при остывании бетона, появляются растягивающие напря тием, карбонизацией и выщелачиванием бетона, интенсивной коррозией ар жения в конструкции. С увеличением модуля деформации значения термона матуры в местах объединения сборных плит монолитным бетоном.

пряжений сильно увеличиваются, зачастую превышая предельное растяже Решить проблему с помощью изменения крепежа железобетонных плит с ние железобетона. Что и приводит к образованию трещин.

металлической балкой не удается. Так как это не решает проблему образова Использование технологий по снижению температуры, в том числе за ния многочисленных трещин.

счет охлаждения трубами с холодной водой может дать обратный эффект.

В целом в конструкции плит, их стыках и в способах объединения с ме Так как охлаждение не будет равномерным по всему объему, а будет носить таллоконструкциями существует много предпосылок к браку при выполне локальный характер, вследствие чего появятся концентраторы температур нии строительно-монтажных работ и, в особенности, при отрицательных ных напряжений вдоль охлаждающих труб.

температурах. Обратные прогибы пролетных строений получаются не только Наиболее эффективным решением в сложившейся ситуации это использо от расстройства объединения плит с металлом, но и от плохо предсказуемых вание для приготовления бетонной смеси вместе с охлажденной водой кусоч и нерегулируемых процессов ползучести и усадки бетона в некачественно ков льда, которые при перемешивании смеси перейдут в жидкое состояние и выполненных многочисленных поперечных монолитных стыках, где при ма понизят температуру смеси. Но тогда возникает вопрос – где взять такое лых объемах бетонной кладки трудно было обеспечить необходимое качест большое количество льда? И на сколько это удорожит конструкцию? Но и во конструкции даже при положительных температурах. Что собственно и это не решит проблему, ведь при твердении бетона начнет повышаться его послужило предпосылкой для увеличения толщины плит в пределах габарита температура. Температура в ряде случаев может доходить до 100°С и более, проезжей части со 150 мм до 200 мм и более.

что явно не допустимо, так как вода, находящаяся в твердеющем бетоне нач Так как считалось, что монолитная плита в сталежелезобетонных пролет нет закипать, создавая при этом колоссальные температурные напряжения.

ных строениях лишена большей части проблем, наблюдающихся у сборных Становится очевидно, что выгоднее бетонировать в зимний период. Так сталежелезобетонных пролетных строений, то в последнее время стали при как технология подогрева бетона в зимний период и необходимое оборудова менять монолитную плиту.

ние уже широко применяется в нашей стране. Но при этом остаются все те же Но и использование монолитной плиты не решило всех проблем.

проблемы, что и с охлаждением: невозможность поддержания заданной тем Одним из актуальных вопросов при возведении монолитной плиты в ста пературы равномерной по всему объему бетонной конструкции.

лежелезобетонных мостах является обеспечение трещиностойкости конст 69 Уменьшить температурные перепады в бетоне можно с помощью специ- нове определяется линейный износ рабочей поверхности кулачка по углу его ально разработанной для этого конструкции опалубки, новых видов химиче- поворота. В результате изнашивания характеристики профиля кулачка изме ских или минеральных добавок к бетону. няются. Проводя последовательный расчёт характеристик сопряжения и из Для решения всех вышеперечисленных проблем, необходимо: нашивания кулачка с заданным по времени шагом, получаем зависимость - произвести исследования термонапряженного состояния железобе- изменения профиля кулачка МГР по времени в процессе эксплуатации. Это, в тонных конструкций;

свою очередь, дает возможность оценить влияние изнашивания на работо - произвести разработку мероприятий, способных уменьшить риск по- способность механизма, а также выявить предельные нормы износа кулачков.

явления температурных трещин;

Описанная методика расчета реализована в виде комплекса компьютер - подобрать правильное сочетание химических и минеральных доба- ных программ на языке FORTRAN, а также идентифицирована по экспери вок к бетонной смеси;

ментальным данным. В качестве примера выполнен расчёт изнашивания - подобрать вид и количество цемента в состав бетона. профиля кулачка двигателя ВАЗ в процессе его эксплуатации на двух скоро стных режимах. При этом показано существенное различие характера изна шивания кулачка по углу его поворота, а также значений максимальных из Список литературы носов. При работе двигателя на номинальном скоростном режиме в процессе 1. Кручинкин А., Мокиенко Т., Целищев В. Не допустить мостопада // Мос изнашивания кулачка наблюдается увеличение по модулю отрицательных тостроение, 2005 г. № ускорений толкателя, что приводит к уменьшению запаса усилия клапанных 2. Корнев С.Н. Опыт проектирования и строительства сталежелезобетонных пружин и возможному нарушению силового замыкания механизма.

пролетных строений эстакад направленных съездов на пересечении МКАД с Горьковским и Ярославским шоссе // Вестник мостостроения, 1999 г. №1- Список литературы 3. Федорашко Н.В., Герасимов В.И., Егоров В.П. Опыт изготовления и мон тажа железобетонных плит беспрогонной конструкции сталежелезобетонных 1. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных пролетных строений // Вестник мостостроения, 1997 г. №1-2 условиях: Справочник. - М.: Машиностроение, 1986. – 224 с.

4. До Тхань Лап. Термонапряженное состояние монолитных конструкций железобетонных мостов, сооружаемых в условиях Вьетнама. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Моск УДК 621.431. ва, 2005 г.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСКАЕМОГО ИЗНОСА КУЛАЧКОВОЙ ПАРЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВС Васильев А.В., Попов Д.В., Шмаков С.В., Дейниченко Е.Д.

УДК 621.431. РАСЧЕТ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ И ЛИНЕЙНОГО ИЗНОСА Долговечность работы механизма газораспределения (МГР) определяется КУЛАЧКОВОЙ ПАРЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ износостойкостью его деталей, в частности кулачков распределительного ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ вала. Так, в работе [1] установлено, что с износом кулачков снижение мощ Васильев А.В., Дейниченко Е.Д. ности достигает 9,2 % на режимах, близких к номинальному, а при износе кулачков до 1,2 мм количество углеводородов в отработавших газах увели Расчёт износа и долговечности сопряжённых поверхностей трения ДВС чивается на средних и максимальных нагрузках на 14 – 26 %.

является довольно сложной задачей. Это является следствием невыявленно- В данном исследовании поставленная задача решается путём математиче сти закономерностей их изнашивания и отсутствия достоверных данных о ского моделирования износа кулачковой пары и рабочих процессов ДВС с предельных нормах износа основных деталей. В связи с этим в данной работе изношенным профилем с использованием разработанных алгоритмов и про представлена методика расчёта трибологических характеристик кулачковой граммных средств. Определение износа основано на использовании расчёт пары клапанного механизма газораспределения (МГР), как наиболее нагру- ных зависимостей, приведённых в работе [2]. Сначала рассчитывается интен женной. При этом расчёт ведётся с учётом кинематической схемы МГР, дей- сивность изнашивания, после чего определяется линейный износ рабочей ствующих силовых факторов, гидродинамических условий смазки сопряже- поверхности кулачка сначала за цикл нагружения, а затем и в течение задан ния и свойств материалов, а также изнашивания профиля кулачка в процессе ного промежутка времени. Далее изношенный профиль кулачка используется эксплуатации. при моделирования рабочих процессов в элементах газовоздушного тракта В расчете используется зависимость, позволяющая определить интенсив- ДВС [3]. В результате устанавливается взаимосвязь параметров и характери ность изнашивания деталей пары кулачок-толкатель МГР ДВС [1]. На её ос 71 стик МГР с показателями газообмена, а также индикаторными и эффектив- любой точностью аппроксимировать диаграмму растяжения, но при этом ными показателями ДВС. возрастает число параметров, необходимых для описания диаграммы дефор По данной методике было выполнено исследование двигателя ВАЗ. При мирования, которые явной связи с механическими свойствами не имеют. С этом, в частности, было установлено, что после 12 тыс. часов работы проис- точки зрения ранжирования материалов по свойствам, возможности учёта ходит заметное сужение фаз газораспределения. При этом максимальный механизмов деформирования на различных стадиях пластической деформа износ кулачка составляет 1,15 мм, что приводит к снижению эффективной ции и возможности использования уже накопленных к настоящему времени мощности на 6,7%, а удельные эффективный расход топлива возрастает при- экспериментальных данных, полученных при испытании различных конст мерно на 2%. Далее, задаваясь ограничением на ухудшение тех или иных рукционных материалов было бы желательно иметь минимальное число за параметров ДВС, на основе данного исследования легко можно определить действованных параметров, причём таких, для которых просматривается предельно допускаемый износ кулачковой пары и её долговечность. связь с исходными механическими свойствами. Наибольший материал нако плен при линейной и степенной аппроксимациях диаграммы деформирова Список литературы ния. В настоящей работе для титанового псевдо- сплава ПТ-5В изучена диаграмма деформирования при её аппроксимации функцией 1. Жолобов Л.А., Панов Ю.М. Влияние износа механизма газораспределения m на выходные показатели двигателя // Совершенствование эксплуатационных i = A ei, (1) качеств тракторов и автомобилей и использование машинно-тракторного пар где А и m – константы материала.

ка: Сб. науч. тр. / ГСХИ. - Горький, 1986. - С. 3 - 9.

Показатель деформационного упрочнения m является зависимым от меха 2. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных нических свойств материала и в значительной степени определяет размеры условиях: Справочник. - М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.

пластической зоны в области концентратора. Вязкость разрушения КIC также 3. Математическое моделирование рабочих процессов ДВС: Учебное посо коррелирует с величиной m. Однако параметр m не является величиной по бие / А. В. Васильев, Е. А. Григорьев;

Волгоград. гос. техн. ун-т. – Волгоград, стоянной.

2002. - 67с.

Исследование проведено на цилиндрических образцах из титанового сплава ПТ-5В диаметром 10 мм, длиной расчётной части 50 мм. Нагружение осуществлялось на испытательной установке УМЭ-10ТМ. Запись диаграммы УДК 594. растяжения образцов на стадии нагружения до образования шейки проводи СТЕПЕННАЯ АППРОКСИМАЦИЯ ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ лась на штатном оборудовании УМЭ-10ТМ с использованием тензометра, установленного на рабочей части образца.

ТИТАНОВОГО ПСЕВДО- СПЛАВА ПТ-5В Появление шейки вызывает ряд затруднений, связанных с локализацией Водопьянов В.И., Кондратьев О.В., Скорняков А.А., Сапунов Л.П.

деформации, таких как появление радиальных и тангенциальных напряжений в минимальных сечениях шейки, изменение скорости деформации при посто Расчёт напряжённо-деформированного состояния (НДС) в упругопласти янной скорости перемещения захвата (более, чем на порядок), зависимость ческой и пластической областях при сложном напряжённом состоянии про интенсивности упрочнения металла от величины накопленной деформации.

водят на основе обобщённой диаграммы деформирования. Необходимость С целью исключения влияния жёсткости напряжённого состояния на со таких расчётов возникает при анализе НДС в очагах концентрации напряже противление деформированию проводили периодические расточки шейки в ний, в технологических процессах обработки материалов давлением и др.

меридиональном направлении до значений кривизны, снижающих теоретиче Обобщённую диаграмму деформирования обычно приводят в координатах ский коэффициент концентрации напряжений до 1,02.

интенсивность напряжений i – интенсивность деформаций еi. Считают, что Было проведено изучение распределения величин локальных продольных обобщённая диаграмма деформирования является единой при любом НДС, а деформаций (база равнялась 0,5 мм) в области расточенной шейки, что по строят её на основе обработки диаграммы растяжения, получаемой обычно зволило определить размеры зоны в области шейки, характеризующиеся ак при испытании образца на растяжение. Таким путём результаты испытания, тивной пластической деформацией и оценить скорость деформации в зави полученные при простом растяжении можно перенести и на другие виды на симости от скорости перемещения подвижного захвата.

пряжённого состояния. Не точное задание диаграммы деформирования i –еi Влияние скорости деформации на сопротивление пластическому дефор может привести к ошибочным результатам все данные расчётов НДС. Про мированию было оценено при разрыве образцов с различными скоростями блема качественной обработки результатов при простом растяжении, а также растяжения. Скорость деформации изменялась от 1,6·10-5 до 1,6·10-2 1/с. Уве нахождение наиболее достоверной аппроксимации диаграммы деформирова личение характеристик прочности (предела текучести 0,2 и предела прочно ния давно является предметом исследований, но до сих пор ещё находится в стадии разработки. Конечно, современные численные методы позволяют с 73 сти в) не превышали 5 %. Влияние скорости на характеристики пластично- повороты, наклоны;

параллельно сравнивать фрагменты изображений (в слу сти обнаружено не было. чае электронного варианта решения задачи – приходится сравнивать все би С учётом полученных результатов скорость перемещения подвижного за- ты), проводить нелинейные преобразования, такие как вычисление корреля хвата на стадии деформирования с шейкой была снижена на порядок, что ции, свертки, нелинейное преобразование яркости.

приблизило скорость деформации в шейке к скорости на стадии равномерно- Существующие системы оптической памяти не удовлетворяют всем вы го деформирования, согласно полученным выше данным, что не должно двигаемым требованиям (большая емкость, высокая скорость считывания, влиять на исследуемые характеристики. параллельное считывание). Среди перспективных схем трехмерной оптиче В заключение была проведена оценка значений коэффициента деформа- ской памяти наиболее популярны схемы с послойным хранением информа ционного упрочнения по трём областям: от предела пропорциональности пц ции, которые позволяют использовать методы записи информации, разрабо до напряжений предела текучести 0,2, от предела текучести до предела проч- танные для двумерной памяти, и допускают параллельное считывание ин ности и, наконец, от предела прочности до истинного сопротивления разру- формации, записанной в слое. Для осуществления такого послойного считы шению Sк. Установлено интенсивное снижение m от 1,0 до 0,01 в первой об- вания необходим способ выделения вклада от требуемого слоя в детектируе ласти и несколько превышающей её;

не установлено существенного различия мую световую волну. Этот способ может быть основан на различных физиче в величине m на стадии равномерного деформирования и на стадии сосредо- ских принципах.

точенного деформирования. Эта величина в среднем составила 0,084, а для Авторами данной работы ранее был проведен анализ различных схем реа отдельных образцов колебания как на стадии равномерных деформаций, так лизации устройств трехмерной голографической памяти с послойным хране и на стадии шейкообразования наблюдались как в меньшую, так и в бльшую нием информации, где в качестве информационного слоя используются как сторону в пределах от 0,07 до 0,09. Таким образом, для исследуемого сплава тонкие, так и толстые голограммы [4,6]. Были также рассмотрены направле не установлено влияния величины накопленной деформации на значение ко- ния повышения информационной емкости оптической памяти, что является эффициента деформационного упрочнения m и во всём исследуемом интер- главной характеристикой памяти для задач искусственного интеллекта, и вале развитых пластических деформаций его величину можно принимать проанализированы модели с послойным считыванием толстых голограмм при постоянной. помощи наведенной неоднородности показателя преломления и наведенного профиля диэлектрической проницаемости в виде маркирующей волны, лока лизованной по толщине информационного слоя.

Необходимо отметить, что выбор голограмм Фурье для наших исследова УДК 658. ний основывается на нескольких важных параметрах: высокой информаци АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ДЕЙСТВИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ онной емкости голограмм Фурье по сравнению с голограммами других типов ТРЕХМЕРНОЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ НА ОСНОВЕ и наличием меньших аберраций (искажений оптических изображений) [1,4].

ГОЛОГРАММ ФУРЬЕ С УЧЕТОМ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ Для решения вышеизложенных задач мы используем для моделирования ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ СРЕДЫ и оптимизации параметров устройств трехмерной голографической памяти, основанной на голограммах Фурье, фонд физических эффектов (ФЭ), разра Давыдова С.В., Давыдов Д.А., Фоменков С.А.

ботанный в Волгоградском государственном техническом университете [7].

Под физическим эффектом понимается объективная, закономерно обу В настоящее время актуальна проблема создания долговременной, деше словленная связь между двумя или более физическими явлениями, каждое из вой и надежной памяти большого объема с такими важными характеристи которых характеризуется соответствующей физической величиной. Исполь ками, как высокоскоростное считывание информации из параллельных слоев.

зуется схема представления ФЭ в виде «черного ящика»: (A1,B1)(A2,B2), Насущность данной потребности обуславливается тем, что практическое где А1 – описание инициирующего воздействия на материальный объект, большинство задач из области искусственного интеллекта и сопредельных с имеющий конкретную физическую структуру В1;

A2 – описание результи ним направлений требуют массивных и скоростных вычислений. К таким рующего воздействия на объект, описание конечного состояния которого задачам можно отнести распознавание образов, обработку всевозможных представлено B2.

изображений, кодирование информации и ее преобразование.

Как известно, голография основывается на двух главных физических Перспективное направление для решения таких задач – использование принципах – интерференции и дифракции световых волн. Интерференция трехмерной голографической памяти [2, 5]. Дополнительный аргумент в отвечает за запись информации, дифракция – за ее считывание [5]. В нашу пользу использования такой памяти – световое излучение – самый удобный задачу входит систематизация других физических эффектов, отвечающих за инструмент для решения подобных задач, так как с прочитанным информа- порождение информационного пучка, регистрацию интерференционной кар тины в среде для записи и детектирование дифрагированной волны для чте ционным массивом можно проводить всевозможные линейные преобразова ния. Отметим, что сами физические эффекты определяются параметрами ния: вычислять Фурье-компоненты, изменять яркость, масштаб, изменять 75 объекта, представляющего голограмму, и характеристиками информационно Список литературы го и опорного пучка. Регистрация интерференционной картины представляет 1. Барачевский В.А. Светочувствительные органические среды для оптиче собой устойчивое пространственное изменение свойств точек в выделенном ской памяти высокой емкости. Журнал научной и прикладной фотографии.

объеме голограммы в некоторой определенной зависимости от интенсивно Том 43, № 5 (1998), стр. 79.

сти светового потока интерференции опорного и информационного пучков в 2. Кольер Р., Беркхарт К., Лиин Л. Оптическая голография.-М.:Мир, 1973.

данных точках. Механизм считывания во многом определяется механизмом 3. Котов В.Б., Политова С.В. Влияние перекрестной помехи на емкость объ записи, а именно – способом регистрации в среде интерференционной карти емной голографической памяти // Радиотехника и электроника, 2003, том 48, ны. Генератор и детектор информационного пучка представляют собой уст №12.

ройства, реализующие один или несколько физических эффектов и также 4. Котов В.Б., Политова С.В. Особенности использования пар толстых голо представляют собой объекты проектирования.

грамм как слоев оптической памяти»//Радиотехника и электроника. 2004, том Нельзя не упомянуть о параметрах голографической среды для записи и 49, № 5.

хранения информации и о параметрах световой волны, а именно, о свойствах 5. Микаэлян А.Л. Оптические методы в информатике: запись, обработка и используемых эмульсий и характеристиках лазеров. К настоящему времени передача информации. – М.:Наука, 1990.

результаты исследований фотоэмульсий достаточно подробно описаны, на 6. Политова С.В., Давыдов Д.А., Фоменков С.А. Модель трехмерной голо пример, в [1]. Но для решения нашей задачи оптимизации параметров уст графической памяти для обеспечения высокопроизводительных вычислений ройства голографической памяти мы учитываем не только количественные при решении задач искусственного интеллекта // Сб. науч. тр. XI Всеросс. на характеристики слоев, такие как толщина, чувствительность и разрешающая уч.-метод. конф. «Телематика’2004», Санкт-Петербург, 2004.

способность, но и диапазон регистрируемых волн, для чего нами разработаны 7. Фоменков С.А., Давыдов Д.А., Камаев В.А. Моделирование и автоматизи морфологические таблицы, связывающие важные параметры для записи, рованное использование структурированных физических знаний: монография.

хранения и считывания информации, и учитывающие возможные варианты – М.:Машиностроение-1, 2004.

для получения оптимальных условий для решения наших задач. Если при этом учитываются помеха и увеличение отношения сигнал/шум, то, соответ ственно, можно говорить об оптимизации параметров с целью увеличения информационной емкости нашего устройства, УДК 624.21. В заключение приведем оценку показателя информационной емкости МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ оптической памяти при влиянии перекрестной помехи при считывании ди СИСТЕМЫ «ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО – ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ШОВ фракционных решеток в объемных голографических средах общей формы, АВТОДОРОЖНОГО МОСТА» полученную в [3]:

3 Ефанов А.В.

2 оп N = Nоб Nоп = N N3 Nоп = 2 оп, Даже хорошо спроектированные и выполненные деформационные швы где Nоб – набор плоских объектных световых волн, Nоп – набор плоских моста (ДШ) всегда представляют собой неровности в мостовом полотне ав опорных световых волн, N2, N3 – номера соответствующих объектных волн, тодорожных мостов. Эти неровности являются причиной возникновения зна чительных динамических нагрузок, особенно при прохождении автомобилей оп 2 - угловые размеры объектного пучка, - угловой размер опорно большой грузоподъемности. Динамическое воздействие при этом оказывает го пучка. влияние и на саму конструкцию ДШ, и на транспортное средство, и на пас сажиров, а также передается на конструкции моста. Результатами динамиче Оценка информационной емкости для самых плохих (в смысле шумов) ского воздействия являются: повышенный износ движущихся и несущих вариантов информационных массивов в зависимости от углов падения опор конструкций автомобилей, ДШ, развитие усталостных повреждений указан ных и объектных пучков выглядит следующим образом.

ных узлов, снижение комфортности проезда по ДШ и безопасности движения 3 / 2 3 / FF V FF N = 23опlylxlz sin() = 23оп sin() в этой зоне мостового полотна, общие и локальные повреждения дорожной, одежды мостового полотна и несущих конструкций моста.

sin() Динамическая составляющая колесной нагрузки зависит от конструкции и где ly, lx, lz – приведенные размеры голографической среды, - угол ме типа дорожной одежды, характеристик транспортного средства (геометриче жду соседними опорными лучами, FF – форм-фактор фотоприемника, V – ских и массовых, распределения жесткости, типов шин и подвески, скорости, = 2 / k - длина волны света в среде.

объем голографической среды, и т.д.) и пролетного строения моста (длины пролета, его геометрии, статиче ской схемы, собственных частот и характеристик затухания колебаний), кон 77 струкции ДШ.

Развитие методов учета динамического воздействия на ДШ происходило при всеобщем понимании необходимости учета динамического взаимодейст вия между транспортным средством и неровностью плоскости движения, которой в данном случае является ДШ [1, 2, 4]. В одном случае эти модели были разработаны для учета динамического воздействия на транспортное Рис. 2. – Модели грузовиков с 2, 3, 4 и 9 степенями свободы.

средство и пассажиров при проезде через ДШ [1], в другом – для выяснения характера взаимодействия моста (с неровностями) и транспортного средства Наиболее полного учета указанных наработок позволяет достичь новая [4], в третьем – для решения большинства подобных задач [2].

модель системы «транспортное средство – мостовое полотно, включая де Моделирование динамического воздействия на транспортное средство в формационный шов», построенная как конечно-элементная модель и реали системы «транспортное средство – неровность мостового полотна», осущест зованная с помощью программного комплекса. Например, такая модель была вленное у нас в 70-х годах прошлого века Шестериковым В.И. [1], позволило использована совместно с комплексом LS-Dyna [2]. Модель позволяет, изме определить максимальную степень неровности ДШ по отношению к уровню няя параметры испытательного транспортного средства (нагрузку, геометри мостового полотна, исходя из параметров комфортности и безопасности про ческие размеры и скорость), характеристики неровности деформационного езда транспорта через ДШ. Неровность описывалась формой, высотой и про шва и жесткость дорожного покрытия, определять напряжения и деформации тяженностью, а транспортное средство представлено колебательной систе в деформационном шве и каждом слое дорожного покрытия вследствие ди мой из двух масс – подрессоренной и надрессоренной с тремя степенями сво намических воздействий, вызванных при движении транспортного средства.

боды (рис. 1, а). Эта модель позволила также получить значения динамиче Модель также позволяет определять ускорение транспортного средства, ских коэффициентов, используемых для расчета элементов ДШ (1,6 и 2,0 со проверять степень комфортности проезда по неровному дорожному покры ответственно при расстоянии между ДШ на мосту до 40м и более).

тию.

На рис. 1, б показана другая модель системы «транспортное средство – Конечно-элементная модель мостового полотна (рис. 3) – это трехслойная мост с неровностями» [4]. Неровность, воздействующая на транспортное модель (два слоя асфальтобетона и один цементобетона), общей длиной 22, средство в этой модели – сумма начального профиля поверхности моста и м и шириной 4 м. Использованные материалы являются линейно-упругими прогиба от динамической нагрузки на мост. Удар возбуждает транспортное для основания (бетон конструкции плиты), и вязкоупругими для двух слоев средство, что в результате выражается в появлении динамических усилий в асфальтобетона. Посередине находится ДШ, размеры которого показаны на шинах. Эти силы, в свою очередь, прикладываются к мосту и вызывают ди рис. 3.

намические смещения моста. Этот механизм обратной связи сил привязывает динамическую характеристику моста к данному транспортному средству и описывает уже их взаимодействие.

Различные методы вычисления развиты авторами [4] для того, чтобы при вязать динамическую характеристику моста к данному набору давлений ко лес транспортного средства.

Рис. 3. – Конечно-элементные модели ДШ и мостового полотна.

Модель транспортного средства – это конечно-элементная модель IVECO 180 NC, четырехосного тяжелого грузового автомобиля с массой нетто кг и полной массой приблизительно равной 30 т.

Чтобы правильно оценить влияние динамики и поведение транспортного средства, вся система подвески была воспроизведена, как показано на рис. 4.

Стандартный грузовик имеет подвеску, с упругими стальными балками, ус тановленными на каждой из осей, и гидравлическими амортизаторами. Ос новные части конструкции транспортного средства используют модель упру Рис. 1. – Примеры моделей для оценки динамического взаимодействия го-пластичного материала.

транспортного средства с неровностями моста.

В последнем случае можно усложнить математическую модель транс портного средства, используя, например, следующие схемы [2], что позволя ет более точно учесть характер взаимодействия.

79 В последнее время пристальное внимание уделяется развитию методов наиболее полного учета динамического воздействия на ДШ, поскольку, как установлено, большинство дефектов ДШ (особенно сложных по конструк ции, многопрофильных) вызваны именно динамическими нагрузками и уста лостью материала элементов ДШ [3, 5]. Как правило, такие работы направле ны на создание моделей элементов ДШ с целью планирования экспериментов по определению выносливости этих узлов [5], либо с целью рационального проектирования долговечных ДШ [3]. В обоих случаях обычно моделируется промежуточная балка модульного ДШ как многопролетная статически неоп ределимая балка на упруго-податливых опорах с учетом демпфирования в опорных частях промежуточной балки (рис. 5, а) и с аналогичными связями в опорных частях траверс (рис. 5, б).

Рис. 4. – Конечно-элементная модель задней подвески.

Список литературы Нагрузка передана дорожному покрытию через пневматические шины 1. Шестериков В.И. Деформационные швы в автодорожных мостах. М., вращающихся колес, а поверхность контакта между этими двумя телами (ре Транспорт, 1978, 151 с.

зиновой шиной и дорожным покрытием) реализована как контактная поверх 2. Bonin G., Loprencipe G., Ranzo A. Traffic Dynamic Effect On Road Bridge ность с кулоновским трением.

Joint / First International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Manage Фактически, на данной модели можно изучать различные типы ДШ при ment, IABMAS, 2002, 8 p.

различных скоростях транспортных средств и их массах, дорожных покрыти 3. Palamas J., Coussy O., Bamberger Y. Effects of Surface Irregularities Upon the ях, конструктивных схемах и характеристиках мостов. С этой моделью мож Dynamic Response of Bridges Under Suspended Moving Loads // Journal of Sound но вычислить напряжения, деформации и ускорения в каждом элементе кон and Vibration. Vol. 99, No. 2, 1985, P. 235-245.

струкции;

она полезна для прогнозирования усталости конструкции ДШ и 4. Performance Testing for Modular Bridge Joint Systems. NCHRP Report 467 / транспортного средства. Кроме того, модель дает возможность поместить в University of Minnesota, National Academy Press, Washington, D.C., 2002, 92 p.

транспортное средство виртуальный манекен (модель человеческого тела) 5. Ramberger G. Structural Bearings and Expansion Joints for Bridges. IABSE, для получения более полной информации относительно динамических воз Zurich, Switzerland, 2002, 89 p.

действий на пассажира.

УДК 621. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ Р6М5 ПОСЛЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Захаров И.Н., Ермолов В.С., Карпович И.И., Белолипецкий П.А.

Рассматриваются результаты исследований влияния электромеханической обработки (ЭМО) на структуру быстрорежущей стали Р6М5 в отожженном и закаленном исходном состоянии.

Металлографический анализ проводился на основе изучения под микро скопом полированной, протравленной десятипроцентным раствором азотной кислоты в этиловом спирте поверхности образца. Микроструктура фотогра фировалась на микроскопе МЕТАМ–32 ЛМ при увеличении 100, 200.

Электромеханическое упрочнение проводилось по следующим режимам:

плотность тока в зоне обработки j=400, 500, 600, 700, 800 А/мм2, напряжение U=2–5 В, скорость обработки V=0,4 м/мин, подача инструмента S=2 мм/об Рис. 5. – Моделирование динамического воздействия на элементы ДШ.

81 выбиралась таким образом, чтобы исключить тепловое влияние соседних Рассмотрим неравномерно прогретый конструктивный элемент. При от треков друг на друга. сутствии источников в рассматриваемом объеме уравнение нестационарной Показано, что при однократном электромеханическом воздействии на теплопроводности запишется в следующем виде:

сталь Р6М5 в состоянии поставки при относительно малых токах (250–500 А) T упрочненный слой практически отсутствовал, а упрочненная структура фор- (1) = a T t мировалась только при больших токах (600–800 А). На предварительно зака ленной стали упрочненный поверхностный слой с необходимыми характери- k где - коэффициент температуропроводности,, - коэффици a k a = стиками формируется уже при токах 400–500 А. На более «жестких» режи C мах (600–800 А) в результате мощного теплового воздействия происходит ент теплопроводности, C - удельная теплоемкость, - плотность материа упрочнение с частичным оплавлением поверхности, которое может сопрово ла [1].

ждаться «выплеском» металла по контуру упрочненного трека.

Пусть на границах конструктивного элемента поддерживается постоянная Электромеханическое упрочнение приводит к существенным изменениям температура и все переходные процессы установились. Тогда имеет место в физико-механическом состоянии приповерхностных слоев обработанного квазистационарный случай металла с образованием зоны «белого слоя» глубиной около 200 мкм, сред няя микротвердость которой составляет 10–15 ГПа. Проделанные экспери T = менты позволили констатировать, что средняя микротвердость упрочненного t материала по сравнению с исходной увеличилась для отожженной стали и выражение (1) перепишется в виде Р6М5 в 1,88–2,29 раза (с 5,5–6,7 ГПа до 10,3–15,3 ГПа), а для закаленной в 1,13–1,35 раза (с 8,9–10,7 ГПа до 10,1–14,5 ГПа).

(2) T = Таким образом, при ЭМО быстрорежущей стали на поверхности материа Будем решать уравнение (2) для плоской стенки и оболочки.

ла образуется упрочненный слой, структура которого в значительной степени В первом случае ограничимся одномерным распространением тепла и зависят от вида предварительной термической обработки. Из-за больших уравнение (2) получится в виде скоростей нагрева и охлаждения металла, «заторможенности» диффузионных процессов в ходе упрочнения ЭМО появляется возможность получения на T (3) = поверхности быстрорежущих сталей структур со специфическими свойства x ми (пониженная травимость, высокая твердость), которые нельзя реализовать с граничными условиями при обычной термической или термомеханической обработке.

T ( x = 0) = T T ( x = d ) = T УДК 681.2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА ПО ТОЛЩИНЕ КОНСТРУКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА В УСЛОВИЯХ НЕОДНОРОДНОГО ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ Овчинников И.Г., Кабанин В.В., Бубнов А.А.

1. Распределение температуры по объему конструктивного элемента Тепловое или температурное состояние конструктивного элемента описы вается количественно температурным полем, то есть совокупностью значе ний температуры во всех точках конструктивного элемента в рассматри T ваемый момент времени t [4].

Особый интерес представляют случаи, описываемые уравнением неста ционарной теплопроводности, а также учет неоднородности температурного поля в сечении конструктивного элемента.

где d - толщина стенки.

Решение уравнения (3) будет в виде 83 мента абсорбировать атомарный водород, следовательно, градиент концен (4) T (x) = A1x + B трации постоянен, и поток водорода можно считать стационарным) [4].

Плотность диффузионного потока при условии существования в среде что соответствует линейному закону распределения тепла в плоской стен градиента давлений P и градиента температуры T равна ке. Коэффициенты A1 и B1 легко определяются из граничный условий. На рис. 1 изображено распределение температуры по толщине плоской стенки.

k k T P (8) j = - Dn ( c + T + P ) Для определения закона распределения тепла по толщине оболочки запи T P шем уравнение (2) в полярных координатах и, ограничившись одномерным P случаем, получим [3] D где k - постоянная Больцмана, - коэффициент диффузии,, n0 = kT T 1 T (5) + = kT D - коэффициент термодиффузии, kPD - коэффициент бародиффузии [5].

с граничными условиями Принимая во внимание тот факт, что происходит диффундирование газа в металл, можно не учитывать термодиффузию и бародиффузию, а также зави T (R1 ) = T симость коэффициента диффузии D от концентрации.

(6) T (R2 ) = T Для стационарной диффузии, учитывая неоднородность температурного поля и зависимость коэффициента диффузии от температуры согласно [4] в где R, T1, R, T - соответственно внутренний и наружный радиусы о со 1 2 виде ответствующие им температуры.

Решение уравнения (5) имеет вид: (9) D = D exp( KT ( x )) (7) T ( ) = A2 ln( ) + B2 получим исходное уравнение для определения распределения концентра ции по толщине плоской стенки:

неизвестные коэффициенты которого определяются из граничных усло вий (6). На рис. 2 изображено распределение температуры по толщине обо d dC (10) D = лочки, у которой внешний радиус равен 3 мм, а внутренний – 2,5мм.

dx dx Зависимость T (x) примем в виде (4). Подставляя ее в (9), а затем (9) – в (10), получим однородное дифференциальное уравнение второго порядка '' ' (11) C + aC = где a = AK, решая (11) и учитывая закон Генри, связывающий концен трацию водорода в точке конструкции с давлением водорода в этой точке ([3]) (12) c = kcP1/ получим закон распределения давления водорода по толщине плоской стенки в виде (13) P ( x) = (c1 exp( -ax ) + c ) 2. Распределение водорода по объему конструктивного элемента Для вывода уравнений, задающих закон распределения водорода по се где c1 и c2 - постоянные, определяемые из граничный условий чению конструктивных элементов, используется два предположения:

1) при воздействии водорода на металл не происходит необратимых про- P(0) = P0, (14) цессов P(h) = P 2) устанавливается стационарный поток водорода через конструктивные элементы (т. е. не изменяется способность материала конструктивного эле 85 С1 - [78 в.ч.Ca(NO3)2 + 6,5 в.ч. NH4NO3 + 15в.ч. H2O];

h - толщина стенки.

Аналогичные рассуждения проводятся при определении распределения С2 - [60 в.ч.Ca(NO3)2 + 5 в.ч. NH4NO3 + 35в.ч. H2O];

водорода по сечению оболочки.

С3 - [36 в.ч.Ca(NO3)2 + 3 в.ч. NH4NO3 + 61в.ч. H2O].

В декартовой системе координат экспериментальные кривые «напряжение Список литературы – время до разрушения tр» для разных температур и концентраций среды 1. Араманович И. Г., Левин В. И. Уравнения математической физики. М.:

имеют вид, показанный на рис. 1. Перестроив эти кривые в полулогарифми “Наука”, 1969. с. 216 – 219.

ческой системе координат ln (tр) -, можно убедиться, что эксперименталь 2. Несис Е. И. Методы математической физики. Учебн. пособие для студен ные точки тяготеют к прямым линиям, а это значит, что для аппроксимации тов физ. – мат. фак. пед. ин-тов. М.: “Провсещение”, 1977.

экспериментальных данных на рис. 1 может быть применено уравнение кри 3. Арчаков Ю. И., Теодорович В. П. Растворимость водорода в сталях при вой длительной прочности:

повышенных температурах и давлениях// Журнал прикладной химии, 1959. Т.

tр = В exp ( - ), (1) 32. Вып. 12. с 2267 - 4. Овчинников И. Г., Хвалько Т. А. Работоспособность в условиях высоко имеющее после логарифмирования вид:

температурной водородной коррозии. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2003. с.

ln tр = lnВ -, (2) 70 - 5. Яворский Б. М., Детлаф А. А. справочник по физике для инженеров и сту дентов вузов. М.: ”Наука”, 1964. с. 199 – 200.

УДК 539. ИДЕНТИФИКАЦИЯ МОДЕЛИ КОРРОЗИОННОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ АРМАТУРНЫХ СТАЛЕЙ Овчинников И.И.

Коррозионное растрескивание арматурных сталей проявляется при одно Рис. 1. – Экспериментальные кривые коррозионного растрескивания стали 18ГС временном воздействии на металл растягивающих напряжений и коррозион в растворах нитратов разной концентрации и температуры:

ной среды [1]. Особенно сильно коррозионное растрескивание проявляется в С1 – концентрация среды 84,5%;

С2 – концентрация среды 65%;

С3 – концентрация среды 39%.

сталях повышенной и высокой прочности, которые применяются для арми рования предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Для нахождения параметров В и может быть использовано условие ми Для того чтобы прогнозировать поведение предварительно напряженных нимума функционала:

армированных конструкций в агрессивной среде, необходимо иметь модели, N описывающие кинетику коррозионного растрескивания арматуры.

J (B, ) = [(ln tрj – (lnВ) + j]2, (3) Анализ экспериментальных данных по коррозионному растрескиванию j= показывает, что феноменологически процесс коррозионного растрескивания где N – количество экспериментальных точек на соответствующей кривой эквивалентен статической усталости, для описания которой используется та длительной прочности.

или иная теория длительной прочности, опирающаяся на применение урав Результаты обработки экспериментальных данных для разных температур нений накопления повреждений [2].

и концентраций агрессивной среды приведены на рисунках 2 и 3.

Рассмотрим применение аппарата теории длительной прочности для опи сания коррозионного растрескивания арматурных сталей. Для идентифика ции уравнения кривой длительной прочности используем экспериментальные данные из [1], полученные в результате испытаний на коррозионное рас трескивание арматурной стали 18ГС. Испытания проводились при четырех уровнях начальных напряжений для трех уровней температуры в растворе нитратов кальция и аммония трех разных концентраций:

87 Используя зависимость (1) с учетом (4) и (5) можно определить долговеч ность арматуры при заданном напряжении, уровне температуры и агрессив ности среды. Однако применимость зависимости (1) ограничена требованием постоянства и напряжений, и температуры и концентрации агрессивной сре ды. Поэтому для решения задачи прогнозирования долговечности арматуры при меняющихся напряжениях, температуре и концентрации агрессивной среды необходимо применять ту или иную теорию накопления повреждений.

Например, можно использовать уравнение накопления повреждений в ви де:

dП/dt = A exp()/(1 – П)m, П(0) = 0. (6) Интегрируя это уравнение при = const, найдем:

П = 1 – [1 - A (m + 1) t exp()]1/(m+1) (7) Из условия разрушения П(tр) = 1, получим:

tр = В exp ( - ), (8) где обозначено В = 1/А(m + 1).

Как видно, уравнение кривой длительной прочности (8) полностью иден Рис. 2. – Зависимость параметра В от температуры и концентрации тично уравнению (1), а значит уравнение накопления повреждений (6) может агрессивной среды.

использоваться для описания кинетики коррозионного растрескивания арма туры, рассматриваемого как накопление повреждений. При этом коэффици енты А,, m в уравнении накопления повреждений могут быть функциями температуры Т, концентрации агрессивной среды С, изменяющихся с течени ем времени, а напряжение также может изменяться с течением времени по необходимому закону. Правда в этом случае для решения уравнения (6) и определения уровня поврежденности (степени коррозионного растрескива ния) в произвольный момент времени необходимо будет решать уравнение (6) численно.

Список литературы 1. Извольский В.В., Сергеев Н.Н. Коррозионное растрескивание и водород ное охрупчивание арматурных сталей железобетона повышенной и высокой прочности. Тула. Изд-во ТГУ. 2001. 164 с.

Рис. 3. – Зависимость параметра от температуры.

2. Овчинников И.И. Моделирование коррозионного растрескивания армату Зависимость параметра В от температуры среды Т и концентрации агрес ры при оценке долговечности предварительно напряженных армированных сивной среды С можно описать зависимостью конструкций // Проблемы прочности элементов конструкций под действием В (Т, С) = exp (14,2 – 0,08Т – 1,8С), (4) нагрузок и рабочих сред. Межвуз. науч. сб. 2004. Саратов. СГТУ, с. 50-56.

где Т измеряется в градусах, а С в долях единицы.

Зависимость параметра от температуры среды Т и концентрации агрес сивной среды С описывается зависимостью (Т, С) = 0,54 – 0,00012Т (5) Из этой зависимости видно, что коэффициент не зависит от концентра- ции агрессивной среды.

89 УДК 681.2.002 УДК 669.15`24`26:621. ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ КАВИТАЦИИ О ВЛИЯНИИ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ В СИСТЕМАХ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ Рудь А.Г., Севастьянов Б.Г. Семенова Л.М., Викуловский Р.В.

Многочисленные экспериментальные данные о влиянии термоциклиро Объектом исследования в данной работе является явление кавитации при вания на свойства сталей говорят о серьезных внутренних измениях в аусте управлении группой центробежных насосов. В данной работе проведен ана ните, мартенсите, феррите во время фазового перехода. Варьируя число цик лиз существующих эмпирических и полуэмпирических формул для расчета лов, возможно достижение принципиально различных структур, а следова показателей кавитации [1]. Настоящая работа посвящена исследованию ме тельно и свойств. Многократные фазовые преходы позволяют накапливать и тодов управления группой центробежных насосов, а также синтезу алгоритма выявлять незначительные изменения в системе, которые выражаются в по принятия решений, исключающего явление кавитации.

вышении комплекса механических свойств.

Для обеспечения бескавитационной работы насосов на заводах Рассмотрение влияния внешнего магнитного поля на изменение условий изготовителях проводятся испытания для каждой серии. Испытания прово фазовых равновесий, механизм, кинетику превращения при термической об дятся при разных подачах в рабочей области насоса. Однако, это не исключа работке стали дает возможность сделать определенные выводы о характере ет кавитационных режимов. По материалам [2] на шахте им. А.Ф. Засядько такого влияния. Во-первых, имеет место энергетическое влияние магнитного среди неполадок в работе насосов главного водоотлива, очень часто наблю поля, обусловленное разницей намагниченности исходных фаз и продуктов даются кавитационные режимы, в результате чего, кроме работы на пони превращений. Во-вторых, воздействие магнитным полем приводит к усиле женном КПД и производительности, наблюдался быстрый износ рабочих нию процессов своеобразного магнитного расслоения неферромагнитной колес вследствие кавитационной эрозии.

матрицы (аустенита), обусловленного образованием ансамбля ферромагнит На промышленных предприятиях также сталкиваются с проблемой эф но-упорядоченных кластеров, которые, воспринимая энергию внешнего поля фективного управления группой насосов. Часто насосы используются не на через магнитострикционные напряжения, изменяют поля упругих сил в мик полную мощность из-за возникающем в них явлении кавитации. В результа рообьемах атомной решетки матрицы,что приводит к снижению энергии об те этого анализа очевидно, что необходимо разработать средства контроля и разовния зародышевого центра ферромагнитной фазы (продукты реакции) защиты насосов от кавитационных режимов [3].

критического размера. В-третьих, магнитное поле изменяет кинетику пре Проведён анализ ситуаций, способствующих появлению кавитации при вращений, что вызвано, с одной стороны, снижением термодинамического ручном управлении. В настоящее время разрабатывается алгоритм принятия потенциала ферромагнитной, а с другой – локальным приростом свободной решений при регулировании группой центробежных насосов, не допускаю энергии исходной неферромагнитной фазы в микрообъемах с ближним спи щий кавитационные явления. Моделирование производится в среде MathСad.

новым порядком. Представляется интересным с научной точки зрения ис Предпринята попытка выявить совершенные методы расчета насосов и следовать изменения структуры и свойств металла при проведении термо исполнительных механизмов, имеющих большое практическое значение в циклирования в магнитном поле. Создается установка для осуществления промышленных технологиях. В настоящей работе основной задачей является проведения эспериментальных работ по оценке влияния магнитного поля на разработка модели явления кавитации и синтез алгоритма принятия решений, структуру, фазовый состав и свойства стали при ТЦО.

исключающий явление кавитации. Конечным результатом работы должно быть снижение вероятности появления кавитации при автоматическом регу лировании.

Список литературы 1. Ломакин А.А. Центробежные и осевые насосы. - Ленинград.: «Машино строение», 1966г.

2. Шаповалов Б.Т. Электрооборудование насосных станций. Учеб. пособ. М., «Высшая школа», 1974г.

3. Ю.А.Солин, А.Е. Замарев, А.Е.Кузнецов, В.А.Храмов АСУТП дожимной насосной станции // Промышленные АСУ и контроллеры 2000, № 91 УДК 681.2.002 1) Динамику убывания прочности образца с увеличением его длины до ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАЗМЕРНОГО ЭФФЕКТА сих пор не удаётся адекватно описать с помощью какой-либо общепризнан НА ДИНАМИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ ОБРАЗЦА ной математической модели, включая и широко используемую модель Вей ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЕГО ДЛИНЫ булла, в которой предполагается независимость прочностных характеристик соседних микрообъемов.

Сиделев А.А.

2) Существующие модели либо не позволяют вообще оценить степень разброса с увеличением длины образца, либо прогноз даёт неудовлетвори При расчетах прочности изделий сложной конфигурации весьма актуаль тельные результаты.

на проблема учёта влияния так называемого размерного эффекта, называемо Целью настоящей работы как раз и является создание стохастической мо го так же масштабным эффектом или масштабным фактором. Его существо дели прочности образца с простой геометрией, доведенной до уровня обще заключается в увеличении прочности, при уменьшении размера образца при доступной инженерной реализации, позволяющей при увеличении длины подобном напряжённом состоянии.

образца адекватно прогнозировать как уменьшение средней динамической При попытках решения этой проблемы даже для изделий с относительно прочности, так и изменение характеристик разброса (Cv).

простой конфигурацией (стержни, канат, швеллер, волокна, проволока, нить При создании требуемой математической модели будем рассматривать (стеклянные, борные, хлопковые) и т.д.) исследователи встретились с боль изменение динамической прочности по длине нити как реализацию неко шими трудностями при описании динамики снижения прочности образца при торого случайного процесса (СП) (t), где вместо обычного времени t бу росте его длины и выявлении закономерностей изменения её мер разброса дет использована координата соответствующей точки нашей нити.

[1].

При таком подходе удаётся учесть два важнейших предположения:

Анализ многочисленных публикаций (проанализировано свыше 500 ра 1. Между соседними участками (микроучастками) существует связь бот), касающихся “простых" объектов при испытании на динамическую 2. Разрыв образца происходит в том месте, где прочность минимальна прочность показал устойчивое уменьшении динамической прочности об (классическая модель слабейшего звена).

разца с увеличением его длины, но характеристики разброса, например, Задача по существу заключалась в том, чтобы по реальным эксперимен коэффициент вариации Cv, ведут себя в абсолютном большинстве работ крайне неустойчиво. Вместе с тем в нескольких работах отмечается убывание тальным данным восстановить негауссовский СП (t), который обеспечит Cv, а в ряде работ (свыше 20) выявлена устойчивая тенденция роста Cv. При требуемую динамику изменения с ростом длины нити l средней динамиче этом не обнаружено ни одной работы, в которой бы целенаправленно иссле ской прочности (l) = inf (t) при t [0,l] и её коэффициента вариации довалась причины этих флуктуаций. Однако удалось заметить [1], что там, Сv.

где флуктуации были наивысшими, образцы (например, отрезки волокна) отбирались случайным образом (то, что в планировании эксперимента назы АЛГОРИТМ МОДЕЛИРОВАНИЯ (t) вается рандомизация).

Моделируется гауссовский (однородный стационарный эргодический СП) Это дало основание для предположения, что процедура отбора объектов (t) с М ((t)) = а1 и корреляционной функцией для испытания играет принципиальную роль. Чтобы её проверить, в исследо вательской лаборатории №6 КТИ ВолгГТУ (Рук. Назарова М.В) был прове R( )= 61 exp(- а2 t )cos(a3t) ден специальный эксперимент с хлопковыми нитями, которые испытывались Вид КФ определён заранее по результатам обработки экспериментальных на динамическое растяжение на специальной установке. Нарезка кусков ни данных.

тей производилась последовательно из одной бобины.

Были сформированы 5 выборок по 100 элементов из отрезков различной длины: 3, 5, 8, 10 и 50 см. по следующей процедуре: последовательно нареза ли 100 отрезков длиной по 3 см + 1 см на зажимную длину по 0.5 см с обеих сторон, затем также последовательно формировалась выборка из отрезков длиной 5 см +1см и т.д. Именно в таком порядке они и испытывались на раз рывной машине и именно в таком порядке протоколировались результаты эксперимента. Эксперимент показал, что при таком способе формирования выборок наблюдаются стабильные рост Cv и уменьшение средней динамиче ской прочности образца с ростом его длины.

Анализ существующих моделей показал что: Рис.1 – Поведение эмпирической автокорреляционной функции.

93 ное поведение Cv. Разумеется, что если попытаться спрогнозировать поведе Искомый негауссовский СП (t) строился с помощью оператора (•) ние объектов других длин по выборке, сформированной (нарезанной) слу (t)=((t)) где (Z) > 0 при Z>0, фактически задающего безынерци чайным образом, то будут получены ошибочные результаты онное нелинейное преобразование СП. Вид (•) определяется по специаль Табл. 2. Характеристики выборок сформированных случайным образом.

но разработанной методике. Для апробации разрабатываемой модели исполь зовали проведенный эксперимент с хлопковыми нитями.

длина MX Сv 3 см 474,08 0, При оценке параметров а1, а2, а3,61 задействовали информацию только 5см 473,64 0, о характеристиках прочности трёх сантиметровых кусков. 8см 468,96 0, 10 см 451,105 0, Была смоделирована достаточно длинная дискретная (квантованная) реа 50 см 401,093 0, лизация (t), каждое значение которой принималось равным прочности нити длиной 0.5 см (т.е., грубо говоря, шаг моделирования был выбран рав ным 0.5см). Такую дискретную реализацию также называют временным ря дом.

Из полученной “длинной” реализации сначала “нарезались” трёхсанти метровые куски по следующей схеме. Из значений СП первых восьми точках первая и восьмая точки были изъяты (они “израсходованы” на зажим) и най ден минимум значений (t) среди точек с номерами от второй до седьмой включительно, т.е. смоделирована динамическая прочность первого трёхсан тиметрового отрезка. Для второго отрезка-образца выделялись точки с номе рами от 9 до 16 включительно и т. д. (По аналогичной схеме нарезались и Рис.2 – Поведение Cv при различных способах формирования выборок.

куски больших длин.) В таб.3 приведены результаты прогнозирования прочности нитей других Результаты прогнозирования характеристик динамической прочности длин по выборке из трёхсантиметровых образцов, сформированной случай отрезков длиной 5,8,10,50 см. и сравнения их с результатами контрольных ным образом.

экспериментов собраны в таблице 1.

Табл. 3. Результаты прогноза по выборке сформированной случайным образом.

Табл. 1. Сравнительные характеристики.

длина MX - расчетное Сv-расчетное длина MX- MX - Сv- Сv 3 см 474,08 0, контрольное расчетное контрольное расчетное 5см 464,34 0, 3 см 478,75 478,75 0,094 0, 8см 452,12 0, 5см 468,2 470,881 0,0954 0, 10 см 444,76 0, 8см 457,727 460,6 0,103 0, 50 см 379,44 0, 10 см 448,24 454,53 0,105 0, 50 см 399,13 399,66 0,135 0, Из-за недостатка места не приводятся другие полученные с помощью описанной выше имитационной модели результаты, проясняющие другие Помимо этого с помощью критерия Колмогорова-Смирнова была прове аспекты проявления размерного эффекта. Бесспорная удача в построении рена гипотеза о принадлежности одной и той же генеральной совокупности скалярной модели открывает новые возможности в построении эффективных контрольных и расчетных выборок.

имитационных моделей случайных полей.

Очевидная адекватность модели позволила ответить на вопрос о том, по чему в других публикациях Cv ведет себя нестабильно?

Список литературы Для этого из той же исходной реализации СП с помощью датчика равно 1. Белов В.Н. Математические модели временных процессов в разных облас мерно распределённых случайных чисел были «надерганы» отрезки одинако тях науки и техники. Том 2. Стохастические модели временных процессов.

вых длин и рассчитаны Мх и Cv этих по-новому сформированных выборок.

Волгоград: Политехник, 2002 – 215 с.

Легко видеть, что если элементы отбирать случайным образом, а не брать их последовательно из единой нити то, как раз получается нестабиль 95 УДК 621.791. 76: 621.7.044.2 УДК 669.15`24`26:621. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЗОТИРОВАННОГО СЛОЯ РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАНЫХ ПО МЕТАЛЛОГРАФИИ НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ СТАЛЕАЛЮМИНИЕВОГО КОМПОЗИТА Триголос Г.В.

Строков О.В., Лысак В.И., Кузьмин В.И.

Возникновение и становление экспертизы по металлографии с использо Изготовленные с помощью сварки взрывом композиционные сталеалю- ванием компьютерных технологий примет в скором времени значение перво миниевые переходники широко применяются в цветной металлургии в токо- степенной важности. В работе поставлена цель создания базы данных по ме подводящих устройствах алюминиевого электролизера, т.к. обеспечивают таллографическим структурам. Во-первых, база должна хранить необходи стабильную высокую прочность соединения по всей площади контакта слоев, мую и в тоже время подробную информацию об образцах. Во-вторых, она отсутствие хрупких интерметаллидов, практически нулевое переходное элек- должна быть такой, чтобы ее в равной степени можно было бы использовать тросопротивление переходника. Однако, последующая приварка переходника как в учебных, так и в экспертных целях. База должна содержать (хранить) и эксплуатация его при повышенных температурах могут привести к проте- не только те данные, по которым будет осуществляться поиск, но также и канию диффузионных процессов, в результате чего на границе алюминия со подробные данные, поиск по которым не осуществляется, но ознакомление с сталью образуются хрупкие интерметаллиды, резко снижающие прочность которыми поможет эксперту решить ряд вопросов. База данных содержит все сварного соединения. необходимые поля, начиная с общих сведений, общего вида и постепенно На основе анализа проведенных исследований на кафедре сварочного переходя к идентификационным признакам шлифов. Поиск производится по производства Волгоградского государственного технического университета следующим параметрам: наименование образца, дата обнаруже разработан новый способ получения композиционного сталеалюминиевого ния/поступления образца, регион обнаружения/поступления образца, тип переходника с диффузионным барьером, заключающийся в предварительном разрушения, твердость по Роквеллу, микротвердость, дефекты, содержание азотировании стальной заготовки и последующим плакированием её толстым элементов и примесей, вид обработки. Интерфейс пользователя базы содер алюминием. Проведенные исследования показали, что для обеспечения диф- жит следующие пункты: главное меню программы, режим редактирования, фузионного барьера достаточно на стальной свариваемой поверхности соз- режим просмотра, поисковая система. База данных только помогает сузить дать азотированный слой толщиной 0,4-0,6 мм. групповую принадлежность. Часть работы выполняет по-прежнему человек.

Исследование влияния температуры нагрева и времени выдержки на К примеру, из 100 сталей с определенной закалкой и размером мартенситной свойства и структуру сваренного взрывом сталеалюминиевого композицион- иглы база во время поиска осуществит выборку 10 сталей. Эксперт, визуаль ного материала показало, что прочность соединения композита Аl + Ст.3 с но сравнивая фотографии, находит нужную и знакомиться более подробно с азотированным диффузионным барьерным слоем значительно выше чем технологией изготовления. Удобство поисковой системы состоит в том, что прочность соединения обычного композита Аl + Ст.3 (без термохимической она поэтапно переходя от общего запроса к более детальному, позволяет на обработки). Так, при нагреве 400 С и выдержке 10 час. композиционный блюдать результаты на каждом шаге поиска.

сталеалюминиевый переходник с азотированным слоем сохранял работоспо- Таким образом, получился новый тип базы данных. Новый в том плане, собное равнопрочное соединение, в то время как прочность соединения что база позволяет не только по данному ключевому слову из множества обычного сталеалюминиевого переходника резко снижалась. Это связано с сплавов оставить те, которые отвечают этому запросу, но и визуально срав тем, что на границе соединения алюминия со сталью образуется пленка нит- нивать объекты исследования, оперируя фотографиями образцов. В настоя рида алюминия AlN полностью исключающая протекание диффузионных щее время база данных насчитывает 1300 образцов и может быть использо процессов. вана в других сферах деятельности.

На базе полученных исследований разработана комплексная технология получения композиционного переходника с диффузионным барьером, позво- ляющая повысить надежность и долговечность токоподводящего анодного узла алюминиевого электролизера, а также сократить потери электроэнергии.

97 УДК 681.3.016:519.765 УДК 681.2. ФОРМИРОВАНИЕ ЗАПРОСА ПО АНАЛОГИИ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПОВЕРХНОСТЬ МНОГОСЛОЙНОЙ Халатникова Н.А., Фоменков С.А.

ПЛАСТИНЧАТОЙ КОНСТРУКЦИИ На кафедре САПР и ПК ВолгГТУ была разработана база данных Щербаков А.Г.

структурированной физической информации в форме физических эффектов (БД ФЭ). Принцип работы пользователя в системе заключается в Дорожная одежда проезжей части мостовых сооружений, как и дорожная формировании поискового запроса. В результате проведенного анализа одежда на земляном полотне в основном устраивается из нескольких конст взаимодействия пользователя с БД ФЭ были сформулированы основные руктивных слоев такой толщины и из таких материалов, чтобы при передаче потребности: обеспечение работы в системе без предварительного обучения, давления от тяжелых автомобилей на основание или плиту проезжей части обеспечение возможности использования ранее задававшихся вопросов, моста не образовывалось заметных, нарушающих ровность дороги, остаточ снижение вероятности субъективной ошибки. ных деформаций ни в самих слоях, ни в основании.

Формальный язык системы является наиболее эффективным средством В качестве расчетных схем во всех случаях расчета дорожных одежд на общения пользователя с системой. Однако неопытному пользователю сложно земляном полотне принимается многослойная пластинчатая конструкция на перевести свой вопрос на язык системы. Для решения этой проблемы был упругом основании. В подавляющем большинстве работ посвященных расче разработам метод формирования запроса по аналогии. Каждый тип запроса ту дорожных одежд [1, 2, 3] приведенные расчетные схемы учитывают толь (согласно структуре ФЭ) был разбит на группы вопросов, которые может ко силовое внешнее воздействие и практически не рассматривают влияние задать пользователь. Ко всем вопросам были приведены конкретные таких реально существующих внешних факторов, как воздействие темпера примеры и в соответствие каждому вопросу была поставлена структура на туры окружающей среды. Кроме того, в качестве расчетных механических формальном языке. Пользователю требуется выбрать похожий (аналогичный) характеристик материала слоев многослойной конструкции дорожной одеж вопрос из предложенных. Далее, после уточнения только подходящих под ды принимаются характеристики полученные при 0°С, что никоим образом запрос параметров, вопрос пользователя будет автоматически переведен на не отражает реальные условия работы дорожных одежд при положительных формальный язык. Таким образом, данный метод на неосознанном уровне и отрицательных температурах, хотя в процессе эксплуатации диапазон из обучает пользователя формальному языку системы, исключая необходимость менения температуры может составлять от -40°С до +40°С. При таком изме предварительной подготовки.

нении температуры реальное поведение дорожной одежды значительно от Инженеру при проектировании может потребоваться не раз работать с личается от расчетного, что приводит к преждевременному выходу конст ранее сформулированным запросом, изменяя некоторые параметры. Для рукции дорожной одежды из строя и или нерациональному расходу материа этого была спроектирована подсистема работы с ранее задававшимися лов.

вопросами. Пользователь может сохранить запрос и обратиться к нему позже.

Температурный режим дорожной одежды является одним из основных Также производится автоматическое сохранение последних запросов.

факторов, определяющих вариации характеристик материалов слоев в про На каждом шаге формирования запроса по аналогии пользователю цессе эксплуатации.

предлагаются возможные готовые запросы из ранее задававшихся, В связи с этим весьма актуальной является проблема учета воздействия удовлетворяющие текущему состоянию запроса. Пользователь может температуры окружающей среды при построении модели деформирования выбрать любой из предложенных запросов и продолжить работу, многослойной конструкции дорожной одежды на мостовом сооружении.

предварительно откорректировав запрос при необходимости.

Создание адекватной математической модели температурного воздейст Таким образом, использование метода формирования запроса по аналогии вия позволит достаточно точно назначать толщины слоев конструкции до позволит существенно снизить вероятность субъективной ошибки рожной одежды.

пользователя засчет приближения процесса формулировки запроса к Математическую модель деформирования состояния конструкции дорож потребности пользователя и автоматического перевода запроса на ной одежды при температурном воздействии можно представить рядом мо формальный язык. Поскольку пользователь видит, каким образом делей [4]: моделью теплопроводности многослойной конструкции и моделью производится отражение его вопроса на язык системы, он постепенно теплового воздействия окружающей среды.

обучается и сможет эффективно работать с системой, используя формальный Модель теплопроводности многослойной конструкции сводится к изуче язык.

нию пространственно-временного изменения основной физической величины - температуры, характерной для данного явления, т. е. к нахождению зависи мости:

99 T = f (x, y, z,t), (1) 0,261;

с2 = 0,771 10-3, К-2;

Ta0(t) – закон изменения суточной среднемесячной температуры;

где х, у, z - пространственные координаты в декартовой системе, t - время.

Совокупность мгновенных значений температуры во всех точках изучае- qc,верх (t) = c,0[Ta,0 (t) -Ts,0], c,0 = 5,8 + 4,1V, V = Vm (H / Hк )n, (7) мого пространства есть температурное поле.

где с,верх - коэффициент конвективной теплоотдачи между окружающим воз Различаются стационарное и нестационарное температурные поля.

духом и наружной верхней поверхностью;

V, Vm - средняя скорость ветра на Нестационарное температурное поле многослойной конструкции дорож высоте Н и высоте флюгера Нк;

п - параметр, характеризующий степень не ной одежды отличается тем, что температура любой ее точки изменяется с ровности местности.

течением времени, или, как образно говорят, «температура есть функция Для решения задачи о распределении температурного поля по толщине пространства и времени» (неустановившееся состояние). Уравнение (1) есть многослойной пластинчатой конструкции принято, что имеет место одно математическая запись нестационарного температурного поля.

мерный температурный перенос и распределение температуры по толщине При стационарном температурном поле многослойной конструкции до пакета определяется из решения совместной системы уравнений вида:

рожной одежды температура в любой ее точке не изменяется во времени, т. е.

Т 2Tj j является функцией только координат (установившееся состояние):

= а, j = 1, 2, 3, 4, (8) j t z Tj Tj = Ф(x, y, z), = 0 (2) где а – коэффициент температуропроводности j слоя.

t При достаточно медленном изменении внешних температурных условий Для определения температурного поля в конструкции многослойной до можно считать, что теплоперенос в многослойной дорожной одежде имеет рожной одежды применяется уравнение теплопроводности [5], которое для стационарный характер, тогда для определения закона распределения темпе случая независимости температурных характеристик от температуры и коор ратуры по толщине четырехслойной пластинчатой конструкции при условии, динат имеет вид:

что заданы температуры нижней Тниж и верхней Тверх поверхностей много Tj 2T 2T 2T слойного пакета, нужно решить систему уравнений вида:

= a + + (3) j t x2 y2 z2, 2Tj а = 0, j = 1, 2, 3, 4, (9) j где a – коэффициент температуропроводности j слоя.

z j с соответствующими граничными условиями:

При построении модели теплового воздействия окружающей среды счи - Граничное условие первого рода состоит в задании распределения тем тается, что поверхность многослойной пластинчатой конструкции подверже пературы по поверхности тела в любой момент времени, т. е. в нашем слу на действию [4]: изменения температуры воздуха;

солнечной радиации;

ат чае:

мосферным излучениям и вынужденной конвекции воздуха (рис. 1), а также Т1(z1) = Tниж ;

Т4(z5)= Tверх (10) хлоридсодержащей водно-снеговой смеси.

Результирующий тепловой поток, комбинирующий теплообмен на по где Тниж - температура на нижней поверхности тела;

Тверх - температура на верхности дорожной одежды qRES (t) складывается из теплового потока сол верхней поверхности тела, z1, z2, z3, z4, z5 – координаты границ слоев.

- Рассматривая условия теплового контакта слоев пластинчатой кон нечной радиации qS (t), радиационного теплового потока qR (t) и конвектив струкции, моделирующей дорожную одежду можно записать:

ного теплового потока qс (t) :

Т1(z2) = T2(z2), Т2(z3) = T3(z3), Т3(z4) = T4(z4). (11) qRES (t) = qS (t) + qR (t) + qс (t) (4) Кроме равенства температур, также должно быть равенство потоков теп где qS (t) = AS Qinc (t), (5) ла:

в этом выражении: AS - коэффициент поглощения солнечной радиации, Qinc Т1 Т2 Т2 Т - 1 = -2, - 2 = -3, (t) - интенсивность суммарной падающей на горизонтальную поверхность z z z z z=z2 z=z2 z=z3 z=z солнечной радиации, выражается в виде суммы прямой и рассеянной солнеч Т3 Т ной радиации;

. (12) - 3 = - z z qR (t) = Sb (Tsky - Ts4 ), (6) z=z4 z=z, 0,25 Для решения задачи о распределении температурного поля по толщине здесь Tsky (t) = {1 - c1 exp[- c2 (273,1 - Tа,0 )2]} Tа,0 (t) ;

- степень черноты по многослойной пластинчатой конструкции составлена программа в системе верхности;

Sb - постоянная Стефана - Больцмана;

TS,0 - температура наружной интегральных расчетов MATLAB 5.02, с использованием которой решен ряд поверхности дорожной одежды;

Tsky - эквивалентная температура неба;

с1 = 101 задач по определению тепловых полей по толщине четырехслойной пластин- УДК 681.0. чатой конструкции моделирующей дорожную одежду на мостовом полотне. ВЕРБАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО В качестве примера на рис. 2 приведены результаты расчета распределе- ПРОЦЕССА ХЛОПКОТКАЧЕСТВА ния теплового поля в четырехслойной пластинчатой конструкции.

Эпов А.А., Казначеева А.А., Ломкова Е.Н.

Ткацким производством называют совокупность механических техноло гических процессов, обеспечивающих подготовку пряжи к ткачеству и фор мирование текстильного изделия (ткани) на ткацком станке путем переплете ния двух взаимно перпендикулярных систем нитей: основных, идущих вдоль ткани, и уточных, идущих поперек нее. Ткачество – циклический процесс, включающий пять операций: зевообразование, прокладывание и прибивание утка, продольное смещение основы и ткани. Подготовка основной и уточной пряжи к ткачеству осуществляется раздельно. При подготовке основной пря жи не только получают паковки определенной формы и размеров, но и улуч шают физические свойства нитей. Уточную пряжу, особенно малой линейной плотности, целесообразно предварительно увлажнять или эмульсировать.

После такой обработки уменьшается обрывность уточной пряжи в процессе ткачества и получается ткань более высокого качества. Большое значение в ткацком производстве имеет нормализация процессов ткачества, т.е. выбор для каждой ткани соответствующих заправочных параметров. Эти параметры устанавливают в зависимости от строения ткани и конструкции станка. Для Рис. 1. – Модель теплового воздействия Рис. 2. – Эпюра распределения темпе контроля параметров применяют различные шаблоны и приборы [1, 2, 3].

окружающей среды на многослойный пакет ратуры по толщине трехслойной конст Экспериментальной основой создания вербальной модели производствен дорожной одежды на плите проезжей части рукции дорожной одежды на армиро ного процесса хлопкоткачества послужили данные хронометражных наблю мостового сооружения ванной плите проезжей части мостово дений за работой базового станочного оборудования, используемого в на го сооружения:

стоящее время на ткацких фабриках предприятия «ООО Камышин 1 – ортотропная плита проезжей части;

ский ХБК» [3].

2 – гидроизоляционная мастика;

На ткацких фабриках пряжа, поступающая из прядильного производства, 3 – плотный асфальтобетон АВ;

проходит ряд подготовительных процессов. Основную пряжу в початках в 4 - полимербитумный литой асфальт первую очередь перематывают в мотальном отделе на мотальных машинах.

Её перематывают с прядильных паковок на мотальные паковки, удобные для Список литературы следующего процесса – снования. В процессе перематывания из пряжи уда ляют прядильные пороки – шишки, утолщения и т. п.

1. Бируля А.К. Исследование методов расчета и конструирования нежестких Перемотанная и проконтролированная основная пряжа направляется на дорожных одежд / А. К. Бируля // Труды ХАДИ. - М., 1961. - Вып. 25. - С. 19 снование. В процессе снования на сновальных машинах на паковку – сно 28.

вальный вал навивается определённое количество нитей установленной дли 2. Иванов Н.Н. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд / ны. Затем основную пряжу подвергают шлихтованию на шлихтовальных ма Н.Н. Иванов. - М.: Транспорт, 1973. – 327 с.

шинах. В процессе шлихтования пряжу пропитывают специальным клеящим 3. Смирнов А.В. Прикладная механика дорожных и аэродромных конструк составом, называемым шлихтой, в результате чего нити основы становятся ций: Учеб. пособие / А.В. Смирнов. - Омск: ОмГТУ, 1993. - 128 с.

более прочными, гладкими и стойкими к истирающим воздействиям. Одно 4. Бураков В.А. Математическая модель напряженно-деформированного со временно при шлихтовании нити с нескольких сновальных валов объединяют стояния кровельных покрытий при тепловом воздействии окружающей среды / и навивают на ткацкий навой.

В.А. Бураков // Известия вузов. Строительство. - 2001. - №2-3. - С. 20-27.

Отшлихтованная основная пряжа в ткацких навоях поступает в пробор 5. Лыков А.В. Теория теплопроводности. – М.: Высшая школа, 1967. – 600 с.

ный отдел, где часть основ пробирают в ламели, глазки галев ремизок и меж ду зубьями берда. Нити пробирают на специальных проборных станках.

Большая часть основ привязывается на узловязальных машинах. Проборка и 103 привязка является последней операцией подготовки основной пряжи к ткаче- тель – удельные приведенные затраты, представляющий собой отношение ству. После этого навой с основой поступает на ткацкий станок. суммы капитальных и эксплуатационных затрат к производительности меха Уточная пряжа, поступающая на ткацкие станки, проходит предваритель- низированной линии с учетом машинного времени ее работы. Однако пред ную подготовку, которая заключается в ее перематывании, увлажнении или варительное сравнение ткацкого оборудования при формировании альтерна эмульсировании. Иногда уточная пряжа поступает на ткацкие станки без тивных объекто-вариантов целесообразно производить по их производитель предварительной подготовки. При перематывании осуществляется чистка ности.

нити, удаление утолщений и других пороков. Полученные после перематы Результаты статистической обработки хронометражных данных вания початки имеют более плотную намотку. Уточную пряжу перематывают на уточно-мотальных автоматах. Увлажнение или эмульсирование уточной Табл. 1. Ткацкие станки.

пряжи производят в специальных приборах. Назначение увлажнения – обес Параметры и Параметры и АТПР- АТПР- АТПР- АТПР печить равновесную структуру пряжи, ее эластичность, снять внутреннее статист. СТБ статист. СТБ 100-2 120-2 100-2 120- напряжение в ней. харак-ки харак-ки Т Т Из основной и уточной пряжи, подготовленных соответствующим обра 15,56 18,17 19,95 1,10 1,5 1, X X п.з. л.с.о.н.

зом к ткачеству, на ткацком станке вырабатывается суровая ткань 2(Т ) 2(Т ) Состав исходной технической информации при моделировании техноло- 4,41 2,21 3,06 0,012 0,01 0, п.з. л.с.о.н.

гических процессов ткачества включает: общую характеристику рассматри Т Т 0,012 0,013 0, 0,011 0,015 0, п.з.

ваемого хлопчатобумажного производства;

заправочный расчет ткани, опре л.с.о.н.

деляющий ширину и длину куска суровой ткани, число нитей основы и утка Нор Т Нормаль- Нор- Нор- Т Нор- Нор маль fп.з. f на 1 дм суровой ткани, ширину заправки ткани по берду, общее число нитей л.с.о.н.

ная мальная мальная мальная мальная ная основы в заправке, номер берда, число ремизок, расход основы и утка на Т Т единицу длины суровой ткани, параметры плотности и отделки суровой тка- 0,58 1,01 1,03 0,2 0,4 0, X X о. у.п.

л.о.о.н.

ни;

данные о номенклатуре и количестве имеющихся в наличии единиц ста 2(Т ) 2(Т ) 0,045 0,016 0, 0,098 0,046 0, ночного оборудования, его основные эксплуатационные параметры;

структу л.о.о.н. о. у.п.

ру затрат машинного времени, статистические закономерности распределе Т Т 0,011 0,012 0,012 о.у.п. 0,012 0,012 0, л.о.о.н.

ния случайных величин протекания основных и вспомогательных процессов, Нор статистические данные о технических и технологических отказах. [3]. Кроме Т Нормаль- Нор- Нор- Нор- Нор f fоТ маль того, в заправочном расчете на основе данных государственного стандарта л.о.о.н..у.п.

ная мальная мальная мальная мальная ная или на основе анализа образца ткани дается ее характеристика. Она включает Т Т 0,33 0,66 0,9 0,7 0,089 1, наименование ткани, ее артикул, назначение, характеристику основных и X л.о.у.н. X л.с.

уточных нитей, параметры плотности и заправочный рисунок готовой ткани.

2(Т ) 2(Т ) 0,036 0,031 0,02 0,011 0,068 0, Список ограничений при построении и реализации моделирующих алго- л.о.у.н. л.с.

ритмов предполагает следующие факторы: номенклатурно-количественный Т Т 0,012 0,013 0, 0,011 0,011 0, л.о. у.н.

л.с.

состав базового парка станочного оборудования;

производственные площади Нор участка или цеха для размещения ткацкого оборудования;

система внутрице Т Нормаль- Нор- Нор- Т Нор- Нор маль f f л.о.у.н. л.с.

хового транспорта;

наличие необходимого сырья (пряжи) и контрольного ная мальная мальная мальная мальная ная оборудования;

операционные и вычислительные ресурсы аппаратно Т Т 0,31 0,023 0,055 6,85 5,05 8, программных средств ЭВМ. X X з.с.б. у.п. оп.вр.

Численный эксперимент в процессе имитации производственной системы 2(Т ) 2(Т ) 0,009 0,001 0,008 2,09 1,13 1, з.с.б.у.п. оп.вр.

хлопкоткачества в конечном итоге позволит оптимизировать параметры Т Т функционирования станочного оборудования и на этой основе устанавливать 0,013 0,012 0,014 оп.вр. 0,013 0,013 0, з.с.б. у.п.

пропускную способность отдельных технологических звеньев, плановые на Нор грузки на механизированные линии и участки, обосновывать условия дости- Нормаль- Нор- Нор- Т Нор- Нор fзТ fоп.вр. маль.с.б.у.п.

ная мальная мальная мальная мальная жения и поддержания требуемой интенсивности производства работ и тре ная буемого для этого парка оборудования.

В качестве критерия оптимальности при исследовании производственных процессов в технической литературе [4] рекомендуется интегральный показа 105 Т УДК 681.0. 2(Т ) Принятые обозначения: X - математическое ожидание, мин;

- ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО Т ПРОЦЕССА ХЛОПКОПРЯДЕНИЯ дисперсия;

- уровень значимости распределения соответствующей слу Т Эпов А.А., Ломкова Е.Н., Казначеева А.А.

чайной величины;

f - функция плотности вероятностей.

Принятые сокращения: п.з. - подготовительно-заключительная опера Прядильным производством называют совокупность механических тех ция;

оп.вр. – оперативное время;

л.о.о.н. – ликвидация обрыва основной нити;

нологических процессов, обеспечивающих формирование пряжи. Оно вклю чает два главных этапа: подготовку текстильных волокон к прядению – изго л.о.у.н. – ликвидация обрыва уточной нити;

з.с.б.у.п. – замена сходящей бо товление ленты;

прядение – изготовление пряжи на безверетенных пневмо бины с уточной пряжей;

л.с.о.н. – ликвидация схода основной нити;

о.у.п. – механических прядильных машинах. Системы прядения классифицируют по обрез узелков на полотне;

л.с. – ликвидация самоостановки.

способу чесания волокнистого материала на кардную и гребенную. Каждая система характеризуется определенным планом прядения, который устанав В табл. 1 в качестве иллюстрации к обоснованию вербальной модели при ливается в зависимости от линейной плотности пряжи, ее назначения и ведены результаты статистической обработки хронометражных данных для свойств перерабатываемого сырья. В хлопкопрядении наибольшее распро ткацких станков. Экспериментальные данные, характеризующие временные странение получила кардная система. По этой системе вырабатывается кард параметры функционирования мотальных, сновальных, шлихтовальных, уз ная пряжа средней и большой линейной плотности из средневолокнистого ловязальных, стригальных, браковочно-мерильных машин и проборных хлопка. В задачу всех процессов обработки такого хлопка механизированной станков, представлены в работе [3].

линией прядильного производства входит очистка, рыхление и смешивание волокон, а затем расчесывание их с целью параллелизации, выравнивания и формирования постепенно утоняющегося продукта (холста и ленты), чтобы Список литературы на заключительной стадии скрутить ленточку из параллельно расположенных волокон и получить пряжу заданных свойств [1, 2].

1. Механическая технология текстильнах материалов / А.Г. Севостьянов, Состав исходной технической информации при формализации и модели Н.А. Осьмин, В.П. Щербаков и др. – М.: Легпромбытиздат, 1989. – 512 с.

ровании технологических процессов хлопкопрядения включает: общую ха 2. Севостьянов А.Г., Севостьянов П.А. Моделирование технологических рактеристику рассматриваемого хлопчатобумажного производства;

план процессов (в текстильной промышленности). – М: Легкая и пищевая промыш производства пряжи или план прядения, определяющий свойства сырья, по ленность, 1984. – 344 с.

следовательность и режимы работы используемых машин (вытяжка, число 3. Автоматизация функционального проектирования сложных комплексов сложений, скорость выпускных органов машин, интенсивность процессов и технологического оборудования на основе разработки моделей имитационного др.), а также регламентирующий линейные плотности вырабатываемых про типа. Этап II. Разработка технического задания. Статистические исследования дуктов;

данные о номенклатуре и количестве имеющихся в наличии машин и параметров и процессов (промежуточный) : Отчет о НИР / институт КТИ Вол оборудования, их основные эксплуатационные параметры;

структуру затрат гГТУ – Камышин, 2003. – 62 с.

машинного времени, статистические закономерности распределения случай 4. Кулаев Ю.М. Функциональная оценка очистных комплексов и оптимиза ных величин протекания основных и вспомогательных процессов, статисти ция парка самоходного горного оборудования. Автореферат. Дис….канд. техн.

ческие данные о технических и технологических отказах [3].

наук. – Караганда, 1989.-19 с.

Возможности моделирования сложных систем обусловлены рядом прин ципов, основными из которых являются декомпозиция и иерархичность опи сания объектов. При формализации технологических процессов хлопкопря дения с учетом рекомендаций Н.П. Бусленко [4] сложная иерархическая сис тема расчленяется на конечное число частей (декомпозиция системы). Полу ченные части при необходимости вновь расчленяются до тех пор, пока не получатся элементы, удобные для математического и алгоритмического опи сания.

Исходя из выше обозначенных принципов моделирования сложных сис тем применительно к целостному процессу функционирования механизиро ванной линии прядильного производства, представляется возможным выде лить на уровне структурных элементов ряд взаимосвязанных технико технологических подсистем хлопкопрядения: «Разрыхление, смешивание и очистка хлопкового волокна», «Получение холста», «Формирование и вы 107 равнивание ленты», «Получение пряжи». При этом каждая подсистема соот- рованной линии формально можно представить в виде последовательно свя ветствует технологическим процессам, выполняемым определенным обору- занных графов (табл.1). Вершины графов при этом принимают за технологи дованием станочного парка. ческие состояния станочного оборудования. Дуги и стрелки при таком под ходе будут отражать направленность выполнения операций и их взаимосвязь.

Табл. 1. Графы перехода оборудования прядильного производства в подсистемах Логические условия перехода одной технико-технологической подсисте из одного технологического состояния в другое.

мы в другую составляет формализованную математическую модель функ Подсистема Оборудование Граф ционирования механизированной линии:

T1(Т1.1),если(T(t)=T1.1)(Nх(t)

Nx, Nпрх, c Nв, Nочх, Nрх, Nрв, Nпх, Nфл, Nвл – соответственно необходимое количест во хлопка, предварительно разрыхленного хлопка, хлопка смешанного в во локна, очищенного хлопка, разрыхленного хлопка, хлопка распределенного в Т3 – «Формиро- волокна, хлопка сформированного в холсты, сформированной ленты, выров вание и выравни- c ненной ленты.

вание ленты» с1 сk Полученные формализованные модели (графы и система неравенств) в c Т3.1 – Формиро- Чесальная маши вание ленты на дальнейшем могут быть использованы при разработке и реализации средств c Т3.2 – Выравнива- Ленточная ма компьютерной имитации механизированных линий и процессов функциони ние ленты шина c рования технологического оборудования хлопкопрядения.

ck (c8,с 9) Список литературы Т4 – «Получение Прядильная ма пряжи» шина 1. Механическая технология текстильных материалов /А.Г. Севостьянов, c с1 с Н.А. Осьмин, В.П. Щербаков и др. – М.: Легпромбытиздат, 1989. – 512 с.

c 2. Севостьянов А.Г., Севостьянов П.А. Моделирование технологических про цессов (в текстильной промышленности). – М: Легкая и пищевая промышлен c ность, 1984. – 344 с.

c c 3. Автоматизация функционального проектирования сложных комплексов технологического оборудования на основе разработки моделей имитационного типа. Этап II. Разработка технического задания. Статистические исследования Дальнейшая декомпозиция сложного процесса функционирования меха параметров и процессов (промежуточный) : Отчет о НИР / институт КТИ Вол низированной линии позволяет выделить подсистемы низшего уровня (Т1.1, гГТУ – Камышин, 2003. – 62 с.

Т1.2, Т1.3, Т1.4, Т1.5, Т3.1, Т3.2) а также наиболее важные технологические опера 4. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. – М: Наука, 1978. – 401 с.

ции для различных групп станков, выполняющих заданные функции в рамках этих подсистем. Тогда процесс функционирования оборудования механизи 109 УДК 681.0.002 конструкции стеклоформующей машины, массы изделий, их формы, химиче ДЕКОМПОЗИЦИЯ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОТАРЫ КАК ского состава стекла. Работа питателя должна быть строго синхронизирована СЛОЖНОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ по времени с работой стеклоформующей машины, осуществляющей процесс формования стеклоизделий. Процесс формования стеклоизделий является Эпов А.А., Морозова Е.В.

многопозиционным. Он начинается с приема капли стекломассы. Затем сле дует преобразование ее в пульку, раздувание пульки дутьевой головкой и, Декомпозиция сложной системы является исходным материалом для по наконец, придание изделию окончательной формы и размеров.

следующих этапов формализации – представления системы в виде последо В процессе формования в результате неравномерного остывания поверх вательных связанных графов, построения математических и имитационных ностей и внутренних слоев стеклоизделия, что объясняется плохой теплопро моделей. При декомпозиции сложная система расчленяется на конечное чис водностью стекла, в нем возникают напряжения сжатия и растяжения. Про ло частей, сохраняя связи, обеспечивающие их взаимодействие. В результате цесс устранения остаточных напряжений называется отжигом стекла. От ка этого система представляется в виде многоуровневой конструкции взаимо ждой стеклоформующей машины стеклоизделия транспортируются с помо связанных элементов, объединенных в подсистемы различных уровней. При щью пластинчатого или цепного конвейера, а затем при помощи сталкивате этом стремятся к тому, чтобы получаемые подсистемы отвечали реально су ля попадают в печи отжига. Режим отжига осуществляется в четыре стадии:

ществующим фрагментам системы.

предварительного нагрева, выдержки, медленного охлаждения, быстрого ох Производство стеклотары состоит из следующих технологических про лаждения. Печи отжига снабжены устройствами, позволяющими: вести на цессов: загрузки шихты и стеклобоя в стекловаренные печи, стекловарения, блюдение и автоматически регулировать температуру отжига;

транспортиро выработки стеклоизделий, отжига, сортировки и упаковки стеклоизделий [1].

вать изделия в рабочем туннеле печи;

изменять скорость транспортировки Ванные стекловаренные печи питаются смесью шихты и стеклобоя в изделий в широком диапазоне. На изделия при их прохождении через уста строго заданном соотношении. При отсутствии покупного стеклобоя загрузка новки горячего и холодного напыления на горячем и холодном участках печи производится шихтой с равномерным вводом обратного (собственного) стек отжига наносится защитный слой упрочняющих материалов. Изделия в печи лобоя, который образуется в процессе производства. Обратный стеклобой из транспортируются сетчатым конвейером. После выхода из печи отжига на приемного бункера цепным ковшовым элеватором подается в расходный изделия наносится защитно-упрочняющее покрытие методом распыления.

бункер на участке загрузки шихты. Шихта и бой подаются в бункер загруз Сортировка и контроль качества готовых изделий осуществляется в соот чиков шихты ленточным транспортером, находящимся вдоль ванных печей ветствии с требованиями ГОСТ 5717-91 и ГОСТ 10117.1-2001. Сортировка по одному с каждой стороны печи, и далее посредством загрузчиков шихты стеклоизделий, выработанных на стеклоформующих машинах, осуществля подаются в печи. Загрузчики шихты с помощью наклонного лотка с вибрато ется контролерами стекольного производства вручную путем визуального ром и толкающей водоохлаждаемой лопаты подают смесь шихты и стеклобоя осмотра и с помощью инспекционного оборудования: разбраковочного аппа в загрузочные карманы печей. Бункера загрузчиков шихты должны быть по рата, проверщика на сжатие, детектора посечки.

стоянно заполнены смесью шихты и боя, зависание шихты и боя в них не Упаковка стеклоизделий осуществляется на участке пакетирования. Для допускается.

упаковки применяется полиэтиленовая термоусадочная рукавная пленка.

Варка стекла – процесс многостадийного превращения шихты в жидкую Стеклотара подается по системе конвейеров в упаковочную машину, которой стекломассу. При нагревании стекольной шихты происходят сложные физи набирается установленное количество стеклоизделий. Полученный набор ческие, химические, физико-химические процессы, которые зависят от соста обворачивается полиэтиленовой пленкой, далее в результате сварки продоль ва стекла, условий теплообмена, характера движения стекломассы. Варку ных и поперечных швов образуется пакет. Высота полученного пакета соот стекла условно можно разделить на пять основных стадий: силикатообразо ветствует высоте упакованного стеклоизделия. Пакет с помощью рольганга вание, стеклообразование, осветление, гомогенизация, студка. Варка стекла поступает в термоусадочную печь, где при температуре в зависимости от ас осуществляется в ванных стекловаренных печах непрерывного действия, ре сортимента происходит усадка полиэтиленовой пленки, что придает пакету генеративных, проточных, с подковообразным направлением пламени, осна прочность, а изделиям обеспечивает сохранность без боя. После термоусадки щенных автоматическими системами регулирования и контроля, при помощи пакеты со стеклотарой ленточным транспортером подаются на склад готовой которых производится: поддержание постоянного уровня стекломассы, пере продукции транспортно-складского цеха.

вод направления пламени, контроль и управление тепловым, газовым и гид Исходя из вышеприведенного описания системы и в соответствии с реко равлическим режимами печи.

мендациями Н.П. Бусленко [2] целостный процесс функционирования техно Технологический процесс выработки стеклоизделий начинается с образо логической линии стеклотарного производства на уровне структурных эле вания капли стекломассы. Сваренная стекломасса самотеком поступает из ментов можно представить в виде ряда взаимосвязанных технико ванной печи в питатели. Питатель предназначен для формирования и выдачи технологических подсистем стеклообработки: «Загрузка шихты и стеклобоя в капель стекломассы. Скорость работы питателя зависит от метода выработки, 111 стекловаренные печи», «Стекловарение», «Выработка стеклоизделий», «От- Каждая подсистема при этом соответствует технологическим процессам, жиг», «Сортировка», «Упаковка стеклоизделий» (табл. 1). выполняемым определенным видом и типом оборудования. Дальнейшая де композиция технико-технологических подсистем позволяет выделить под системы низшего уровня (Т1.1,Т1.2, Т1.3, Т4.1,Т4.2, Т4.3.) и наиболее важные тех Табл. 1. Технико-технологические подсистемы изготовления стеклотары.

нологические операции, выполняемые стеклообрабатывающим оборудовани № Код Подсистема ем в рамках этих подсистем (табл. 2).

п/п подсистемы Полученные результаты декомпозиции технологической системы изго 1 Загрузка шихты и стеклобоя в стекловаренные печи Т товления стеклотары в дальнейшем могут быть использованы при построе 1.1. Подача стеклобоя в расходный бункер Т1. нии и реализации математических моделей на ЭВМ с целью оценки и опти 1.2. Подача шихты и стеклобоя в бункер загрузчиков шихты Т1. мизации параметров функционирования реальной производственной системы 1.3. Подача смеси в загрузочные карманы печей Т1. и на этой основе разработки достоверных технических рекомендаций.

2 Стекловарение Т 3 Выработка стеклоизделий Т 4 Отжиг Список литературы Т 4.1. Перегрузка стеклоизделий в печь отжига 1. Автоматизация функционального проектирования сложных комплексов Т4. 4.2. Отжиг стеклоизделий Т4.2 технологического оборудования на основе разработки моделей имитационного 4.3. Транспортирование стеклоизделий в рабочем туннеле Т4. типа. Этап III. Формализация процессов функционирования сложных комплек печи сов технологического оборудования (промежуточный): Отчет о НИР / институт 5 Сортировка Т КТИ ВолгГТУ – Камышин, 2004. – 56 с.

6 Упаковка стеклоизделий Т 2. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. – М: Наука, 1978. – 401 с.

Табл. 2. Кодирование технологических состояний оборудования стеклотарного производства.

№ Код со Технологическое состояние п/п стояния 1 Подготовительно-заключительная операция С 2 Подача стеклобоя в расходный бункер С 3 Подача шихты и стеклобоя в бункер загрузчиков шихты С 4 Подача смеси шихты и стеклобоя в загрузочные карманы печей С 5 Получение жидкой стекломассы (варка стекла) С 6 Оформление и выдача капель стекломассы С 7 Формование стеклоизделий С 8 Транспортирование стеклоизделий до печи отжига С 9 Перегрузка стеклоизделий в печь отжига С 10 Отжиг стеклоизделий С 11 Транспортирование стеклоизделий в рабочем туннеле печи С 12 Сортировка стеклоизделий С 13 Контроль качества С 14 Транспортирование стеклоизделий до упаковочной машины С 15 Упаковка стеклоизделий в пакет С 16 Транспортирование пакета в термоусадочную печь С 17 Термоусадка пакета С 18 Транспортирование пакета на склад готовой продукции С 19 Вспомогательные технологические операции С 20 Отказ по техническим причинам С 21 Отказ по технологическим причинам С 22 Простой оборудования из-за отсутствия фронта работ С 113 lн – длина нагревательного элемента, м;

Проблемы электротехники, Секция lтр – длина трубопровода, м.

электроэнергетики На трубопроводах диаметром менее 15 мм рекомендуется только линей и электротехнологии ная прокладка нагревателей. Во избежание повреждения герметизирующего покрытия и перегрева нагревателей на фланцах и других выступающих час тях трубопровода, под нагреватель необходимо подложить алюминиевую УДК 621.644:621. ленту толщиной от 0,2 до 1,0 мм и шириной от 40 до 80 мм (например, лента А- АД-0,25х50 ГОСТ 13726-68). У фланцев на расстоянии не более 40 мм нагре ватель необходимо подвязать стеклолентой.

ЭЛЕКТРООБОГРЕВ ТРУБОПРОВОДОВ С ПОМОЩЬЮ ЛЕНТОЧНЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ Алексеев А.П., Хавроничев С.В., Алексеева А.А.

В промышленности, сельском хозяйстве и быту существует проблема за мерзания жидкостей в трубопроводах различного назначения при отрица тельных температурах. В работе для обеспечения круглогодичного беспере бойного функционирования трубопроводов предлагаются способы электро обогрева водопроводов, водостоков и пенопроводов систем пожаротушения с помощью ленточных нагревателей типа ЭНГЛ.

Основные характеристики ленточных электронагревателей ЭНГЛ а) линейно б) спирально ТУ 63 РСФСР-76 приведены в табл. 1 [1].

Рис. 1. – Монтаж нагревателей на трубопроводах:

Табл. 1. Технические характеристики ЭНГЛ 180, U = 220 В.

1 – нагреватель;

2 – стеклолента.

Удельная После установки нагревателей трубопровод покрывается тепловой изоля Номинальная Длина актив- Сопротив- Масса, мощность, цией из негорючих минеральных или синтетических материалов и обшивает мощность, кВт ной части, м ление, Ом кг Вт/м ся защитной металлической оболочкой.

0,17 4,07 297 0, Низкотемпературные выводы нагревателей прокладываются в металлору 0,33 8,22 146 1, каве, присоединение металлорукава выполняется посредством сальниковых 0,66 16,52 73 2, уплотнений. Подключение нагревателей выполняется трехпроводным (L-, N- 1,33 33,12 36 6, и РЕ-проводники) через устройство защитного отключения с защитой от сверхтоков (например, дифференциальный автомат АД - 12).

Перед установкой нагревателей трубопровод очищается от грязи, ржавчи С целью обеспечения электробезопасности трубопровод и металлические ны и на него наносится термостойкое антикоррозийное покрытие. Закрепля части нагревательного устройства (оболочка и металлорукав) должны быть ется один из концов нагревателя стеклолентой толщиной от 0,1 до 0,3 мм и заземлены в соответствии с главой 1.7 ПУЭ (присоединены к РЕ шириной от 10 до 30 мм (например, лента ЛЭС-0,2х20), после чего нагрева проводнику).

тель с легким натягом наматывается спиралью на трубопровод или прокла дывается линейно (рис. 1). Второй конец нагревателя также закрепляется Список литературы стеклолентой. На вертикальных участках трубопроводов монтаж нагревате 1. Элементы нагревательные гибкие ленточные ЭНГЛ-1. Техническое описа лей производится только спиральной намоткой.

ние и инструкция по эксплуатации // г. Ленинград, 1990, с. 24.

При линейной прокладке вдоль горизонтальных трубопроводов нагрева тели закрепляются стеклолентой с шагом не более 0,5 м.

Шаг спирали определяется по формуле:

Dн lтр, (1) t = 2 (lн ) -(lтр) где Dн – наружный диаметр трубопровода, м;

115 УДК 621. ВЛИЯНИЕ НА ПИТАЮЩУЮ СЕТЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ ВЕНТИЛЯТОРОВ АППАРАТОВ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА Артюхов И.И., Жабский М.В., Аршакян И.И., Тримбач А.А.

Одним из основных направлений решения задачи энергосбережения на предприятиях магистрального транспорта газа является применение регули руемого электропривода в основных и вспомогательных системах компрес сорных станций (КС). Приоритетность этого направления объясняется про изошедшим в последние годы резким увеличением тарифов на покупную электроэнергию [1]. На КС с газотурбинным приводом газоперекачивающих агрегатов заметный экономический эффект может быть получен при исполь а) зовании частотно-регулируемого привода в системах охлаждения комприми рованного газа, которые состоят из определенного количества аппаратов воз душного охлаждения (АВО).

Оснащение вентиляторов АВО газа частотно-регулируемым приводом по зволяет оптимизировать их режим работы, исключить трудоемкий процесс сезонной регулировки угла атаки лопастей, устранить токовые и механиче ские перегрузки при пуске электродвигателей.

В соответствии с требованиями нормативных документов электроснабже ние двигателей АВО газа осуществляется от комплектных трансформаторных подстанций (КТП) с двумя понизительными трансформаторами, допустимая нагрузка которых составляет 50 % для объектов 1-й категории и 70 % для объектов 2-й категории. Широкое распространение получили трансформато ры типов ТМЗ-630/6(10) и ТМЗ-1000/1000/6(10) с номинальной мощностью 630 и 1000 кВА соответственно [2].

В состав установки охлаждения газа входит обычно 12 – 14 АВО с двумя б) двигателями, поэтому в нормальном режиме от одной секции КТП запитыва Рис. 1 – Осциллограммы сетевого напряжения и входного тока (а), ется до 14 двигателей мощностью 30 – 37 кВт. При выходе из строя одного из спектральный состав тока (б) преобразователя частоты трансформаторов КТП другой трансформатор должен обеспечить питание типа FUJI Electric Frenic 5000 FRN 45G11S-4EN.

– 28 двигателей суммарной мощностью до 1 МВт.

В существующих системах электроснабжения АВО газа необходимая на- Исследование проводилось с помощью цифрового запоминающего осцил грузочная способность КТП обеспечивается применением конденсаторных лографа Fluke 196C, который имеет два гальванически развязанных входа. На компенсирующих устройств. При оснащении КТП АВО газа преобразовате- вход «А» осциллографа подавалось фазное напряжение сети, на вход «В» - лями частоты (ПЧ) компенсация реактивной мощности не требуется, однако сигнал с датчика тока, который был выполнен в виде трансформатора тока возникает проблема искажающего влияния преобразователей на питающую 200/5 А, нагруженного на прецизионный резистор с сопротивлением 0,2 Ом.

сеть, так как они потребляют ток несинусоидальной формы. Питание электропривода осуществлялось от трансформатора ТМЗ 1000/10 с напряжением короткого замыкания 5,5 %. При отключенных по На рис. 1 приведены осциллограммы напряжений и токов, которые были требителях коэффициент искажения синусоидальности напряжения состав получены при экспериментальном исследовании ПЧ фирмы FUJI Electric в лял 2,76 %. После подключения к трансформатору только одного электро системе электроснабжения АВО газа на одном из объектов ООО «Тюмен- привода, работающего в номинальном режиме, этот коэффициент увеличился трансгаз». На этом же рисунке показан частотный спектр входного тока пре- до 5,24 %. Коэффициент искажения синусоидальности кривой входного тока образователя, нагруженного на двигатель ВАСО-16-14-24 мощностью 37 кВт ПЧ имеет значение 96,92 %. При этом основной вклад в искажение формы с вентилятором на валу типовой конструкции. тока вносят 5-я и 7-я гармоники, значения которых относительно 1-й гармо 117 ники составляют 76,6 и 52,3 % соответственно. Действующее значение вход- жения возрастает. Следует отметить, что при подключении к шинам КТП ного тока преобразователя равно 98,6 А, при этом амплитуда превышает это более 7 преобразователей коэффициент искажения напряжения превышает значение в 2,25 раза. Из-за указанной формы тока коэффициент мощности значение 8 %, нормированное ГОСТ 13109-97.

ПЧ составляет 0,56. При номинальной загрузке 14 одновременно работающих электроприво После установки сетевого дросселя с индуктивностью 0,25 мГн на вход дов АВО газа коэффициент искажения синусоидальности напряжения со ПЧ форма тока улучшилась. Коэффициент искажения синусоидальности тока ставляет 11,8 %. Соответствующий параметр для тока равен 27,9 %. Значения стал равен 66,8 %, относительные значения 5-й и 7-й гармоник составили коэффициентов высших гармоник напряжения KU(n) и тока KI(n) приведены 57,2 и 24,6 % соответственно. Действующее значение входного тока ПЧ в табл. 1.

уменьшилось до значения 61,6 А. Благодаря этому коэффициент мощности электропривода равен 0,83.

Табл. 1. Значения коэффициентов высших гармоник напряжения и тока, % Если индуктивность сетевого дросселя увеличить до 0,5 мГн, то коэффи циент искажения синусоидальности тока уменьшается до значения 41,9 %.

Номер гармоники 5 7 11 13 17 Относительные значения 5-й и 7-й гармоник составляют при этом 36,5 и 12, KU(n) 9,07 3,40 3,70 2,91 1,76 1, %. Коэффициент мощности становится равным 0,89.

Для исследования искажающего влияния группы частотно-регулируемых KI(n) 26,32 6,94 4,87 3,19 1,48 1, электроприводов на питающую сеть разработана математическая модель в Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что оснащение КТП среде MATLAB 7 с пакетом расширения Simulink 6. Некоторые результаты, АВО газа преобразовательными устройствами должно идти параллельно полученные с помощью этой модели, представлены на рис.2. Здесь показаны с решением задач электромагнитной совместимости (ЭМС). В противном графики, характеризующие изменение коэффициента искажения синусои случае из-за высокого уровня высших гармоник в токе, который потребляет дальности напряжения в системе электроснабжения с трансформатором типа ся частотно-регулируемыми электроприводами, будет непроизводительно ТМЗ-1000/10 в зависимости от количества одновременно работающих элек расходоваться электрическая энергия в элементах системы электроснабже троприводов с номинальной мощностью 37 кВт при различной загрузке.

ния, происходить дополнительный нагрев трансформатора, возникать сбои в 0. работе систем автоматики, возникать погрешности в показаниях счетчиков электрической энергии.

0.12 Один из путей решения указанной проблемы состоит в установке входных фильтров, которые в существующем формате торговли устройствами сило 0. вой электроники относятся к опциям и должны приобретаться за дополни тельную плату. Необходимо отметить, что стоимость фильтров ЭМС доста точно высока, поэтому задача по оптимизации их параметров представляется 0. актуальной. Другое направление решения вопросов ЭМС может состоять в построении электротехнических комплексов, которые имеют улучшенные 0. энергетические характеристики за счет увеличения фазности преобразова тельных схем и реализации необходимых законов управления силовыми ключами.

0. Список литературы 0. 1. Направления и перспективы применения регулируемого электропривода на компрессорных станциях транспорта и хранения газа // И.И.Артюхов, И.И.Аршакян, А.В.Коротков и др. - Электротехнические комплексы и силовая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 электроника. Анализ, синтез и управление: Межвуз. науч. сб. – Саратов: Сарат.

гос. техн. ун-т, 2001. – С.26 – 30.

Рис. 2 – Зависимость коэффициента искажения синусоидальности напряжения 2. Аршакян И.И., Артюхов И.И. Динамические режимы в системах электро от количества одновременно работающих электроприводов снабжения установок охлаждения газа. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2004. – при различной загрузке (1 – 120 %, 2 – 100 %, 3 – 80 %).

120 с.

Из этих графиков видно, что с увеличением количества ПЧ, подключен ных к шинам ТП, коэффициент искажения синусоидальности кривой напря 119 УДК 621. ния вносили 3-я и 5-я гармоники. Коэффициенты этих гармоник составляли соответственно 4,3 и 3,1 %.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЫТОВЫХ ПЕЧЕЙ СВЧ НАГРЕВА Артюхов И.И., Иванова В.В., Тютьманов А.Д.

Комфортные условия труда и отдыха в современном обществе в значи тельной степени обеспечиваются функционированием полезных и «умных» машин, энергоемкость которых возрастает буквально с каждым днем. Суще ствующие системы электроснабжения зданий офисного типа и жилого фонда зачастую не справляются с той нагрузкой, которая появилась в связи с широ ким внедрением вычислительной и другой оргтехники в различные сферы жизни. Причем дело не только в величине этой нагрузки. Проблема состоит в том, что качественно изменился характер потребляемого тока, он существен Рис. 1 – Осциллограммы сетевого напряжения и входного тока но больше стал «загрязнен» высшими гармониками [1].

СВЧ печи LG MS-2322W.

Одним из мало исследованных объектов, с точки зрения, проблемы элек тромагнитной совместимости, являются бытовые печи СВЧ нагрева. Основой этих устройств является магнетронный генератор, для работы которого необ ходим высоковольтный источник питания. Как правило, он изготавливается по упрощенной схеме удвоения напряжения, принцип действия которой предполагает несинусоидальную форму потребляемого тока [2].

Для получения количественных показателей, характеризующих влияние бытовых печей СВЧ нагрева на питающую сеть, было проведено экспери ментальное исследование процессов с помощью цифрового запоминающего осциллографа Fluke 196C, который имеет два гальванически изолированных входа c входным сопротивлением 1 МОм. На вход «А» осциллографа пода валось напряжение сети, на вход «В» – сигнал с датчика тока, который был Рис. 2 – Спектральный состав сетевого напряжения и входного тока.

выполнен в виде трансформатора тока, нагруженного на прецизионный рези Кривая тока, потребляемого СВЧ печью, смещена относительно кривой стор с сопротивлением 0,2 Ом. При протекании в контролируемой цепи тока сетевого напряжения в сторону запаздывания на угол, который ориентиро 1,5 А выходной сигнал датчика составлял 100 мВ.

вочно составляет 25 эл.град. Действующее значение тока – 5,59 А. Форма Через оптический порт интерфейса RS-232 результаты измерения сигна кривой тока отличается от синусоиды, в основном, за счет 3-й гармоники, лов и растровые изображения экранов передавались на персональный ком коэффициент которой равен 22 %. Суммарный коэффициент искажения си пьютер для последующей обработки с помощью программного обеспечения нусоидальности кривой тока составляет 23,8 %.

FlukeView® для Windows®.

Таким образом, бытовая печь СВЧ нагрева, как элемент системы электро В качестве объекта исследования была выбрана СВЧ печь LG MS-2322W, снабжения, является потребителем трех составляющих полной мощности S :

для которой в инструкции по применению заявлены следующие технические активной P, реактивной Q, искажения T. Выражение для ее расчета имеет параметры: выходная мощность – 800 Вт;

источник питания – сеть 230 В с частотой 50 Гц;

потребляемая мощность – 1200 Вт. вид Результаты экспериментального исследования приведены на рис.1 и 2, на S = P2 + Q2 + T2 = U I, которых показаны осциллограммы сетевого напряжения и потребляемого где U, I – действующие значения напряжения и потребляемого тока.

тока, а также спектры этих переменных. Амплитуды основных гармоник приняты за 100 %.

В рассматриваемом случае полная мощность Действующее значение напряжения питающей сети в момент проведения замеров составляло 221 В, коэффициент искажения синусоидальности кривой S = 221 5,59 = 1235,4 В·А.

напряжения был равен 5,46 %. Основной вклад в искажение формы напряже Активная мощность рассчитывается по формуле 121 T T УДК 621. 1 P = p(t)dt = u(t)i(t)dt, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИСЛЕДОВАНИЯ РЕЗОНАНСНЫХ T T 0 ЯВЛЕНИЙ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С где u(t), i(t) – мгновенные значения напряжения и тока;

КОНДЕНСАТОРНЫМИ КОМПЕНСИРУЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ T – период сетевого напряжения.

Артюхов И.И., Погодин Н.В.

Встроенное математическое обеспечение осциллографа Fluke 196C позво ляет производить оперативное перемножение величин, соответствующих Электроснабжение потребителей газотурбинных компрессорных станций сигналам на входах «А» и «В», с последующей записью полученных резуль (КС) магистральных газопроводов (МГ) на напряжении 0,4 кВ осуществляет татов в буфер памяти. В результате анализа графика мгновенной мощности ся от комплектных трансформаторных подстанций (КТП), которые имеют по было получено, что из сети потребляется активная мощность 1102 Вт.

два понизительных трансформатора с допустимой нагрузкой 50 % для объ Коэффициент мощности электроприемника в общем случае рассчитыва ектов 1-й категории или 70 % – для объектов 2-й категории. Количество КТП ется по формуле на КС МГ определяется, в основном, количеством газокомпрессорных цехов, P в состав которых входит несколько газоперекачивающих агрегатов (ГПА), = = cos, S установка охлаждения компримированного газа с аппаратами воздушного где – угол сдвига фаз между напряжением и током;

охлаждения (АВО) и другое технологическое оборудование.

Наиболее распространен вариант электроснабжения, когда каждый газо – коэффициент искажения тока, который определяется как отношение компрессорный цех имеет две подстанции. Нагрузкой одной из КТП является действующего значения первой гармоники тока I(1) к действующему значе электрооборудование ГПА и другие электроприемники производственно нию I всей кривой эксплуатационного блока (ПЭБ) цеха. Другая подстанция осуществляет элек троснабжение электродвигателей для привода вентиляторов АВО газа. Для I(1) =.

уменьшения потерь в элементах системы электроснабжения и повышения I нагрузочной способности трансформаторов осуществляется компенсация На основании полученных результатов имеем, что коэффициент искаже реактивной мощности с помощью конденсаторов.

ния тока = 0,975.

В настоящее время происходит интенсивный процесс оснащения газотур Коэффициент мощности исследуемого образца бытовой СВЧ печи при бинных КС МГ электротехническим оборудованием нового поколения.

этом составляет 0,89. Необходимо заметить, что энергетические показатели На КТП ПЭБ устанавливают выпрямительно-зарядные агрегаты, источники СВЧ печей отечественного производства выше, чем приведенные выше изде бесперебойного питания и другие устройства, построенные на современной лия импортного производства. Однако, массогабаритные показатели у «на элементной базе с использованием принципа промежуточного повышения ших» печей гораздо хуже, при той же выходной мощности. Поэтому, ответ на частоты. В различных технологических схемах на КС МГ применяется час вопрос, что лучше, остается открытым.

тотно-регулируемый привод вентиляторов и насосов. Характерным приме ром является система стабилизации температуры масла газоперекачивающих Список литературы агрегатов [1].

Вместе с тем, расширение внедрения устройств силовой электроники на 1. Артюхов И.И., Степанов С.Ф., Тютьманов А.Д. О влиянии современной предприятиях магистрального транспорта газа сопровождается проблемой их оргтехники на питающую сеть // Функциональные системы и устройства низ негативного влияния на качество электрической энергии в питающей сети.

ких и сверхвысоких частот: Межвуз. науч. сб. – Саратов, Сарат.гос.техн.ун-т, Причиной этого является нелинейный и импульсный характер процессов 2003. – С.12 – 16.

преобразования электроэнергии посредством ключевых элементов. В резуль 2. Артюхов И.И., Фурсаев М.А. Магнетронные генераторы для установок тате работы ключевых элементов происходит искажение токов в цепях пере СВЧ нагрева. – Саратов: Сарат.гос.техн.ун-т, 2000. – 48 с.

менного тока. Поэтому кроме активной мощности, потребляемой из сети, появляется реактивная мощность, обусловленная фазовым сдвигом основных гармоник тока и напряжения, а также мощность искажения [2].

Несинусоидальность напряжения и тока обусловливает дополнительные потери и нагрев, а также ускоренное старение изоляции электрооборудова ния. Кроме того, наличие высших гармонических составляющих в системе электроснабжения отрицательно сказывается на функционировании различ 123 Subsystem ных видов электрооборудования: вызывает нарушение работы и ложные сра In батывания устройств релейной защиты и автоматики, приводит к сбоям в Voltage Measurement работе электронных систем управления и вычислительной техники, создает Scope + помехи в аппаратуре телемеханики и связи, искажает показания счетчиков v 3-Phase электрической энергии и т.д. [3, 4].

Source Необходимо отметить, что процесс внедрения новой техники происходит Subsystem Current зачастую без должного внимания к проблеме электромагнитной совместимо Measurement 4 In сти. Вопросами взаимного влияния ранее установленного и вводимого в экс i плуатацию электрооборудования начинают заниматься только после аварий- + ных ситуаций. Ситуация усугубляется тем, что при определенных сочетаниях параметров системы электроснабжения и нелинейных потребителей возмож но усиление искажения формы кривых напряжений и токов, обусловленных Scope резонансными явлениями [5].

Current Для исследования этих явлений в системах электроснабжения с конденса- Measurement 3-Phase Parallel RL Load i торными компенсирующими установками разработана математическая мо + дель на базе интерактивного программного комплекса MATLAB+Simulink, - A Subsystem схема которой показана на рис. 1. Образующие модель блоки могут быть раз B In делены на две группы.

C В первую группу входят блоки, которые моделируют силовые элементы системы электроснабжения:

Scope • трехфазный источник синусоидального напряжения 3-Phase Source;

Current Measurement 3-Phase • трехфазный диодный мост Universal Bridge;

Parallel RC Load i • последовательная активно-индуктивная цепь Series RL Branch в цепи + - A Subsystem постоянного тока диодного моста;

B In • параллельная активно-емкостная цепь Parallel RC Branch, которая моделирует эквивалентную нагрузку и конденсатор фильтра в звене C постоянного тока преобразовательного устройства;

• блок 3-Phase Parallel RL Load, который моделирует линейную часть Subsystem нагрузки системы электроснабжения;

In Scope • блок 3-Phase Parallel RС Load, который является моделью конденса торной компенсирующей установки.

Current Measurement В полях настройки параметров источника питания 3-Phase Source зада- Universal Bridge i Series RL Branch + ются:

- A + • действующее значение линейного напряжения;

B • начальная фаза напряжения;

Parallel RC Branch • частота напряжения;

C • схема соединения • внутренние параметры источника (активное сопротивление и индук тивность).

Рис. 1 – Схема модели для исследования резонансных явлений.

В полях настройки параметров выпрямителя задаются:

• количество ветвей моста (в рассматриваемом случае оно равно трем);

• конфигурация входных и выходных портов;

• параметры снабберных цепей;

125 N A B C УДК 681.2. • тип полупроводниковых приборов (в данном случае – это диоды);

• динамическое сопротивление диодов в открытом состоянии;

ВЛИНИЕ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ • индуктивность ветви с диодом в открытом состоянии;

НА ВЕЛИЧИНУ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЖЕНИЙ • начальное напряжение на диоде в открытом состоянии.

Барышников Д.В.

В полях настройки блока Series RL Branch задаются сопротивления, учи тывающие потери мощности в обмотках дросселей, соединительных прово Состояние изоляции карьерного электрооборудования, определяющее дов и контактных соединений в цепях постоянного тока выпрямителей, а надёжность работы и безопасность его обслуживания, во многом зависит от также индуктивности сглаживающих дросселей. Сопротивление в поле на воздействующих на неё перенапряжений. Наряду с атмосферными перена стройки блока Parallel RC Branch представляет собой эквивалентное входное пряжениями и перенапряжениями, обусловленными однофазными замыка сопротивление инвертора, подключенного к выпрямителю.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.