Практическая деятельность по решению задач анализа напряженного состояния силовых конструкций с концентраторами напряжений требует развития численных методов моделирования элементов конструкций в области зон высоких градиентов напряжений, обусловленных, в частности, конструктивными концентраторами. Показано, что для геометрически сложных элементов конструкций широко применяемые подходы к реализации метода конечных элементов не гарантируют сходимости численного решения. В статье рассматриваются задачи, связанные с вопросами надежности вычислений с помощью метода конечных элементов. Они зависят как от надежности математической постановки задачи, так и от точности численного решения поставленной задачи. Рассматриваются практические приемы оценки погрешности вычислений. В качестве перспективных путей обеспечения сходимости и достоверности результатов моделирования предлагаются подходы теории технической устойчивости дифференциальных уравнений, специальные вычислительные процедуры, применяемые на стадиях пре- и постпроцессинга.
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование
2015. — Выпуск 1(45)
Содержание:
В статье предлагается методика прочностного расчета, включающая учёт вида напряжённо-деформированного состояния (НДС) в возможном очаге разрушения конструкции, основанная на использовании критериального уравнения предельного состояния Писаренко – Лебедева. Уточнение расчёта в предлагаемой методике достигается за счёт применения в ней экспериментальных данных о разрушении лабораторного образца, НДС которого в момент разрушения моделирует в своей рабочей зоне НДС рассматриваемого элемента реальной конструкции. На первом этапе методики осуществляется расчёт НДС для очага возможного разрушения и выбор соответствующих лабораторных образцов для механических испытаний, на втором – испытание до разрушения выбранных образцов на типовой одноприводной машине и определение по результатам этих испытаний прочностных параметров, входящих в рассматриваемое критериальное уравнение. Апробация предложенной методики проводится с помощью специально разработанного лабораторного призматического образца, позволяющего получать в рабочей зоне двухосное растяжение за счет контактных реакций, вызванных взаимодействием с дополнительной опорой.
Ключевые слова
Рассмотрена проблема диагностирования работоспособности электрических контактных соединений. Предлагаемый подход построен на предположении, что между контактными поверхностями соединяемых деталей, наряду с активным сопротивлением, имеет место сопротивление емкостное. Диагностический признак работоспособности электрического контакта в этом случае может быть получен на изменении соотношения активного сопротивления контакта и его ёмкостного электрического сопротивления. Предлагаемая в работе методика предполагает использование специальной схемы замещения, моделирующей соотношения представленных типов сопротивления. Результаты работы построены на основе экспериментальных данных и представлены в виде осциллограмм, полученных с применением генератора импульсов по току и напряжению в цепи контактного соединения. Также в работе представлен алгоритм использования представленной методики для широкого класса электрических контактных соединений.
Ключевые слова
В статье рассматриваются подходы к оценке вибрационной надежности протяженных технических объектов, таких как железнодорожные тоннели. Предлагается концепция формирования диагностического пространства, основывающаяся на наблюдениях и фиксации ряда параметров, которые позволяют сформировать траекторию текущего состояния объекта. Анализируется вариант создания формализованной модели динамического состояния сложных объектов при действии на них ударных и колебательных возмущений. Вибрационные воздействия оказывают влияние на эксплуатационную надежность сооружения, что может привести к возникновению определённых случайных событий, и, в частности, к отказам. Поэтому для обеспечения безопасной, надежной и непрерывной работы сложных систем предлагается использование модели динамического состояния в системах инженерного мониторинга. Приводится один из вариантов принципиальной блок-схемы автоматизированной системы мониторинга геодинамической безопасности.
Ключевые слова
Аннотация. Рассматриваются вопросы построения математических моделей для режимов взаимодействия рабочей среды, сформированной стальными шариками, с вибрирующей поверхностью в процессах вибрационного упрочнения поверхностей длинномерных деталей. Развиты методологические подходы к построению математических моделей процесса вибрационного взаимодействия с учетом неудерживающего характера связей. Разработаны теоретические основы формирования аналитических соотношений, определяющих факторы и основные характеристики реализации процессов взаимодействия с непрерывным подбрасыванием. Сформулированы условия возникновения режимов с подбрасыванием поверхностью колебания материальной частицы на основе использования метода функции зазора. Показана возможность классификации вариантов отрыва материальной точки от поверхности колебания на основе метода функции зазора. Изучены зависимости характеристик вибрационных процессов от силовых факторов. На единой методологической основе рассмотрены частные постановки задач определения реализации режимов с учетом гравитационных сил, постоянных дополнительных сил и сил вязкого трения. Предложены обобщенные характеристики вибрационного поля. Представлены графики формирования режимов кратного подбрасывания для задачи с учетом гравитационных сил. Представлены аналитические зависимости параметров системы, обеспечивающих реализацию режима кратного подбрасывания. Приведены графики характерных параметрических зависимостей.
Ключевые слова
В статье рассмотрены некоторые задачи динамики и моделирования динамических систем с дополнительными связями. Рассмотрены особенности винтового механизма, в котором кроме упругой силы и силы вязкого трения к объекту защиты приложены силы, вызванные инерцией гайки-маховика и силы сухого трения в винтовой паре. Составлено дифференциальное уравнение движения рассматриваемой системы. Сделан вывод о том, что включение в обычную виброзащитную систему устройства с преобразованием движения эквивалентно в данном случае введению в структурную схему дополнительной пассивной связи по ускорению, которая, по существу, является дополнительной обратной связью по относительному ускорению. Динамические свойства системы характеризуются ее амплитудно-частотной характеристикой. Дано качественное представление о виде амплитудно-частотной характеристики при различных значениях ее параметров. Введение дополнительных связей в механические колебательные системы является одним из направлений поиска и разработки новых конструктивно-технических средств для решения задач виброзащиты и виброизоляции.
Ключевые слова
Значительное число досрочных съемов двухконтурных авиадвигателей с эксплуатации связано с отказами межвальных подшипников. Возможными причинами таких отказов являются отклонения от расчетных значений параметров, характеризующих напряженно-деформированное состояние элементов межвального подшипника, а также нарушение условий их смазки и охлаждения. В статье выполнен анализ эксплуатационных факторов применительно к авиационному двигателю Д-30КП, оказывающих влияние на тепловое состояние межвального подшипника, а также предложены подходы к оценке напряженно-деформированного состояния его элементов. В основу метода исследования напряженно-деформированного состояния элементов межвального подшипника положено математическое моделирование с использованием метода конечных элементов и программы Femap. При этом в качестве основных элементов межвального подшипника рассматриваются ролик и прилегающие к нему участки наружного и внутреннего кольца. В качестве исходных данных задаются: диаметр ролика, диаметр внутреннего и наружного кольца подшипника, толщина и ширина колец, материал изготовления и приложенная нагрузка.
Ключевые слова
Достоинство волновых зубчатых передач – возможность получить в одной ступени большие передаточные отношения. Основной недостаток – недолговечность гибкого колеса, вызванная большими деформациями при циклически меняющихся напряжениях. Предлагаемое техническое решение предусматривает вместо гибкого колеса использовать трехрядную роликовую цепь. Волновая зубчатая передача с невращающейся втулочно-роликовой цепью имеет двухволновой генератор (кулчок), на котором средними роликами располагается трехрядная втулочно-роликовая цепь. Крайние ролики цепи входят в зацепление с двумя зубчатыми колесами: одним – неподвижным, имеющим число зубьев, равное числу роликов цепи; вторым – ведомым, с меньшим количеством зубьев. Так как число роликов цепи равно числу зубьев колеса неподвижного колеса, при вращении кулачка цепь не вращается, а происходит радиальное перемещение роликов, которое приводит к вращению ведомого колеса. Предлагаемое техническое решение позволяет значительно упростить известные конструкции волновых зубчатых передач с применением втулочно-роликовой цепи. Круговой профиль роликов цепи дает возможность в месте контакта их с зубьями колес реализовать трение качения, в результате чего повышается коэффициент полезного действия привода и уменьшается износ.
Ключевые слова
В статье изучены промывочные машины и грохоты. Выполнен анализ современных гидравлических способов переработки и обогащения металлоносных песков. Изучены свойства пород и характеристики их промывистости. Освещен вопрос интенсивности дезинтеграции и её продолжительности в зависимости от размывающей способности воды (расход, давление, температура), механического воздействия дезинтегрирующих устройств и физико-химического воздействия добавок, ускоряющих дезинтеграцию. Выполнены работы по исследованию промывочно-обогатительных приборов. Проанализирован расчёт производительности промывочных машин по необходимому времени промывки материала до заданного качества. Приведены формулы расчета скорости продольного перемещения материала в грохотах различных конструкций. Определен расход мощности, затрачиваемой на работу скруббера. Рассмотрены условия для получения максимального дезинтегрирующего эффекта. Рассмотрена конструкция и актуальность совершенствования аппаратов для промывки и методов расчёта оптимальных параметров для достижения максимального эффекта.
Ключевые слова
В настоящее время абсорбер с кольцевой насадкой не обеспечивает требуемую степень очистки газа от аммиака и аминов в производстве метиламинов методом каталитического аминирования метанола в паровой фазе под давлением. Эффективность абсорбера можно повысить за счет замены кольцевой насадки на ленточную регулярную насадку. Выполнены расчеты объемных коэффициентов массопередачи в слое регулярной ленточной насадки и в слое колец Рашига при абсорбции аммиака из многокомпонентной газовой смеси, установлено распределение концентраций компонентов по высоте слоя насадки и выполнен сравнительный анализ массообменной эффективности абсорбции смеси аммиака и аминов на регулярной и кольцевой насадках. Установлено, что на кривой распределения концентрации триметиламина в слое насадки образуется экстремум при снижении коэффициента избытка расхода воды. Возникновение экстремума объясняется относительным снижением скорости абсорбции триметиламина в результате снижения расхода воды и увеличения ее температуры
Ключевые слова
Приведены результаты и условия физического и математического моделирования температурного состояния цилиндровой втулки судового вихрекамерного дизеля, форсированного газотурбинным наддувом. Полученные данные для форсированного двигателя будут способствовать гораздо более высокому и неравномерному уровню напряжённо-деформированного состояния всех элементов ЦПГ, находящихся в сопряжении. Температурное расширение цилиндровой втулки на доминирующем режиме работы в 0,4 мм представляет собой серьёзную проблему с точки зрения работоспособности всего сопряжения ЦПГ, а ожидаемый рост уровня форсирования двигателя в пределах 30–35 кВт эту проблему ещё более ужесточает. Таким образом, превалирующим фактором в данном случае является температура цилиндра. Результаты приведённых и предстоящих работ представят возможность выбора рационального уровня форсирования рассмотренного класса судовых дизелей по их теплонапряженному и деформированному состоянию. На этой основе возможен выбор соответствующих этим состояниям конструкций систем, в частности систем охлаждения.
Ключевые слова
В работе на примере шагающего экскаватора-драглайна ЭШ-20/90 рассматриваются особенности применения логико-аксиологического подхода к построению агрегированных оценок качественного состояния сложных технических систем. Особенностью подхода служит учет ключевых компонентов системы, утрата или выход из строя которых влечет утрату (выход из строя, обесценивание) всей системы в целом. Методика опирается на понятиях эффективности и ценности компонентов системы. Под эффективностью понимается выраженная на шкале [0, 1] степень соответствия компонента своему целевому назначению, под ценностью выраженная на той же шкале степень падения эффективности системы в случае утраты компонента. Для получения агрегированной оценки используется присоединенный логический вывод по правилу modus ponens с использованием системы продукций вида сi s, где s утверждение «система (подсистема) s эффективна», а сi утверждение «компонент сi эффективен», с последующей процедурой объединения свидетельств посредством функции специального вида. Истинность первого суждения характеризует степень эффективности системы (подсистемы), истинность второго степень эффективности компонента. Ценность рассматривается как истинность импликации сi s. Методика эффективна при оценке иерархических систем. Для иллюстрации методики выбран карьерный экскаватор-драглайн ЭШ-20/90, представляющий собой сложную техническую систему, состоящую из подсистем: подъемной лебедки, механизма поворота, роликового круга, головных блоков, ковша, вантов стрелы, подвески стрелы, системы вентиляции, пневмосистемы, системы смазки, механизма шагания, системы электропривода. Каждая подсистема состоит из собственных компонентов. В данной статье рассматривается только подсистема ковша.
Ключевые слова
Разработан и протестирован алгоритм интервального прогнозирования нестационарных динамических показателей на основ адаптивной вероятностно-статистической кластерной модели. Предложенная модель позволяет качественно оценить будущие «значения» нестационарного динамического показателя на основе вероятности того, что они превысят (не превысят) заранее установленное значение порогового уровня на момент прогнозирования. Так как при подобном прогнозировании не определяется само будущее значение нестационарного динамического показателя, а оценивается, в каком интервале оно будет находиться, то это прогнозирование названо интервальным. Накопление статистики и расчет вероятностей основывается на идентификации подобных кластеров по заданным условиям. С учетом коммерческого характера производственно- финансовых показателей организаций в качестве подходящих и общедоступных примеров нестационарных динамических показателей при тестировании были выбраны ежедневный курс евро в рублях и ежедневный курс доллара США в рублях, предварительно сглаженные простым скользящим средним. Результаты тестирования подтвердили состоятельность и практическую значимость созданной адаптивной вероятностно-статистической кластерной модели интервального прогнозирования.
Ключевые слова
Теория графов находит применение в решении задач не только в математике и традиционных приложениях в химии и электротехнике, но и в социологии, лингвистике, экономике, генетике: транспортные задачи, в которых вершинами графа являются пункты, а ребрами – дороги и/или другие транспортные маршруты; сети снабжения, в которых вершинами являются пункты производства и потребления, а ребрами – возможные маршруты перемещения; социологические задачи, в которых модели коллективов и групп основываются на представлении людей или их групп в виде вершин, а отношений между ними – в виде ребер или дуг. Поскольку графы встречаются в сотнях разных задач, в том числе прикладного характера, очень важны алгоритмы их обработки. Еще в период становления теории графов в ней возникало немало таких задач, решение которых предполагало по- строение некоторых алгоритмов (достаточно вспомнить, например, задачу Э. Эйлера о Кёнигсбергских мостах или задачу У. Гамильтона об обходе вершин додекаэдра). На сегодняшний день существует множество алгоритмов решения задач из самых разных областей человеческой деятельности. В данной работе представлены разработанные авторами алгоритмы перевода матричного представления деревьев, в комбинаторные слова и обратно. Предложенные авторами алгоритмы позволяют сократить объем данных для дальнейшего анализа графов, проводить операции объединения, сложения или вложения графов. Подобные операции проще описывать комбинаторными словами, чем, например, матричным представлением.
Ключевые слова
В статье предлагается интервальное обобщение методики анализа электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики, позволяющее корректно учитывать неопределенность исходных данных. Интервальный подход характеризуется рассмотрением множеств неопределённости как самостоятельных целостных объектов посредством определения над ними арифметических и аналитических операций и отношений. Проблема неопределенности исходных данных в полной мере относится к электроэнергетическим системам. Параметры их элементов в подавляющем большинстве случаев определяются по паспортным, проектным или справочным данным, основываются на значительном количестве допущений и считаются неизменными или слабоменяющимися. В то же время известно, что параметры линий электропередачи, трансформаторов, реакторов (особенно управляемых), средств компенсации реактивной мощности зависят от многих факторов и могут претерпевать ощутимые изменения в процессе эксплуатации. Разработанная методика интервального анализа электромагнитной обстановки реализована на основе разработанных в ИрГУПС методов и средств моделирования режимов в фазных координатах, позволяющих провести при определении режима электроэнергетической системы одновременные расчеты напряженностей электромагнитного поля многопроводных линий электропередачи. При этом анализируемая линия рассматривается в неразрывной связи со сложной электроэнергетической системой. Одновременный расчет режима и создаваемых электромагнитных полей позволяет реализовать новый, системный подход к анализу электромагнитной обстановки. Его отличительной особенностью является возможность моделирования полей с учетом всех свойств и характеристик сложной электрической сети. Результаты компьютерного моделирования на основе комплекса программ IntCALC, разработанного в ИрГУПСе, показали, что на основании интервального моделирования могут быть получены реальные диапазоны вариации напряженностей электромагнитных полей, вызванные неопределенностью исходных данных. Полученные результаты хорошо корреспондируются с данными натурных замеров, также имеющими неопределенности интервального характера.
Ключевые слова
При построении автоматизированных систем управления электроэнергетическими системами необходимо применение быстродействующего математического аппарата. Целью данной работы является разработка алгоритмов для построения автоматизированных систем управления активными элементами энергетической сети. Предлагается метод определения характеристик активных элементов энергетической системы, основанный на описании нелинейной динамики в виде полинома Вольтерры N-й степени. Используемый авторами математический аппарат хорошо известен в теории математического моделирования нелинейных динамических систем типа «вход-выход». Этот подход позволяет глубоко понять описываемый динамический процесс, проследить и предсказать его развитие во времени, дать определенные рекомендации. Вычислительные эксперименты проводились с помощью авторского программно-вычислительного комплекса, созданного для построения и тестирования квадратичных интегральных моделей эталонной нелинейной динамической системы. Эталоном послужило описание динамики ветрогенератора с горизонтальной осью вращения. Результаты расчетов позволяют положительно оценить возможность применения данного математического аппарата для управления активными элементами энергетической системы с учетом параметров качества электрической энергии.
Ключевые слова
Рассмотрены предпосылки для формирования модели процесса герменевтического согласования информационных структур, сгенерированных в разных предметных областях. Изложены базовые подходы к моделированию этих процессов. Предложено описание модели структурирования информации в информационном пространстве человека, основанной на экстралингвистической природе смысла и понимании семантических структур как целостных систем. Для моделирования семантических систем использованы методы теории нечетких графов. Показано, что любой граф семантической системы может рассматриваться как подграф обобщенного нечеткого гиперграфа. Предложено использовать критерии значимости и устойчивости ассоциативных связей для оценки весов ребер нечеткого гиперграфа. Показано, что контекст задач, которые решает пользователь, является системообразующим фактором, позволяющим находить частные решения, опираясь на общую семантическую структуру предметной области и значимость тех или иных ассоциативных связей. Обосновано, что контекст определяет как значимость, так и динамику устойчивости ассоциативных связей в семантических системах. Предложена модель стратификации нечеткого гиперграфа информационного пространства пользователя под влиянием значимости и устойчивости ассоциативных связей, формирующихся в семантических системах. Выделено три уровня: базовый уровень знаний, характеризующийся ассоциативными связями, обладающими наибольшей устойчивостью; уровень поисковых интересов – область средне- и малоустойчивых ассоциативных связей с высокой значимостью; уровень взаимодействия с внешней информационной средой – ассоциативные связи этого уровня формируются при взаимодействии с внешними источниками информации, могут иметь различную значимость и устойчивость.
Ключевые слова
В результате реформы железнодорожного транспорта произошли значительные изменения в структуре управления отраслью. В то же время организация процесса перевозки грузов не претерпела значительных изменений. Отсутствие достаточной нормативной базы по регулированию отношений подразделений железнодорожного транспорта в новых условиях оказывает негативное влияние на общие результаты работы. Статья посвящена проблеме взаимодействия подразделений с позиций качества продукции (услуг). Автором рассматриваются виды документов, регламентирующих взаимодействие подразделений. Отмечается отсутствие документов, содержащих пункты об ответственности подразделений-поставщиков за низкое качество продукции, и утвержденной методики расчета ответственности в стоимостном выражении. На основе проведенного анализа хозяйственных взаимосвязей между подразделениями, а также ранее предложенной методики расчета ответственности между основными производственными подразделениями вносятся предложения по совершенствованию методики. Методика дополняется формулами расчета ответственности по ряду подразделений.
Ключевые слова
Рассмотрены вопросы применения кросс-трансформаторных технологий в многоуровневых электрических сетях, питающих тяговые подстанции железных дорог переменного тока. Кросс-трансформаторы представляют собой фазосдвигающие устройства с фиксированным угловым сдвигом, выполненные на основе автотрансформатора с соединением обмоток в зигзаг. На основе решетчатых схем замещения из RLC-элементов предложены модели кросс-трансформаторов в фазных координатах. Модели реализованы в комплексе программ Fazonord. Для оценки эффективности кросс-трансформаторных технологий проведено моделирование перспективной схемы электроснабжения одной из железных дорог Восточной Сибири, предполагающей ввод в действие воздушной линии электропередачи 500 кВ параллельно двухцепной ЛЭП 220 кВ. В схеме с кросс-трансформатором линия 220 кВ заметно разгружается как по потоку активной мощности – с 55 % до 31 % от суммарного потока, так и по току, который в схеме с кросс-трансформатором снижается на 29 %. Суммарные потери в анализируемых линиях 220 кВ и 500 кВ уменьшаются на 26 %, а в системе тягового электроснабжения заметно снижаются уравнительные токи. Таким образом, на основе кросс-трансформаторной технологии может быть решена задача рационального распределения потоков мощности в многоуровневой сети, питающей тяговые подстанции электрифицированной железной дороги переменного тока.
Ключевые слова
Рассматривается важнейшее подмножество кодов Боуза – Чоудхури – Хоквингема – коды Рида – Соломона. Проводится сравнение данных кодов, отмечаются преимущества кодов Рида – Соломона. Обсуждается принадлежность выбранных кодов к кодам с максимальным расстоянием. Рассматриваются особенности построения, присущие данным кодам, анализируются основные варианты кодирования, их преимущества и недостатки. Приводятся возможности осуществления k-удлинения кодов Рида – Соломона и вариант реализации 3-удлинения. Рассматриваются реализация и общий порядок действий, необходимых для декодирования кодов Рида – Соломона. Обсуждаются возможности данных кодов в области обнаружения и исправления ошибок при передаче данных по каналам связи компьютерной сети. Проводится анализ вероятностей появления ошибок при наложении ряда условий на канал передачи данных. Анализируются зависимости вероятности искажения бита и длины кадра от кратности ошибки, что иллюстрируется графиками зависимости вероятностей искажения. Приводятся формулы для вероятности отсутствия искажения, для вероятности восстанавливаемого искажения и для вероятности невосстанавливаемого искажения. Рассматривается частный случай для этих формул при вероятности искажения бита p = 1/ 2.
Ключевые слова
Широкое применение в промышленности, быту и в коммерческих целях силового электронного оборудования имеет существенные недостатки, связанные с генерацией им в первичную энергосистему высших гармоник тока. Для улучшения качества потребляемого тока традиционно использовались пассивные LC-фильтры, включенные параллельно с нелинейной нагрузкой. Однако их установленная мощность рассчитана только на номинальный режим работы нагрузки, при изменении которой их эффективность заметно снижается. Кроме того, пассивный компенсатор предназначен для работы только на основной частоте, поэтому высшие гармоники тока остаются нескомпенсированными. Среди множества схемных решений активный фильтр (APF) является единственным фильтром, который способен одновременно компенсировать как реактивную мощность нагрузки на основной частоте, так и высшие гармонические искажения. В работе рассматривается новый подход к вопросам компенсации реактивной мощности в однофазных цепях с использованием активного фильтра. В основу принципа его управления положено представление об идеальной активной нагрузке в точке общего подключения (РСС). Для этого в указанной точке определяется основная гармоника напряжения и заданный ток источника iS_ref в случае полной компенсации реактивной мощности нагрузки. Принцип управления компенсатором заключается в том, что заданный ток компенсатора рассчитывается как разность между током нагрузки и заданным током источника. Для реализации такого алгоритма в компенсаторе используется модуль фазовой автоподстройки (ASRF) и математический аппарат прямого и обратного преобразования Парка. Для определения эффективности работы предлагаемой структуры компенсатора выполнено математическое моделирование его работы в среде MATLAB-Simulink и представлены результаты моделирования.
Ключевые слова
Рассмотрены вопросы компенсации реактивной мощности и ослабления высших гармоник напряжения и тока в сетях тягового электроснабжения (СТЭ) с помощью пассивных фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ). Анализ показал, что частотные характеристики СТЭ имеют резонансные максимумы в диапазоне 800–1000 Гц. Сформулированы требования к ФКУ, устанавливаемым в тяговой сети. Для систем тягового электроснабжения необходимы многофункциональные ФКУ, обеспечивающие компенсацию реактивной мощности, подавление высших гармоник и демпфирование резонансных перенапряжений. Предложено пассивное ФКУ, образованное параллельным соединением узкополосных звеньев, настроенных на частоты третьей, пятой и седьмой гармоник, а также широкополосного демпфирующего звена. Рассмотрены различные варианты установки ФКУ в системе тягового электроснабжения. Показано, что эффективное подавление гармоник напряжения и тока достигается при установке ФКУ в конце участка тяговой сети. Для анализа частотных и временных характеристик системы «фильтр – тяговая сеть» использовалась система схемотехнического моделирования Pspice.
Ключевые слова
В статье рассматривается несимметричный спутник с гиродинами, центр масс системы тел равномерно движется на круговой орбите. Исследование асимптотической устойчивости положения равновесия проводилось в известной ранее статье В.В. Сазонова вторым методом Ляпунова с функцией Ляпунова возмущенного движения, составленной из интеграла энергии и дополнительных слагаемых, содержащих управление гиродинами. Область устойчивости была определена из условия знакоопределенности квадратичной части функции Ляпунова V возмущенного движения и выражалась четырьмя строгими неравенствами. Условия стабилизации стационарного движения по теореме Барбашина – Красовского об асимптотической устойчивости были получены алгебраическими неравенствами, составленными из геометрических параметров спутника. Исследование асимптотической устойчивости на границе устойчивости в предложенной статье проведено последовательным обращением в нуль строгих неравенств области устойчивости. В функции V тогда учитывались члены выше второго порядка. К исследованию положительной определенности неоднородной функции V применялся критерий знакоопределенности многочленов. Практическая реализация проверки знакоопределенности многочленов нескольких переменных представляет трудоемкий процесс вычислений, связанных с перемножением, раскрытием, подстановкой и факторизацией выражений. Вычислительный процесс при исследовании границ устойчивости проводился системой аналитических вычислений на персональном компьютере. В результате проведенных вычислений выявлены участки границ устойчивости, на которых стационарное движение асимптотически устойчиво. При заданном в статье законе управления гиродинами асимптотическая устойчивость установлена членами не выше четвертого порядка функции Ляпунова возмущенного движения.
Ключевые слова
На базе метода дискретных вихрей изложена постановка задачи математического моделирования стокового вихреобразования перед воздухозаборником, расположенным над подстилающей поверхностью (экраном). Задача математического моделирования вихрей воздухозаборни ков решалась в два этапа. На первом этапе отрабатывалась и проверялась модель потенциального установившегося течения стокового потока по каналу силовой установки без вихреобразования на входе в воздухозаборник. При этом были установлены причина интерференц ионного вихреобразования и его катализирующие факторы, а также доказана возможность формирования не только одного, но и пары вихрей. Установлен путь возможности математического моделирования вихрей воздухозаборников. На втором этапе решена задача математического моделирования вихрей воздухозаборников посредством введения в метод дискретных вихрей нового граничного условия прилипания и выделения из потенциального стокового течения вихрей воздухозаборников как следствия силового воздействия на стоковый поток стенок воздухозаборников и подстилающей поверхности. Исследованы характеристики вихреобразования воздухозаборника с показом на примерах численного эксперимента, полученного с использованием ПЭВМ. На основании взаимосвязи кинематических параметров сделано базовое заключение. В местах сгустков скорости и максимумов ее градиентов существует потенциальная возможность угловой закрутки стокового потока и образования стоковых вихрей. Получены характерные интерференционные вихревые течения в виде векторных полей скоростей с учетом влияния внешних факторов на интенсивность вихрей перед воздухозаборником.
Ключевые слова
Статья посвящена формированию тарифов на железнодорожном транспорте в пригородном сообщении в Новосибирской области. Цель статьи – показать варианты расчетов тарифов, которые позволят обеспечить безубыточную работу пригородных перевозок. Оптимальная величина тарифа, учитывающая интересы перевозчика и пассажира, способствует конкурентной привлекательности пригородного железнодорожного транспорта. В современных условиях рынка необходимо учитывать все пути повышения конкурентоспособности предприятия, влияющие на лояльность потребителя. Автор в своей работе представляет модель определения экономически обоснованного тарифа на одного отправленного пассажира в пригородном сообщении (на примере ОАО «Экспресс-пригород», работающего в Новосибирской области), определяет коэффициент потери в доходах и предлагает альтернативный принцип расчета экономически обоснованного тарифа, основанный на отнесении издержек на j-маршруты. Особый интерес представляет вывод о результатах изменения тарифов с оценкой их влияния на спрос предлагаемых услуг, социальную стабильность общества, достижение позитивных экономических результатов перевозчика – пригородной железнодорожной компании. Подход к формированию тарифной политики конкретного транспортного предприятия отражен в данной статье.
Ключевые слова
В статье предложена методика оценки экономической эффективности организации скоростного движения и ее апробация для выбора вариантов проекта организации скоростного движения пассажирских поездов на участке Омск – Новосибирск. Установлено, что согласно существующей методике оценки экономической эффективности некоторые варианты проектов организации скоростного движения пассажирских поездов могут быть исключены из дальнейшего сравнения и признаны неэффективными. В то же время в условиях Российской Федерации такие проекты являются социально значимыми и должны оцениваться по измененным критериям. В связи с этим предложены адаптированные значения критериев для отбора к дальнейшему сравнению вариантов проекта организации скоростного движения, а также комплексный показатель для выбора наиболее эффективного варианта, учитывающий дисконтированные строительно-эксплуатационные затраты и максимальное число грузовых поездов, которое может пропустить железнодорожный полигон в зависимости от его пропускной способности.
Ключевые слова
Рассмотрены два новых способа устранения сбоев в работе железнодорожной системы автоматики и телемеханики, вызванных повышенной намагниченностью рельсов. Первый способ повышения безопасности движения поездов на участках железнодорожного полотна, оборудованных системой автоматики и телемеханики заключается в том, что для устранения сбоев, связанных с намагниченностью рельсов, в железнодорожной автоматике, телемеханике и сигнализации на боковые поверхности нити рельсов по всему их периметру, включая торцы крайних рельсов, наносится сплошное покрытие из материала, обладающего собственной абсолютной магнитной проницаемостью, значительно большей абсолютной магнитной проницаемости материала рельсов. Это позволяет уменьшить плотность магнитных силовых линий в рабочих зонах устройств автоматики, телемеханики и сигнализации, уменьшает количество металлической стружки в зоне контакта колеса с рельсом, что повышает надежность работы автоматической локомотивной сигнализации, рельсовых цепей, а также уменьшает износ рельсов и колес. Второй способ заключается в том, что при сборке (сварке) нитей железнодорожного полотна из намагниченных рельсов рельсы в нити стыкуются (свариваются) друг с другом одноименными магнитными полюсами. Технический результат реализации способа заключается в существенном снижении степени влияния намагниченности рельсов на работу средств автоматики, телемеханики и связи после замены старого пути на новый путь, ремонте изолирующих стыков рельсовых цепей. Комплексное использование на практике двух рассмотренных способов укладки намагниченных рельсов железных дорог позволит значительно повысить надёжность работы системы автоматики и телемеханики, а также уменьшить материальные затраты связанные с простоем поездов и восстановлением её работоспособности
Ключевые слова
В настоящей статье рассматривается применение комплексного показателя для разработки системы поддержки принятия решения на путях необщего пользования при оценке пригодности собственника подвижного состава к перевозке. Комплексный показатель базируется на трех показателях: стоимость перевозки, скорость выполнения, качество перевозки. Данные показатели определяются с помощью теории нечетких множеств, на основе соединения количественных и качественных факторов, часть которых в настоящий момент не учитывается в связи со сложностью нормирования параметров. Для дальнейшего решения поставленной оптимизационной задачи – формирования поезда вагонами различных собственников подвижного состава – был разработан программный продукт, который формирует оптимальный состав поезда исходя из сложившейся оперативной ситуации в конкретный момент времени на путях необщего пользования.
Ключевые слова
В современном обороте договоры об организации перевозок грузов стали обыденным явлением в предпринимательской деятельности хозяйствующих субъектов, систематически пользующихся услугами перевозчика. Построение взаимоотношений на долгосрочной основе показало не только свою актуальность, но и практическую значимость. В статье рассматривается правовая природа договора об организации перевозок грузов, которая, исходя из анализа современного транспортного законодательства и судебной практики, является неоднозначной. Этим объясняется и отсутствие единого мнения по вопросу его правовой характеристики среди специалистов в области транспортного права.
Ключевые слова
Приведен обзор методов восстановления матриц корреспонденции. Для эффективной организации грузовых перевозок в городах и совершенствования транспортной системы необходима информация о корреспонденциях и потоках на транспортной сети. Эта информация, как правило, рассчитывается с помощью методов, в основе которых лежат предположения о закономерностях формирования грузовых матриц корреспонденций, основанные на методе наименьших квадратов (MLS), робастном методе восстановления, нелинейном методе наименьших квадратов (NLLS) и методе максимального правдоподобия или методе наибольшего правдоподобия (MML), а также рассмотрены основные модели, применяемые при восстановлении грузовых матриц корреспонденций – гравитационная (GR) и гравитационно-вероятностная (GO). Сбор достоверных данных, которые можно применить при расчете грузовых матриц корреспонденций; обзор мирового и российского опыта по данному вопросу; применение гравитационных и робастных моделей, и их модификаций относительно исследуемой задачи являются целями дальнейший исследований.
Ключевые слова
Система тягового электроснабжения железной дороги переменного тока имеет многочисленные и сложные связи с питающей сетью. Ввиду ограничений экономического и организационного характера при моделировании питающей сети реально доступна оперативная информация только по ее элементам, непосредственно примыкающим к шинам высокого напряжения тяговых подстанций. Поэтому при решении задач оперативного управления необходимо построение упрощенной эквивалентной модели. Процедура редукции может быть выполнена на основе методов и алгоритмов, базирующихся на линеаризации уравнений установившегося режима в исключаемой части сети. На основе компьютерного моделирования показано, что линеаризованная эквивалентная модель дает возможность ее многократного использования для широкого спектра режимов, в том числе при наличии транзитов мощности по линиям электропередачи, питающим тяговые подстанции. Погрешности эквивалентирования по напряжению на токоприемнике электровоза не превышают процента.