+
ОБ ОДНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СТАЙНОГО ПОВЕДЕНИЯ В ГРУППЕ ПОДВОДНЫХ РОБОТОВ
стр.7-16
Воробьев Виталий Владимирович, Карпов Валерий Валерьевич, Наседкин Александр Сергеевич
Объектом исследования является групповая подводная робототехника, а предметом исследования - решение задачи скрытного наблюдения с использованием биоинспирированного подхода при создании групп АНПА. Суть подхода заключается в том, что при создании робота различные аппаратные, программные и технические решения имеют под собой биологическую основу, т.е. опираются на исследования в области этологии и морфологии живых организмов.В подводной робототехнике этот подход позволяет создавать роботов, которые морфологически и с поведенческой точки зрения менее заметны как для средств подводной разведки, так и для обитателей водоемов, что позволит успешнее решатьзадачи разведки акватории и осуществлять наблюдение за фауной в исследовательских целях. Целью научной работы является создание и отработка ряда базовых групповых поведенческих механизмов для такого рода роботов. Это необходимо, чтобы поведение группы роботов при выполнении поставленных задач отличалось как можно меньше от поведения животных в этой среде, тем самым снижая один из факторов своей заметности.Базовые алгоритмы поведения роботов разрабатывались на основе исследований в области ихтиологии и этологии с использованием положений из теории автоматов. Ряд функций системы управления (СУ) нижнего уровня были отработаны с помощью имитационного моделирования. Основные опыты проводились в испытательном бассейне лаборатории робототехники НИЦ «Курчатовский институт» на реальной группировке подводных роботов, разработанной в процессе работ по этой теме. По результатам исследования разработан один из базовых механизмов стайного поведения роботов - движение в группе за динамическим лидером, т.е. когда лидерство в группе неустойчиво. Для тестирования механизма в реальной среде созданытри подводных робота, конструкционно имитирующих рыб, с двухуровневой системой управления. Разработана система сигнальной коммуникации ближнего радиуса действия на основе ИК-канала для ограниченного обмена данными между аппаратами. Используя данную систему и механизм движения в группе за динамическим лидером, который работает наверхнем уровне системы управления, были проведены опыты, подтверждающие работоспособность предлагаемых решений. Разработанный механизм, а также полученные в процессе работы технические и технологические решения являются основой для дальнейших работ по созданию биоподобного подводного робота. Алгоритм движения за динамическим лидером является базовым для дальнейшей разработки механизмов группового поведения, в т.ч. движения в стае роботов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПЛЕНОЧНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПЬЕЗОМАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗВУКОПРОЗРАЧНЫХ КОНФОРМНЫХ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ АНТЕНН
стр.17-26
Михеев Данил Александрович, Данилов Егор Андреевич, Савицкий Олег Анатольевич, Парамонова Надежда Дмитриевна, Головченко Михаил Игоревич, Самойлов Владимир Маркович, Гареев Артур Радикович
В работе описана технология получения и основные диэлектрические и электрофизические свойства нового полимерного композиционного пьезоматериала; показаны его преимущества по сравнению с традиционными пьезокерамическими материалами; разработана технология изготовления активных элементов протяженной конформной приемной и излучающей антенн. Полимерный композиционный пьезоматериал получен на основе поливинилиденфторида (ПВДФ) и пьезокерамики системы цирконата-титаната свинца (ЦТС). Для материала определены частотные зависимости диэлектрических (тангенс угла диэлектрических потерь, относительная диэлектрическая проницаемость, добротность) и электромеханических (пьезомодуль при растяжении, акустический импеданс) свойств. Для активного элемента построены диаграммы направленности при различных частотах, определены эффективный пьезомодуль и частотная зависимость пьезочувствительности. Показано: разработанный композиционный материал обладает аналогичными традиционно используемым пленкам ПВДФ диэлектрическими свойствами и податливостью при повышенных электромеханических характеристиках. Разработанные конструкции пьезопреобразователей обладают равномерной частотной характеристикой чувствительности на излучение и прием в исследованном интервале частот, устойчивы при воздействии шумов обтекания. Благодаря применению новых для гидроакустики композитных конструкционных материалов разработанные конструкции элементов приемных антенн нечувствительны к паразитным вибрациям корпусных конструкций носителя. Показаны преимущества разработанного композиционного пленочного пьезоматериала по сравнению с традиционными пьезокерамическими при работе в составе гидроакустических устройств. Использование пленочных, в т.ч. композиционных материалов, обеспечивает пьезочувствительность на уровне керамических элементов при значительном повышении удельной площади приема и повышении массогабаритных показателей. Перспективным представляется дальнейшее повышение пьезомодулей используемых пленочных материалов при сохранении низкого акустического импеданса, что позволит достигнуть более высоких показателей эффективности работы приемных гидроакустических антенн.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
КОНЦЕПЦИЯ ОБУСТРОЙСТВА ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НА АРКТИЧЕСКОМ ШЕЛЬФЕ
стр.27-32
Зуева Екатерина Сергеевна, Зыкова Арина Александровна, Кириченко Анастасия Владимировна
В статье приведен сравнительный анализ вариантов обустройства газоконденсатных месторождений, расположенных в экстремальных условиях Арктики. Варианты предложены по результатам решения кейса по разработке концепции обустройства газоконденсатного месторождения на арктическом шельфе, представленного на конференции RAO/CIS Offshore 2021 в рамках работы молодежного круглого стола.Рассмотрены и проанализированы основные решения предложенных концепций, выделены их общие черты, определены преимущества и недостатки. По результатам предложена обобщенная концепция обустройства условного газовогоместорождения, которая, по мнению авторов, может иметь наибольшие перспективы по реализации с точки зрениятехнико-экономических аспектов. Разработанное предложение может являться типовым для решения реальных задач обустройства арктических месторождений.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РАЗРАБОТКА СПОСОБА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСАДКИ СУДНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ
стр.33-39
Ивановский Алексей Николаевич, Зинченко Елена Геннадьевна, Черный Сергей Григорьевич
Объектом научной работы является процесс определения осадки судна. Цель - улучшение точности определения осадки судна для повышения эффективности процедуры драфтсюрвей. Исследуемым материалом являются видеозаписи марок углубления, а также данные с судовых кренометров. При проведении исследования использовались методы цифровой обработки изображений, машинного обучения, цифровойобработки сигналов, линейной фильтрации и прикладного программирования.В результате получен инструментарий на базе алгоритмов машинного обучения, позволяющий определять осадку судна даже при неблагоприятных погодных условиях. Предельная точность зависит от разрешающей способности камеры,условий освещения и погодных условий. В сочетании с алгоритмами линейной фильтрации и судовыми инклинометрами эта технология позволяет достичь точности измерения осадки в несколько миллиметров, что значительно превосходит существующие аналоги. Предлагаемый автоматизированный способ определения осадки судна позволяет повысить точность определения массы груза на судах навалочного типа, снизить временные и финансовые затраты, а также исключить влияние человеческого фактора на результаты измерений. Основанный на технологиях машинного обучения и компьютерного зрения, метод универсален и может быть применен для любого типа судов. Теоретическая ценность исследования заключается во всестороннем рассмотрении понятия осадки судна и процесса его измерения.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СОЗДАНИЕ СУДОВЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ С ПОНИЖЕННОЙ ВИБРОАКТИВНОСТЬЮ
стр.40-43
В статье рассматривается проблема повышенной виброактивности пропульсивных установок. Проведен анализ мировой практики применения гребных винтов из композитных материалов, приводящий к повышению акустических характеристик движителей. Предложено решение возникшей проблемы с применением композиционных материалов и аддитивных технологий.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УЗЛОВ ГЕРМЕТИЗАЦИИ КАБЕЛЬНЫХ ВВОДОВ
стр.44-52
Братасюк Никита Андреевич, Цыбленко Ян Александрович, Осетров Константин Олегович
Целью данной работы является описание и обобщение основных принципов проектирования узлов герметизации кабельных вводов глубоководной техники. В качестве объектов исследования были выбраны характерные зоны герметизации герметичных кабельных вводов: паяное соединение медной оболочки жаростойкого кабеля с минеральной изоляцией (КМЖ) и корпуса кабельного ввода; полимерная заделка торцов кабеля; узел герметизации металлического корпуса гермоввода в прочном корпусе судна с применением эластомерных уплотнительных колец круглого сечения. Рассматриваемый образец представляет собой металлический корпус, соединенный с кабелем КМЖ при помощи высокотемпературного серебросодержащего припоя. Качество паяных соединений было оценено при помощи металлографии: световой микроскопии и электронной растровой спектроскопии. Герметичность кабеля КМЖ обеспечивают полимерные материалы на основе реактопластов, которые должны соответствовать не только требованиям эксплуатации изделия, но и правилам пожаробезопасности на судах. Обеспечение герметичности по поверхности сочленения гермоввода с прочным корпусом осуществляется посредством эластомерных уплотнительных колец.Были рассмотрены основные узлы герметизации кабельных вводов. Для каждого узла рассмотрены механизмы обеспечения герметичности. При помощи программного комплекса ANSYS был подобран оптимальный температурный режим прогрева корпуса, позволяющий оптимизировать процесс пайки и улучшить качество соединения с кабелем КМЖ. Произведен расчет минимальной длины паяного шва с постоянной шириной шва, обеспечивающего прочность и герметичность изделия при различных давлениях среды. Результаты расчетов подтверждены на опытных образцах посредством гидравлических испытаний. Определены особенности выбора герметизирующих полимерных материа- лов. Перспективным направлением при изготовлении заделок торцов кабеля является использование термостойких материалов с эффектом памяти формы.Основные положения, изложенные в данной работе, могут быть использованы при отработке технологии создания типовых гермовводов, в том числе в смежных областях промышленности.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ С ИНТЕГРАЦИЕЙ ПРОГРАММИРУЕМЫХ РЕЛЕ И АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ
стр.53-59
Вынгра Алексей Викторович, Соболев Александр Сергеевич, Черный Сергей Григорьевич
В работе рассмотрены актуальные вопросы модернизации систем управления, произведен обзор областей применения новых программируемых реле ОВЕН ПР103, обеспечивающих непрерывную передачу информации по протоколу Ethernet. Также рассмотрен вопрос интеграции силовых активных фильтров в цепи питания электроприводом при модернизации автоматических систем управления.Произведен анализ областей применения активных фильтров, спроектирована тестовая система, включающая электроприводы компрессоров и автоматизированную многоканальную систему управления с интегрированными активными фильтрами. Произведены испытания, результаты которых показали повышение эффективности работы систем автоматики за счет обеспечения высоких параметров тока нагрузки электропривода и обеспечения связи с программируемыми логическими контроллерами ОВЕН ПЛК110.Произведен лабораторный эксперимент интеграции активного силового фильтра интергармонических составляющих тока и многоканальной системы управления электроприводами на базе новейшего программируемого реле ОВЕН ПР103.Результаты исследования будут полезны при модернизации промыслового флота Российской Федерации, а также при проектировании и разработках новейших судов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
+
ЗАВИСИМОСТЬ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ОТ ИНДУКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ТУРБОГЕНЕРАТОРА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
стр.60-65
Доржиева Бэлигма Станиславовна
В работе рассмотрена зависимость токов короткого замыкания (КЗ) от индуктивных сопротивлений турбогенератора при трехфазном, двухфазном и однофазном коротких замыканиях. Объектом исследования является турбогенератор с воздушным охлаждением. Цель работы - исследование влияния изменения синхронных, переходных и сверхпереходных индуктивных сопротивлений турбогенератора на токи короткого замыкания при различных видах КЗ. Расчет токов короткого замыкания был произведен с помощью уравнений Парка - Горева. Получены графики изменения токов по продольной и поперечной осям. По этим результатам построены зависимости токов короткого замыкания от сверхпереходных и переходных сопротивлений турбогенератора. Из графиков зависимостей токов от индуктивных сопротивлений очевидно, что при незначительном изменении переходного и сверхпереходного индуктивных сопротивлений происходит значительное изменение значений токов короткого замыкания.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АНАЛИЗ НЕОБХОДИМЫХ ФУНКЦИЙ ПРОГРАММЫ - ЦИФРОВОГО АССИСТЕНТА ДЛЯ АРКТИЧЕСКИХ МОРСКИХ БУРОВЫХ ПЛАТФОРМ
стр.66-69
Романов Станислав Федорович
Статья содержит описание исследования, которое было направлено на выявление необходимых функций программы - цифрового ассистента, предполагаемый объект внедрения которой - морские буровые платформы для работы в условиях шельфа морей Арктики. В процессе исследования был применен метод логического анализа, критерии для выявления ключевых функций программы выбирались на основании результатов интервьюирования компетентных специалистов морских буровых платформ, выбор интервьюируемых проходил на основании стажа работы в морском бурении.В последние годы развитие региона Арктики приобрело особую актуальность в результате возникшей необходимости освоения сырьевой базы шельфа арктических морей по причине истощения месторождений Восточной Сибири и Русского Севера. Развитие цифровых инструментов является одним из направлений повышения эффективности и безопасности производства, что особенно важно при работе в экстремальных условиях. Создание и внедрение персонализированных инструментов способно повысить производственную и личную дисциплину специалиста, оптимизировать рабочее время, снизить уровень производственного травматизма.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СОЗДАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БАЗЫ И МЕТОДИКИ СИСТЕМНОЙ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ НА ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
стр.70-75
Сатаев Александр Александрович, Андреев Вячеслав Викторович, Самойлов Александр Максимович, Блохин Алексей Алексеевич
Объектом исследования являлись теплогидравлические процессы в судовой ядерной энергетической установке (ЯЭУ); цель исследования - разработка экспериментальных моделей и методов для решения задач оценки нестационарных теплогидравлических процессов в гидравлическом тракте ядерного реактора с учетом влияния внешних динамических сил (качка, крен), присущих судовой ЯЭУ.Проведено экспериментальное исследование процессов неизотермического перемешивания в одной и двух плоскостях колебаний. В качестве основных были использованы экспериментальные методы (метод температурного зондирования), а также методы визуализации и системного анализа.Выполнено исследование процессов неизотермического перемешивания потоков в модели проточной части судовой ядерной энергетической установки как в статическом, так и в динамическом режиме (при воздействии судовой качкив одной и двух плоскостях). Разработана обобщенная модель учета параметров качки на теплогидравлические процессы. Методами визуализации были выявлены области с низкой/высокой температурой. Была получена корреляция изменения пространственной ориентации модели проточной части реактора и параметров температуры именно на границе распространения температурного фронта.Показано, что система проточного тракта судовой ядерной энергетической установки является сложной нестационарной системой. Испытания на качку целесообразно проводить, варьируя не только амплитуду (угол) качки, но и период, и выделять отдельно высокочастотные и низкочастотные колебания, а также исследовать совместное действие различных видов качки, моделирование которых требует разных подходов и должно учитываться по-разному.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ МАССООБМЕННОГО АППАРАТА ДЛЯ РЕАКТОРНЫХ УСТАНОВОК С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ
стр.76-79
Тарасов Николай Владимирович, Новикова Галина Сергеевна, Самкотрясов Сергей Владимирович
Целью работы являлась разработка усовершенствованной конструкции массообменного аппарата для реакторных установок (РУ) с жидкометаллическим теплоносителем. В качестве прототипов рассматривались имеющиеся конструкции массообменных аппаратов (МА), разработанные в АО «ГНЦ РФ-ФЭИ». В ходе работы была выполнена усовершенствованная конструкция массообменного аппарата с возможностью регулирования тока теплоносителя. Результаты интеллектуальной деятельности по разработке усовершенствованной конструкции массообменного аппарата позволили решить проблему контроля тока теплоносителя в основной тракт первого контура РУ со свинцововисмутовым теплоносителем (СВТ).
Загружаем данные из библиотечной системы...
+
НОРМАТИВЫ КАК ВАЖНЕЙШИЙ ЭЛЕМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ ТРУДОЕМКОСТЬЮ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕМОНТА КОРАБЛЕЙ И СУДОВ
стр.80-83
Юденко Алексей Николаевич
Нормирование труда - вопрос не только технико-экономический, но и социально-экономический, так как от норм труда зависят заработная плата, выручка предприятия, товарный выпуск и благосостояние отдельных регионов. Исследования в области нормирования труда, актуализация устаревших норм и апробация разработанных норм времени на предприятиях отрасли позволяют эффективно использовать нормативную базу в судостроительной промышленности при подготовке производства. ОНТЦ «Румб» начал проводить работу в направлении актуализации отраслевой нормативной базы по труду и трудоемкости и применению ее на производстве в судостроительной промышленности. Разработаны и утверждены нормативы трудоемкости строительства основных классов. В настоящее время ведется разработка норм времени на новыетехнологические процессы. Впервые разработаны нормативы трудоемкости ремонта кораблей, в том числе для использования при определении прогнозных цен на ремонт. Начата актуализация норм времени на работы при ремонте кораблей и судов. В рамках совместной рабочей группы АО «ОСК» и АО «ЦТСС» проводятся мероприятия по восстановлению единой отраслевой системы по управлению трудоемкостью с участием интегрированных структур.В результате на отраслевом уровне подготовлены условия для наведения порядка в планировании и учете трудоемкости на предприятиях. Нормативы трудоемкости строительства и ремонта кораблей и судов как ключевой элемент отраслевой системы управления трудоемкостью могут стать инструментом для подготовки и принятия экономически обоснованныхуправленческих решений, направленных на повышение эффективности производства и роста производительности труда на предприятии судостроительной промышленности.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СПОСОБЫ ДОПОЛНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ ПРОГРАММЫ БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ ИСХОДНОГО КОДА
стр.84-90
Бояринцева Юлия Андреевна, Шерминская Анна Алексеевна, Николаев Андрей Анатольевич
Объектом данной работы является программное обеспечение (ПО) с некоторыми заданными требованиями к функционированию. Для объекта принято допущение о невозможности изменения его исходного кода со стороны специалиста-разработчика. Целью работы является внедрение дополнительных вариантов функционирования в заданное ПО с учетом принятого допущения. Выполнено исследование способов дополнения функциональности для различных операционных систем, компиляторов и языков программирования. Проведено сравнение этих способов по следующим критериям: этап выполнения, поддерживаемые типы сборки, возможность работы в среде разработки, быстродействие и простота внедрения, а также широта внедряемого функционала. В результате выбран наиболее перспективный способ и обозначено направление дальнейших исследований. Рассматриваемые способы дополнения функциональности могут найти применение при решении широкого спектра задач при разработке и тестировании сложного ПО с повышенными требованиями к надежности.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИОРИТЕТА ВХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ФУНКЦИОНАЛЬНО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ БИБЛИОТЕК С ЗАКРЫТЫМ ИСХОДНЫМ КОДОМ
стр.91-96
Комаров Ярослав Борисович, Шерминская Анна Алексеевна, Николаев Андрей Анатольевич
Основная цель данной работы - определить набор подходов и методов, наиболее подходящий для расчета степеней влияния входных параметров на выходные функционально-математической библиотеки с закрытым исходным кодом, и создать на их основе инструмент определения приоритета входных данных. В качестве объекта исследования была предложена обобщенная регрессионная модель, представляющая собой абстракцию произвольной функционально-математической библиотеки и реализованная в виде исполняемого модуля, с помощью которого проводился анализ исследуемых методов. Были рассмотрены два подхода к определению степеней влияния входных данных на выходные: 1) использование аппарата корреляционного анализа; 2) использование методов нейронных сетей. Первый формульный подход основан на попарном вычислении коэффициентов корреляции Пирсона для всех входных и выходных параметров. В качестве альтернативы были дополнительно рассмотрены ранговые корреляцииСпирмена и Кендалла. Второй подход в общем случае представляет собой обучение нейронной сети с установленной точностью на наборе вариаций входных параметров и соответствующих им выходных, полученных в результате отработки исполняемого модуля, и последующий расчет вклада каждого входного параметра в результат для обученной нейронной сети. Проведен сравнительный анализ этих подходов по нескольким основным критериям: условия применения, скорость работы и качество получаемого результата. По результатам анализа, несмотря на некоторые недостатки, более подходящим для решения поставленной задачи признан подход, основанный на обучении нейронной сети. Обозначены перспективные направления дальнейших исследований, связанных с развитием выбранного методаи усложнением предложенной модели функционально-математической библиотеки.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СОЗДАНИЕ НОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ 3D-ПЕЧАТИ НА ОСНОВЕ ПОЛИИМИДНЫХ СВЯЗУЮЩИХ И НЕПРЕРЫВНОГО УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА
стр.97-107
Александрова Дарья Сергеевна, Богдановская Марина Владимировна, Егоров Антон Сергеевич, Выгодский Яков Семенович
Для создания композитов, армированных непрерывным волокном, на основе термостойких материалов с помощью 3D-печати необходимо создание препрега, совместимого с такими пластиками. Решение этой задачи требует использования полимера, близкого к указанным пластикам по своей химической природе, а также имеющего схожий диапазон рабочих температур. В ходе работ были изучены факторы, влияющие на прочность адгезионного взаимодействия между углеродным волокном и полимерным связующим. Разработаны составы (аппреты), облегчающие пропитку волокна полимером и усиливающие адгезию между волокном и связующим. Для применения в качестве термопластичного связующего были синтезированы различные полиимидные матрицы. Свойства полученных полимеров изучались при помощи методов ТГА-ДСК и измерения краевого угла смачивания. На основе разработанных материалов методом пропитки из раствора были получены образцы препрегов для использования в 3D-печати. Качество пропитки полученных образцов было изучено при помощи сканирующей электронной микроскопии. Наиболее перспективные образцы препрегов использованы для печати тестовых образцов изделий на 3D-принтере. Композиты на основе пластиков, армированных непрерывными волокнами (стеклянными, углеродными, полимерными и др.), широко используют в специальных областях современной техники [1-4]. Без этих материалов уже невозможно представить ракетостроение или авиацию, все большее применение они находят и в других отраслях: машиностроении, судостроении, строительстве и т.д. Подобное широкое распространение полимерные композиты получают благодаря высокой прочности [5, 6], сочетающейся с легкостью [7]. В настоящий момент способы получения армированных волокном композитных изделий достаточно трудоемки и существенно ограничивают геометрию получаемого изделия [8]. Причины заключаются в сложности пропитывания волокна вязкими растворами/расплавами полимеров, а также необходимости использования формы или каркаса для формования изделия до момента его отверждения. Трудоемкий процесс изготовления изделий из армированных непрерывным волокном деталей может быть существенно упрощен и автоматизирован при помощи 3D-печати методом послойного наплавления, которая предполагает использование нити из волокна, пропитанного полимером (препрега) [9]. В частности, активно развивается 3D-печать непрерывным углеродным волокном с использованием препрегов на основе эпоксидных связующих. Описанная технология позволяет создавать размеростабильные конструкции сложной формы, армированные непрерывным углеродным волокном. Однако, используя препреги на основе эпоксидных смол, можно получать изделия лишь из тех материалов, которые имеют к ним высокую адгезию, т.к. в противном случае изготовленные композиты не будут обладать высокими прочностными характеристиками. Существующие на данный момент материалы позволяют изготавливать изделия с низкими рабочими температурами, в то время как в высокотехнологичных отраслях существует запрос на термостойкиематериалы с высокой прочностью. Для решения этой задачи необходимо создание препрегов на основе высокотемпературных соединений, а также филаментов из термостойких пластиков, совместимых с разработанными препрегами. Полиимиды - это класс соединений, известных своей стабильностью при высоких температурах. Поэтому получение препрегов на их основе, а также разработка полиимидных матриц, пригодных для использования в 3D-печати методом послойного наплавления, дадут возможность создания изделий с высокими рабочими температурами и хорошими прочностными характеристиками. Целью данной работы стало изготовление препрегов на основе углеродного волокна и полиимидов, отличающихся высокой термостойкостью и устойчивостью в агрессивных средах, а также разработка термопластичных полиимидных матриц, пригодных для использования в 3D-печати.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА -ИНТЕГРАЛА К ОЦЕНКЕ ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
стр.108-113
Банчук Алексей Сергеевич, Ераносян Карен Спартакович
Данная работа посвящена актуальной задаче совершенствования подходов по определению трещиностойкости слоистых композитов. Действующая нормативная база ASTM подразумевает расчет критического значения вязкости разрушения на основе результатов испытаний в рамках линейно-упругой механики разрушения (ЛУМР). Существуют материалы, для которых классический подход приводит к недостоверной оценке этой характеристики. В качестве альтернативы ЛУМР для расчета критического значения вязкости разрушения в настоящей работе предложен метод J-интеграла. Необходимые для использования этого метода данные получены путем проведения численного эксперимента в конечно-элементном (КЭ) программном комплексе ANSYS. По результатам численного эксперимента построены графики зависимости нагрузки от перемещения, которые сравнивались с результатами испытаний. Разница между критическими значениями вязкости разрушения, рассчитаннымив рамках ЛУМР и по методу J-интеграла, достигает 33%. Результаты данного исследования показали, что использование метода J-интеграла позволяет корректнее оценивать трещиностойкость слоистых композитов, т.к. при использовании критического значения вязкости разрушения, рассчитанного с помощью J-интеграла, отклонение расчетной максимальной нагрузки от средней по испытаниям не превышало 2%, а при использовании критического значения вязкости разрушения, рассчитанного в рамках ЛУМР, отклонение достигало 15%. Однако поскольку метод J-интеграла в данной работе требовал получения данных с помощью численного анализа, требуется проведение дополнительных верификационных испытаний.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОЦЕНКА НЕОБХОДИМОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕДУР ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ УСТАЛОСТНОЙ ТРЕЩИНЫ В ОБРАЗЦАХ
стр.114-120
Назарова Елизавета Дмитриевна, Филин Владимир Юрьевич, Садкин Кирилл Евгеньевич, Гальчун Иван Алексеевич, Лаврентьев Алексей Андреевич
Аттестационные и сдаточные испытания стали для изготовления конструкций ответственного назначения и ее сварных соединений включают определение параметров статической трещиностойкости, выполняемое на образцах с предварительно выращенной из вершины надреза усталостной трещиной. Нормативная документация, согласно которой проводятся эти испытания, содержит определенные требования к форме ее фронта. В данной работе рассмотрены процедуры, позволившие решить проблемы, возникающие при выращивании трещины, и представлены экспериментальные подтверждения их эффективности.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ НИЗКОЧАСТОТНОЙ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ СУДО- И МАШИНОСТРОЕНИЯ
стр.121-125
Степанов Виталий Вячеславович
Остаточные сварочные деформации и напряжения оказывают негативное влияние на прочность, долговечность и надежность корпусных конструкций судов и широкого спектра сварных металлических конструкций изделий станко-, машино-, вагоностроения и строительной индустрии. Возникающие в результате сварки деформации повышают трудоемкость изготовления конструкций. Для снижения остаточных напряжений в судостроении и других отраслях промышленности традиционно применяют термообработку, являющуюся трудоемкой и дорогостоящей операцией. В качестве альтернативного процесса используется низкочастотная вибрационная обработка (НВО), которая отличается сравнительной простотой и высокой экономической эффективностью. Сущность процесса НВО заключается в воздействии на металл конструкций знакопеременными нагрузками на резонансных или околорезонансных частотах, которые создаются с помощью электромеханического вибровозбудителя. Стабилизация размеров с помощью НВО обеспечивается за счет снижения и перераспределения остаточных напряжений первого рода (уравновешивающиеся в масштабе всего объема изделия или его крупных элементов) и приведения структуры материала в более устойчивое равновесное состояние. В статье рассмотрен опыт АО «ЦТСС» в практическом внедрении технологии НВО сварных металлических конструкций на судо- и машиностроительных предприятиях, современное оборудование для ее проведения, приборы, используемые для оценки и контроля результатов обработки.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ЦИКЛИЧЕСКАЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ, СКЛОННЫХ К ВОДОРОДНОМУ ОХРУПЧИВАНИЮ, В КОРРОЗИОННОЙ СРЕДЕ
стр.126-131
Гальчун Иван Алексеевич, Садкин Кирилл Евгеньевич, Назарова Елизавета Дмитриевна
Высокопрочные стали с пределом текучести 500 МПа и более традиционно применяют для конструкций глубоководной техники. В последнее время также существенно увеличивается доля их использования в судостроении и офшорных конструкциях для отдельных высоконагруженных элементов. С увеличением категории прочности стали и, соответственно, абсолютного уровня напряжений в конструкции появляется необходимость выполнения расчетных оценок усталостной прочности не только в многоцикловой области, но и в области малоцикловой усталости, где значимую долю ресурса составляет стадия роста усталостной трещины. Имеющиеся в литературных источниках данные по характеристикам сопротивлению усталостному повреждению таких сталей в силу специфики традиционной области применения весьма ограничены. В то же время данный класс материалов обладает рядом особенностей, связанных прежде всего с механизмами воздействия коррозионной среды наих поведение. В частности - с механизмом водородного охрупчивания, который может проявляться не только под воздействием статической растягивающей нагрузки, но и при циклическом нагружении. В настоящей работе приведены результаты экспериментальных исследований влияния склонности высокопрочной стали к водородному охрупчиванию, являющемуся основным механизмом коррозионного растрескивания под напряжением, на характеристики скорости роста усталостных трещин в коррозионной среде. Исследования проведены на образцах из стали хром-никель-молибден-ванадиевой композиции легирования с гарантированным пределом текучести не менее 780МПа. Показано, что при повышении склонности стали к коррозионному растрескиванию под напряжением увеличивается в 2-2,5 раза скорость роста усталостных трещин в коррозионной среде. В крайних ситуациях использование кривыхциклической трещиностойкости, определенных без учета фактора потенциальной склонности материала к водородному охрупчиванию и реальной частоты нагружения, может являться существенно неконсервативным. По результатам работы определены предельные значения коэффициентов в кривых циклической трещиностойкости, позволяющие проводить оценки с достаточной степенью консервативности.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова