Известия МГТУ “МАМИ“

Ежеквартальный научный рецензируемый журнал.

Учредитель

ФГБОУ ВО «Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)».

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия. Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-29694 выдано 27 сентября 2007 г.

О журнале

Основное содержание Журнала представляет собой научные статьи, научные обзоры, научные рецензии и отзывы, а также информацию о планируемых и состоявшихся научных мероприятиях и принятых на них решениях.

Журнал специализируется на публикации научных статей, соответствующих тематике «Транспортные машины, транспортно-технологические средства и энергетические установки» по следующим группам специальностей из Номенклатуры специальностей научных работников:

  • 05.02.00 – Машиностроение и машиноведение (технические науки);
  • 05.04.00 – Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение (технические науки);
  • 05.05.00 – Транспортное, горное и строительное машиностроение (технические науки);
  • 05.09.00 – Электротехника (технические науки).

Главный редактор

Лепешкин А.В. – к.т.н., профессор, зав. кафедрой Московского политехнического университета
ORCID iD: https://orcid.org/0000-0002-5590-7422 

Индексация

  • РИНЦ 
  • Google Scholar
  • WorldCat
  • Ulrich's Periodicals Directory

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов, включенных Высшей аттестационной комиссией России в список изданий, рекомендуемых для опубликования основных научных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук, в редакции, утверждённой решением Президиума ВАК от 01 декабря 2015 года.

Распространение

  • Open Access (открытый доступ)
  • No APC (публикация бесплатна для авторов)
  • открытая лицензия СС BY-NC-ND 4.0 International

Текущий выпуск

Том 18, № 3 (2024)

Роботы, мехатроника и робототехнические системы

Разработка постпроцессоров для ЧПУ "Аксиома Контрол"
Гусев С.С., Макаров В.В.
Аннотация

Обоснование. На сегодняшний день в общемировой промышленности широко изучается вопрос использования средств автоматизации в различных направлениях. Применение автоматизированных систем на различных ступенях производства вызывает существенное повышение производительности труда в различных показателях и обеспечивает решение множества задач, связанных с сокращением экономических затрат в процессе производства, повышения выработки оборудования и качества конечной продукции.

Цель — формализация процесса разработки управляющей программы для ЧПУ посредством создания постпроцессоров для ЧПУ «АксиОМА Контрол».

Материалы и методы. Ключевыми объектами рассмотрения и взаимодействия в работе служат различные средства автоматизации (САПР и программное обеспечение для работы с постпроцессорами), необходимые для проектирования изделий и описания их технологий механической обработки с последующим их постпроцессированием для получения управляющей программы.

Результаты. Результатом исследовательской работы является то, что на основании задачи, связанной с разработкой постпроцессора для ЧПУ «АксиОМА Контрол», начата разработка постпроцессоров для последующего постпроцессирования управляющей программы. В руководстве программиста по ЧПУ даётся базовое представление о синтаксисе языка, командах управления станком и системой ЧПУ. Было принято решение начать разработку постпроцессора для трёхосевой обработки путём редактирования базового постпроцессора Siemens 840, так как синтаксис управляющей программы для него был похож синтаксис СЧПУ «АксиОМА Контрол».

Заключение. В результате проведенного исследования рассмотрена роль автоматизированных систем в процессе проектирования и разработки управляющих программ. Для решения задачи разработки постпроцессоров для ЧПУ «АксиОМА Контрол» выбран комплекс для автоматизированной разработки постпроцессоров IMSpost.

Известия МГТУ “МАМИ“. 2024;18(3):169-179
pages 169-179 views

Гидравлические и пневматические системы

Исследование возможности применения гидродиодов для повышения объёмного КПД центробежного насоса
Фоменко В.Д., Петров А.И., Ефремов Е.В.
Аннотация

Обоснование. Для центробежных насосов, особенно с низкими коэффициентами быстроходности, очень важным параметром, в значительной мере определяющим общий КПД насоса, является величина объёмного КПД. В свою очередь, величина перетечек в проточной части насоса зависит от формы и размеров щелевых уплотнений на рабочем колесе. В данной работе сделана попытка применить известный принцип работы гидродиода для снижения объёмных потерь в насосе за счёт уменьшения коэффициента расхода щелевых уплотнений, поверхность которых спрофилирована по принципу гидродиода.

Цель работы — подтвердить или опровергнуть на основе методов гидродинамического моделирования возможность использования гидродиодных канавок на поверхности щелевого уплотнения для снижения расхода жидкости через него.

Методы. В данной работе применяется метод численного моделирования, основанный на решении дискретных аналогов базовых уравнений гидродинамики.

Результаты. Рассчитаны параметры течения жидкости в щелевых уплотнениях с гладкой поверхностью, с концентрическими канавками, а также с предложенными профилированными канавками в форме гидродиодов с различными размерами и формой. Определены коэффициенты расхода для всех типов уплотнений, построены сравнительные зависимости.

Заключение. На основании результатов статьи можно утверждать, что в целом применение гидродиодных канавок не даёт существенного преимущества над концентрическими канавками при существенно большей сложности их изготовления.

Известия МГТУ “МАМИ“. 2024;18(3):180-189
pages 180-189 views
Математическое моделирование гидропривода высокого давления системы управления регулирующим клапаном паровой турбины ТЭЦ
Романчук Е.Ю., Коткас Л.А., Жарковский А.А., Журкин Н.А.
Аннотация

Обоснование. Для управления запорно-регулирующей арматурой паровых и газовых турбин широко применяется объёмный гидропривод высокого давления. В настоящее время существует тенденция перехода от систем управления низкого давления на системы управления высокого давления, что приводит к уменьшению габаритов блока управления и обеспечению лёгкой ремонтопригодности. Большое распространение получил гидропривод высокого давления зарубежной компании Bosch Rexroth. Данный гидропривод обеспечивает перемещение запорного элемента арматуры до 0,3 с.

Целью работы является разработка математической модели для получения основных динамических характеристик объёмного гидропривода системы управления регулирующим клапаном паровой турбины ТЭЦ.

Материалы и методы. Исследования динамических характеристик проводились численным методом с использованием программного пакета Matlab Simulink.

Результаты. Была разработана математическая модель объёмного гидропривода высокого давления системы управления регулирующим клапаном паровой турбины ТЭЦ, обеспечивающего время перемещения запорного элемента до 0,3 с. Показаны полученные динамические характеристики гидропривода, такие как перемещение и скорость запорного элемента регулирующего клапана, изменение давления в полостях гидроцилиндра, перемещение плунжера золотникового распределителя. Также была рассмотрена возможность сокращения номенклатуры используемой гидравлической аппаратуры — было проведено сравнение системы с ускорительными клапанами и без ускорительных клапанов.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в возможности использования разработанной математической модели при исследовании различных типов гидроприводов.

Известия МГТУ “МАМИ“. 2024;18(3):190-202
pages 190-202 views
Постановка задачи диагностики неисправностей и анализа эксплуатации пневмогидравлических приводов с пневмогидравлическим мультипликатором давления на основе модели цифрового двойника
Кривошеев Н.С., Жарковский А.А., Коткас Л.А.
Аннотация

Введение. В статье рассматривается концепция использования цифрового двойника для диагностики неисправностей и анализа эксплуатации пневмогидравлических приводов с пневмогидравлическим мультипликатором давления. Эта инновационная технология позволяет проводить более точные и эффективные проверки систем, что способствует повышению надёжности и безопасности оборудования. Цифровой двойник предоставляет возможность создания виртуальной модели системы, которая может использоваться для симуляции различных сценариев работы и выявления потенциальных проблем.

Цель исследования — повышение эффективности обнаружения неисправностей и оптимизации работы пневмогидравлических приводов с использованием инновационного подхода на базе цифрового двойника.

Материалы и методы. Для успешной реализации данного подхода используются современные методы анализа данных, математическое моделирование и алгоритмы машинного обучения. При этом особое внимание следует уделить точности данных, получаемых от датчиков, а также качеству программного обеспечения для создания модели цифрового двойника.

Результаты. Использование цифрового двойника обеспечивают надёжное обнаружение неисправностей. Результаты концепции показывают эффективность и точность процесса. Это инновационное решение повышает надёжность и продуктивность систем, сокращая время простоя оборудования.

Выводы. Модель цифрового двойника позволяет предвидеть отказы и повышает надёжность работы системы. Использование модели цифрового двойника улучшает производительность и снижает расходы на техническое обслуживание пневмогидравлических приводов.

пневмогидравлическая система; цифровая технология; инновационный привод; автоматизированный механизм; современная гидравлика; высокоточное управление давлением.

Известия МГТУ “МАМИ“. 2024;18(3):203-211
pages 203-211 views
Автоматизированное проектирование 3D-моделей элементов проточной части ступени шнеко-центробежного насоса
Стасеев А.А., Жарковский А.А.
Аннотация

Обоснование. В статье приведены результаты разработки программного комплекса для автоматизированного проектирования 3D-моделей элементов проточной части шнеко-центробежного насоса. Разработка подобного программного обеспечения позволяет выполнять процесс проектирования в рамках единого интерфейса, сокращая трудозатраты на эксплуатацию разрозненных пакетов приложений. Предлагается альтернативная методика автоматизации создания трёхмерных моделей без использования параметризированных эскизов.

Цель — разработка программного комплекса, позволяющего вести сквозной процесс проектирования, начиная с ввода технического задания и заканчивая передачей сформированной 3D-геометрии в системы автоматизации инженерных расчётов (CAE).

Методы. Проектирование ступени шнеко-центробежного насоса основано на методиках, используемых в насосостроении. Написание программного кода подчинено принципам структурного программирования. Программное обеспечение реализовано на языке программирования Python с включением legacy-кода, написанного на Fortran. В качестве примера функционирования программного комплекса спроектирована ступень шнеко-центробежного насоса на напор 62.5 м.

Результаты. На настоящий момент в программный комплекс включены модули: расчёт параметров и формирование 2D-эскиза и 3D-модели шнека, расчёт основных параметров рабочего колеса, проектирование меридианного сечения и расчёт равноскоростного потока, расчёт параметров кромок, проектирование лопастной системы, расчёт потерь в рабочем колесе на основе расчёта 2-х мерного невязкого течения, пространственного пограничного слоя и низкоэнергетического следа в каналах рабочего колеса, автоматическое создание 3D-модели рабочего колеса, проектирование спирального отвода и расчёт потерь в нем, формирование 3D-модели спирального отвода, расчёт прогнозной характеристики, формирование 3D-модели ступени с помощью программного интерфейса приложения (API) системы автоматизированного проектирования (CAD) Компас-3D. Сгенерированная 3D-геометрия проточной части была использована для выполнения гидродинамического расчёта.

Заключение. Результаты проведённого гидродинамического расчёта имеют малое расхождение с результатами расчётов, проведённых с помощью разработанного программного обеспечения. Планируется дальнейшее развитие программного комплекса в части автоматизированной интеграции 3D-геометрии в современные CAE-системы, которые позволят оптимизировать полученные ступени шнеко-центробежных насосов.

Известия МГТУ “МАМИ“. 2024;18(3):212-221
pages 212-221 views

Комбинированные энергетические установки

К выбору параметров аккумуляторной батареи гибридного автомобиля категории М₁
Шабанов А.В., Есаков А.Е., Бернацкий В.В., Красавин П.А.
Аннотация

Обоснование. Для оптимизации работы силовой установки гибридного автомобиля необходим правильный выбор параметров его тяговой аккумуляторной батареи, которые в значительной степени влияют на алгоритм управления и зарядно-разрядный баланс. Наличие методики, позволяющей обоснованно осуществить такой выбор в зависимости от характеристик целевого автомобиля, условий и режимов его эксплуатации, даст возможность повысить показатели энергоэффективности.

Цель — разработка методики расчёта параметров тяговой аккумуляторной батареи гибридного автомобиля c применением энергетического зарядно-разрядного баланса его силовой установки.

Методы. Предложена математическая модель зарядно-разрядного энергетического баланса, с использованием которой можно произвести соответствующие расчёты по количеству энергии, затраченной силовой установкой при движении автомобиля по этапам европейского городского цикла, и проанализировать различные алгоритмы управления ею на предмет достижения максимальной энергоэффективности, а также произвести подбор ёмкости и мощности тяговой батареи. Основой для расчётов послужил цикл, описанный в Правилах ООН № 83.

Результаты. Рассмотрен процесс накопления энергии в тяговой аккумуляторной батарее, указаны критерии выбора алгоритма работы силовой установки автомобиля. Определена энергия движения автомобиля в городском цикле с учётом времени работы агрегатов и рассчитан зарядно-разрядный энергетический баланс, что, в свою очередь, позволило найти должную ёмкость батареи. Установлено, что значение заряженности батареи в конце цикла должно быть равно первоначальному значению, что позволяет использовать батарею меньшей ёмкости и обеспечить максимальную энергоэффективность силовой установки. Также по результатам расчётов вынесены рекомендации, касающиеся оптимизации удельных энергетических и массогабаритных показателей батареи.

Заключение. Предложенная методика позволяет осуществить обоснованный выбор параметров силовой установки гибридного автомобиля для обеспечения её энергоэффективности.

Известия МГТУ “МАМИ“. 2024;18(3):222-231
pages 222-231 views

Транспортные и транспортно-технологические комплексы

Метод защиты сочленённого электробуса от бокового опрокидывания
Антонян А.В., Климов А.В., Бучкин А.О.
Аннотация

Обоснование. Современная тенденция к применению электробусов в последние несколько лет нарастает. Также на маршруты выходят и сочленённые электробусы. Эти транспортные средства из-за наличия тяжёлых тяговых аккумуляторных батарей, преимущественно на крыше, обладают склонностью к повышенному углу крена и склонностью к опрокидыванию. Поэтому существует необходимость в применении мер по защите от опрокидывания таких транспортных средств.

Цель — разработка закона и алгоритма управления, позволяющего путём снижения крутящего момента снизить склонность сочленённого электробуса к опрокидыванию.

Методы и материалы. При разработке и исследовании алгоритма используется среда имитационного моделирования MATLAB&Simulink с разработанной математической моделью пространственного движения сочленённого электробуса.

Результаты. Представлен вывод формул для вычисления критической скорости прохождения поворота секций для сочленённых транспортных средств, сформулированы алгоритм и закон управления тягой в зависимости от параметров поворота, представлены графики, обосновывающие работоспособность и эффективность алгоритмов.

Заключение. Практическая ценность разработанного алгоритма заключается в практическом применении на сочленённом транспортном средстве с целью снижения склонности к повышенным углам крена и защиты от опрокидывания.

Известия МГТУ “МАМИ“. 2024;18(3):232-243
pages 232-243 views
Система создания автотранспортной продукции
Комков Н.С., Стригуненко В.В., Курмаев Р.Х.
Аннотация

Обоснование. Многие подходы к разработке современной продукции автомобильной промышленности опираются на методы, унаследованные ещё из 70–80-х гг. XX века от страны с кардинально отличной экономической системой. Передовые современные подходы опираются на то, что производитель находится в постоянном контакте с потребителем и занимается развитием своих процессов с целью организовать создание наилучшего продукта для увеличения собственной рыночной доли и конкурентоспособности.

В статье рассматривается предложение новой модели системы создания автомобиля.

Цель исследования — разработать систему создания автотранспортной продукции, отвечающую современным требованиям и современным конкурентным подходам.

Методы. В исследовании анализировали существующие современные методы и подходы к разработке автотранспортной продукции.

Результаты и научная новизна. Описана система разработки автотранспортной продукции, отвечающая современным требованиям в области разработки продукции. Система отличается от существующих элементами, позволяющими повысить качество, свойства и характеристики создаваемой продукции.

Заключение. Предложенную систему целесообразно использовать при разработке современных транспортных средств (автомобилей). Также возможно использовать систему при разработке прочей высокотехнологичной продукции.

Известия МГТУ “МАМИ“. 2024;18(3):244-251
pages 244-251 views

Электротехнические комплексы и системы

Алгоритмы эффективного управления биодинамической системы освещения павильонного комплекса «Дом.РФ» выставки «Россия»
Дегтярева С.В., Сидоров Б.Н., Лазарев Д.Б.
Аннотация

Обоснование. Аспекты, связанные с повседневной деятельностью человека, особенности деятельности во время нахождения в помещениях, такие как настройка освещения, интеграция с системами здания и смена нахождения в течение дня в различных местах, в значительной степени игнорируются в системах управления освещением, основанных на общеприменимых значениях и нормах. Современный интенсивный ритм жизни, подразумевающий повсеместное использование новых, постоянно совершенствующихся технологий, частая смена обстановки — всё это создаёт потребность в современном подходе к изучению и применению интеллектуальной системы освещения.

Цель работы — разработать и исследовать работоспособность и качество функционирования электротехнических комплексов, систем и их компонентов в различных режимах, при разнообразных внешних воздействиях.

Материалы и методы. Проектирование систем освещения в программе Autodesk AutoCAD, расчёт количества и зон действия, а также внедрение биодинамического освещения при помощи приложения AWADA.

Результаты. В данной статье объектом исследования служит павильонный комплекс «Дом.РФ», построенный в 2023 году для выставки «Россия» на территории Выставки достижений народного хозяйства (ВДНХ). В павильоне планировалось показать образ нового рынка индивидуального жилищного строительства, обеспечивающего комфортное проживание в гармоничной среде. В данной статье проведено технико-экономическое сравнение внедрённых систем освещения и применения биодинамического освещения. Практическая значимость исследования заключается в проверке работоспособности, разработке и проектировании биодинамического освещения, для здания общественного назначения, используемого как выставочный павильон.

Заключение. Разработан весь комплекс замены с разработкой эффективного, экологического и безопасного внедрения биодинамического освещения технического комплекса павильона, включающего создание, эксплуатацию компонентов.

Известия МГТУ “МАМИ“. 2024;18(3):252-262
pages 252-262 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».