ВЕСТНИК РОССИЙСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ДРУЖБЫ НАРОДОВ. СЕРИЯ: ИНЖЕНЕРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2312-8151

  • Publisher Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Российский университет дружбы народов (РУДН)
  • Country Россия
  • Web https://elibrary.ru/title_about.asp?id=9655

Content

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ПЕРЕДНЕЙ КРОМКИ КРЫЛА ВОЗВРАЩАЕМОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

БОДНЯ ИВАН СЕРГЕЕВИЧ, ТИМОШЕНКО ВАЛЕРИЙ ПАВЛОВИЧ

На протяжении всей истории освоения людьми космического пространства, ведутся работы по снижению стоимости вывода грузов в космос. Одним из технически реализуемых решений для достижения этой цели является использование малоразмерных многоразовых аэрокосмических аппаратов. Для обеспечения тепловой защиты конструкции многоразовых аэрокосмических аппаратов применяются современные термостойкие композитные покрытия. В данной работе представлена оценка возможности выполнения кромки крыла из термостойкой пористой керамики на основе волокон Al2O3. В связи с пористой структурой подобной теплозащиты, показана необходимость принимать во внимание влияние внешнего давления воздуха на теплопроводность материала. Предложена расчетная математическая модель, позволяющая учитывать зависимость теплопроводности пористого теплозащитного материала передней кромки крыла аэрокосмического аппарата от температуры и давления, при его спуске в атмосфере. На основе анализа поля температур внутри кромки крыла определена минимальная толщина теплозащитного покрытия исходя из максимально допустимой рабочей температуры силовой конструкции. Показано, что термостойкая пористая керамика на основе волокон Al2O3 способна обеспечить необходимую тепловую защиту силовой конструкции, температура которой не превышала 250 °С на всей траектории полета.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ МЕЖДУ ОТДЕЛЯЕМОЙ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКОЙ И САМОЛЕТОМ-НОСИТЕЛЕМ

БЫКОВ ЛЕОНИД ВЛАДИМИРОВИЧ, ПАШКОВ ОЛЕГ АНАТОЛЬЕВИЧ, ПРАВИДЛО МИХАИЛ НАТАНОВИЧ, ЯНЫШЕВ ДМИТРИЙ СЕРГЕЕВИЧ

Целями данной работы были разработка достоверной методики численного моделирования интерференции между самолетом-носителем и отделяемой полезной нагрузкой, исследование влияния интерференции на аэродинамические характеристики отделяемой нагрузки. Предложен алгоритм решения задачи влияния интерференции на поведение отделяемого объекта. Описана математическая модель обтекания твердого тела сверхзвуковым потоком. В качестве модели турбулентности течения использована модель турбулентности Ментера SST. Рассмотрены схема работы связанного решателя, методы дискретизации уравнений по времени в сочетании с линеаризацией потоков по методу Ньютона. Описаны особенности задания граничных условий и обезразмеривания аэродинамических характеристик исследуемого объекта. Исследования обтекания изолированного объекта проводились на неструктурированной расчетной сетке. Получены суммарные аэродинамические характеристики отделяемого объекта, как изолированного тела, так и в присутствии самолета-носителя. Проведено сравнение полученных аэродинамических характеристик изолированного изделия с аэродинамическими характеристиками, действующими на изделие, в присутствии носителя. Разработанная методика верифицирована по данным продувок. Представлены данные о влиянии носителя на аэродинамические характеристики отделяемой нагрузки. Сделан вывод о возможности использования предложенной методики при исследовании взаимного влияния движущихся в воздушной среде объектов.

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПРИ УСТАНОВКЕ ЗАГОТОВОК НА ОПОРЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

БЕЛОУСОВ ЮРИЙ ВЕНИАМИНОВИЧ

В статье рассмотрены условия надежного закрепления заготовок в приспособлениях, которые являются одним из основных элементов технологической системы. Для расчета погрешности закрепления заготовок в приспособлениях в настоящее время используются эмпирические зависимости, имеющие нелинейный характер. Значения входящих в них коэффициентов приводятся только для заготовок из стали и чугуна. В статье разработана методика расчета погрешности закрепления заготовок при установке на опоры приспособления со сферической головкой, позволяющие достигнуть наибольшей точности базирования. Данная методика предоставляет возможность выполнять расчет указанной погрешности практически для различных условий закрепления заготовок. Получены математические зависимости для расчета погрешности закрепления при обработке заготовок из любых современных машиностроительных материалов. Сравнительный анализ полученных зависимостей для типовых условий силового контакта опорных элементов с заготовкой показал, что погрешность закрепления, рассчитанная по полученным зависимостям с учетом сил трения в области контакта опор приспособления с поверхностью заготовки для заготовок из стали практически совпадает с погрешностью, определенной по приводимым в справочной литературе формулам. Показано, что с уменьшением сил закрепления упругие перемещения в стыке незначительны, и расчет погрешности закрепления можно проводить по упрощенной зависимости.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С НАТЯГОМ

РОЖКОВА ЕЛЕНА АЛЕКСАНДРОВНА, ЧЕТВЕРИКОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

В машиностроении наиболее часто применяются следующие профильные соединения: с тремя гранями (РК-3); с тремя срезанными (РКс-3); с четырьмя срезанными (Кс-4) и с пятью гранями (РК-5 и РКс-5). Несмотря на значительные результаты, в области изучения напряжений и деформаций при контактном взаимодействии твердых тел разнообразных форм остается нерешенным ряд задач представляющих научную и практическую ценность. Как показал анализ теоретических и экспериментальных исследований неподвижных разъемных и неразъемных соединений (цилиндрических, профильных) остаются нерешенными задачи, в частности по выбору геометрической формы контурных кривых, величины натяга профильных неподвижных, неразборных соединений с равноосным контуром. Работоспособность и надежность РК-профильных соединений с натягом определяется их прочностью, т.е. способностью элементов сопротивляться их относительному смещению в процессе эксплуатации. В целях определения работоспособности РК-профильного соединения с натягом по критерию прочности необходимо вычислять напряжения и деформации, возникающие во втулке с РКпрофильным отверстием от действия РК-профильного вала, установленного в ступицу с натягом. В статье рассмотрена методика проведения экспериментальных исследований методом тензометрии для оценки влияния конструктивных параметров и внешних нагрузок на напряженно - деформированное состояние деталей соединения. По результатам исследований были составлены таблицы сравнительных характеристик рекомендуемых типов посадок с натягом для РК-3 профильных соединений, а также рекомендуемых посадок с натягом при соответствующих значениях n РК-3 профильных соединений вал-ступица применительно к зубчатым передачам.

К ВОПРОСУ О ГИДРАВЛИЧЕСКОМ РАСЧЕТЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОДОЛЬНО-ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ ТЕЧЕНИЙ

ПОНОМАРЕВ НИКОЛАЙ КОНСТАНТИНОВИЧ, ЩЕСНЯК ЛЕОНИД ЕВГЕНЬЕВИЧ

В последнее время в практике гидротехнического строительства применяются водосбросы с продольно-циркуляционным течением. Отмеченные свойства продольно-циркуляционных течений служат уникальным примером совместимости типа течения с технологическим назначением водосбросного сооружения. Гидравлические характеристики течения (пропускная способность, распределение скорости, распределение давления, прогноз кавитации и др.) определяются на основе использования методов расчета, разработанных в упомянутых исследованиях, а именно: для продольно-осевого течения используются известные стандартные методы расчета; продольно-циркуляционного течения, взаимодействующие с твердыми границами водосброса; продольно-циркуляционного течения, в виде закрученной струи в водной среде или в воздухе; течение, возникающее при взаимодействии однонаправленных продольно-циркуляционных потоков; течение, возникающее в результате взаимодействия противоположно закрученных коаксиальных потоков. В данной работе авторы рассматривают продольно-циркуляционное течение вязкой несжимаемой жидкости в закрытом канале и в струе с использованием вурфа скоростей, связывающего между собой три компоненты скорости U, V и W. Вурф позволяет не только проследить принадлежность некоторого параметра тому или иному процессу, характер его изменения, но и определить «полноту» ряда показателей, относящихся к нему.

ЗАДАЧА ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ И ЕЕ РЕШЕНИЕ ЭВОЛЮЦИОННЫМ АЛГОРИТМОМ "СЕРОГО ВОЛКА"

ДИВЕЕВ АСХАТ ИБРАГИМОВИЧ, КОНСТАНТИНОВ СЕРГЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

Работа посвящена численному методу для решения задачи оптимального управления. Основным подходом к численному решению задачи оптимального управления является редукция задачи оптимального управления к задаче нелинейного программирования и ее решение классическими градиентными методами оптимизации. Для данной цели задачу оптимального управления, как задачу поиска функции времени, заменяют поиском значений управления в дискретные моменты времени. Увеличение количества точек дискретизации, увеличивает точность аппроксимации функции, но и увеличивает размерность пространства поиска в задаче нелинейного программирования. В сложных задачах нелинейного программирования при неизвестной топологии целевой функции утверждение, что использование классических градиентных методов обеспечивает нахождение решения, - не оправдано. Часто задача оптимального управления в результате дискретизации и других особенностей преобразуется в задачу нелинейного программирования с не унимодальной целевой функцией, для которой не применимы градиентные методы. В работе предложено решать задачу оптимального управления эволюционными алгоритмами, которые не используют вычисление градиента и способны находить решение задач с не унимодальной целевой функцией. В работе представлен современный эволюционный алгоритм «серого волка». Рассмотрена прикладная задача оптимального разворота самолета. В задаче математическая модель объекта управления описана системой из семи обыкновенных дифференциальных уравнений и заданы ограничения на величину и скорость изменения управления. Экспериментально показано, что эволюционный алгоритм «серого волка» успешно решает данную задачу оптимального управления.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ СИСТЕМ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ

ГОЛИК ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ, РАЗОРЕНОВ ЮРИЙ ИВАНОВИЧ, ЛЯШЕНКО ВАСИЛИЙ ИВАНОВИЧ

Актуальность работы объясняется возможностью вовлечения в отработку запасов, представленных бедными рудами, чему препятствует недостаточная изученность процесса выщелачивания. Подготовка руд производится без учета всех свойств полезного ископаемого и режима движения растворов, что удорожает горные работы, увеличивает потери полезных компонентов и ухудшает технико-экономические показатели. Целью работы является систематизация теория и практики использования технологий с выщелачиванием с оптимизацией по критерию полноты использования недр, накопленные в ураново-добывающей отрасли СССР. Сформулировано принципиальное отличие технологии выщелачивания металлов из руд как изменение фазового состояния металла непосредственно на месте залегания руд. Описаны особенности проектирования расположения и использования подготовительных и нарезных выработок из условия их повторного использования в процессе, дробления по условию обеспечения проникновения раствора реагента вглубь рудного куска, орошения как определяющего экономическую целесообразность применения технологии процесса, сбора растворов и предупреждения утечек для промышленной санитарии и жизнедеятельности. Обозначены особенности интенсификации процесса выщелачивания буровзрывным способом посредством деформирования массива выщелачиваемых руд работой взрывных газов и волны. Описана практика контроля полноты выщелачивания путем проходки выработок по выщелачиваемой руде. Отмечено, что подземное выщелачивание может занять приоритетные позиции при добыче полезных ископаемых, поэтому разработка научных основ его осуществления является одной из важнейших задач горнодобывающего производства, от решения которой зависит создание высокопроизводительных и безотходных схем извлечения полезных ископаемых из недр.

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ОБЖИГ РУДЫ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТОМТОР И ЕГО ОСОБЕННОСТИ

МАЛЬКОВА МАРИАННА ЮРЬЕВНА, ЗАДИРАНОВ АЛЕКСАНДР НИКИТИЧ

Проведены исследования кинетики изменения содержания фосфора, ниобия, ванадия и титана при высокотемпературном обжиге руды месторождения Томтор в смеси с активными добавками: бикарбонатом (NaHCO3), карбонатом натрия (Na2CO3), щелочами (КОН, NaOH). Предложено уравнение кинетики обжига руды и рассчитаны значения постоянной скорости высокотемпературного обжига руды для фосфора, ниобия, ванадия и титана при различных условиях. Получены зависимости постоянной скорости высокотемпературного обжига руды в атмосфере кислорода воздуха, аргона и молекулярного хлора от температуры обжига и содержания активных добавок. Установлено, что в атмосфере кислорода воздуха обжиг руды проходит наиболее эффективно с добавками NaHCO3, Na2CO3, NaOH, взятыми в соотношении (1:1). Показано, что обжиг руды в смеси с карбонатами и щелочами позволяет переводить в раствор при последующем выщелачивании не менее 95,0% фосфора и 44,0% ванадия, содержащихся в исходной руде. Установлено, что наибольшей скоростью в атмосфере кислорода воздуха характеризуется обжиг руды в смеси с NaHCO3 и NaOH. Рассчитаны постоянные скорости этого процесса для фосфора и ванадия. Установлено, что образующийся после обжига руды кек, требует дополнительной переработки, поскольку содержит высокие концентрации ванадия и других ценных металлов.

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕСТАЦИОНАРНОГО ОТБОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПТИЧЕСКИХ И ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

ГУСЬКОВА ИРИНА АЛЕКСЕЕВНА, ЛЕВАНОВА ЕВГЕНИЯ ВАСИЛЬЕВНА, БЕЛОШАПКА ИВАН ЕВГЕНЬЕВИЧ

Проблема рентабельной добычи нефти из карбонатных коллекторов с каждым годом приобретает все более актуальное значение в связи с уменьшением запасов нефти в терригенных коллекторах. Извлечение нефти из карбонатных коллекторов всегда связано с низкими фильтрационными свойствами матрицы породы и наличием густой сети трещин. К одному из наиболее эффективных методов на данном этапе разработки для карбонатных коллекторов можно отнести технологию нестационарного дренирования. Разработка технологии нестационарного дренирования продуктивных пластов путем определения эффективного времени воздействия с различными периодами работы и накопления скважины, за счет деформаций в трещинной системе, позволит снизить процент обводнения скважин. В результате перераспределения потоков жидкости в пласте вовлекаются не выработанные участки за счет капиллярной пропитки. Важным этапом при применении нестационарного воздействия является исследование оптических свойств нефти. Для оценки качества запасов вовлеченных в разработку в работе проводились лабораторные исследования эффективности нестационарного отбора 303-й залежи Ромашкинского нефтяного месторождения. Исследования проводились на спектрофотометре и хроматографе. Было установлено влияние нестационарного отбора на динамику работы скважин и на конечный КИН.

ПАЛЕОСТРУКТУРА ВОСТОЧНОГО ОРЕНБУРЖЬЯ

ДЬЯКОНОВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ, КОТЕЛЬНИКОВ АЛЕКСАНДР ЕВГЕНЬЕВИЧ, ЖОРЖ НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА

В статье изложены новые взгляды на структурные особенности Восточного Оренбуржья. Основанием написания статьи послужили результаты многолетнего исследования геологической партии кафедры месторождений полезных ископаемых и их разведки РУДН. В отличие от предшественников, рассматривавших данную территорию в качестве фрагмента сложноскладчатого Уральского сооружения, авторы статьи реализуют мысль о палеовулканическом строении территории. Проведя дешифрирования спектрозональных космических снимков, была получена схема тектонических нарушений, представляющая собой сочетание кольцевых и радиальных разломов. Эти нарушения подчеркивают крупную кольцевую структуру, центр, которой располагается в районе озера Жетыколь. Проведенный палеофациальный анализ вулканогенных и осадочных пород показал, что на территории выделяются группы пород, отвечающих главным фациям вулканических сооружений - жерловая, склоновая и удаленная. Породы этих фаций сформировались в два самостоятельных тектоно-магматических цикла: байкальский - ордовикско-силурийского возраста, и каледонский - верхнедевон-верхнекаменноугольного возраста. Последовательность магматизма в обоих циклах гомодромная, и каждому циклу соответствуют свои интрузивные фации. Для байкальского цикла интрузивные внедрения представлены серпентинитами и апоультромафитами. Для каледонского цикла интрузивные породы представлены комплексными гранитоидными интрузиями трехфациального состава (начальные этапы внедрения представлены габбро и габбро-диоритами, вторая фаза внедрения - диоритами, сиенитами и гранодиоритами, третья фаза - разнообразными гранитами). Взаимодействие гранитоидов с серпентинитами приводит к ремобилизации дунитов из серпентинитов и формированию в последних хромитовой промышленной минерализации. Результаты исследований открывают новые возможности в анализе размещения и приуроченности известных эндогенных рудных объектов и прогнозирования новых.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ПРОГНОЗА МОРФОЛОГИИ И ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ХРОМИТОВЫХ ТЕЛ

МАРКОВ ВЛАДИМИР ЕВГЕНЬЕВИЧ, ВАСИЛЬЕВ НИКОЛАЙ ПЕТРОВИЧ, КАРЕПИНА КСЕНИЯ ВАСИЛЬЕВНА, КАРЕЛИНА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА

Дефицит хромитового сырья в России в настоящее время послужил толчком к использованию методов, ранее не использовавшихся при поисках и прогнозировании рудных тел. Хромитовые месторождения Урала характеризуются очень сложным строением. Для прогноза склонения рудных тел можно использовать наблюдающуюся связь между структурными элементами гипербазитов и преимущественной ориентировкой осей оптической индикатрисы оливина. В подавляющем большинстве случаев оси Ng индикатрисы статистически параллельны линейности хромшпинелида. Важным структурным элементом является линейность, которая представляет собой субпараллельные цепочки изометричных зерен хромшпинели или удлиненные зерна хромшпинели, ориентированные в одном направлении. Результаты проведенных работ по микроструктурному анализу вмещающих пород и измерению преимущественной ориентировки осей оптической индикатрисы оливина на Южнопогурейском рудопроявлении позволили авторам спрогнозировать склонение хромитовых рудных тел. Получены данные, помогающие предполагать склонение рудных тел, где есть дуниты, но не видна их полосчатость. Информация о пространственном положении и морфологии рудных тел крайне важна на этапе поисков слабоизученных рудопроявлений, и позволяет с максимальной достоверностью сделать вывод о целесообразности дальнейшего проведения геолого-разведочных работ, а также оптимально планировать разведочные работы.

ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ НАНКАЙСКОГО ГАЗОГИДРАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

МАЛЮКОВ ВАЛЕРИЙ ПАВЛОВИЧ, ТОКАРЕВ ИВАН СЕРГЕЕВИЧ

Проведен анализ разработки первого в мире шельфового месторождения метановых гидратов Нанкай на восточном побережье Японии. Для разработки морского газогидратного месторождения Нанкай - высококонцентрированного месторождения гидратов, обнаруженного в турбидидных осадках в районе Восточного Нанкайского прогиба, выполнена сейсморазведка и разведочное бурение. После интенсивных исследований образцов керна и геофизических данных каротажа, полученных в предыдущих исследованиях, а также дополнительных инженерно-геологических работ, выбран объект разработки на северном склоне Daini Atsumi Knoll. При проведении первой в мире морской опытно-промышленной добычи метана из гидратов месторождения ниже морского дна, решались задачи: 1) определить дебит за короткий срок (от одной до нескольких недель), 2) достичь целостности скважин, пробуренных в рыхлых отложениях, 3) провести внедрение технологии мониторинга в целях сбора информации о состоянии гидрата метана при разработке. При проведении опытных работ по разработке газогидратного месторождения использовалось судно глубоководного бурения Chikyu. Система управления водными ресурсами на корабле обрабатывает воду из продуктивного пласта, дегазатор удаляет растворенный метан, который сжигался в горелке, установленной на корме судна. Фильтры с гравийной набивкой уменьшают концентрацию взвешенных частиц, связанную с пескопроявлениями при воздействии на продуктивный пласт. Результаты 6-дневной стабильной разработки доказали, что диссоциация гидрата метана возможна в морских отложениях. Месторождения газовых гидратов в различных регионах мира самые большие по запасам. Актуальность проблемы связана с разработкой технологий и предотвращением осложнений.

This content is a part of the Машиностроение collection from eLIBRARY.
If you are interested to know more about access and subscription options, you are welcome to leave your request below or contact us by eresources@mippbooks.com

Request

Unfortunately, we have no right to provide any kind of access to this resource in the territory of Western Europe. In any case, we will process your request and contact you with possible variants of solution.