Preview

Известия Юго-Западного государственного университета

Расширенный поиск

Научный рецензируемый журнал «Известия Юго-Западного государственного университета» является подписным периодическим печатным изданием, в котором публикуются материалы, содержащие результаты фундаментальных и прикладных исследований в области машиностроения, информатики и вычислительной техники, строительства и архитектуры. Основное содержание журнала составляют научные статьи, научные обзоры, научные рецензии и отзывы.

Журнал зарегистрирован в качестве средства массовой информации Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-42691 от 16.11.10).

Журнал издается в печатной форме с периодичностью 6 номеров в год. Обязательные экземпляры журнала направляются в Информационно-телеграфное агентство России (ИТАР-ТАСС). Журнал «Известия Юго-Западного государственного университета» в печатной форме распространяется на всей территории Российской Федерации, а также за ее пределами по подписке. Подписной индекс по объединенному каталогу «Пресса России» - 41219.

Журнал включен в перечень ведущих научных журналов и изданий ВАК Минобрнауки России по следующим группам научных специальностей:

05.02.00 – Машиностроение и машиноведение (05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки; 05.02.08 – Технология машиностроения; 05.02.10 Сварка, родственные процессы и технологии; 05.02.23 Стандартизация и управление качеством продукции; 05.02.05 Роботы, мехатроника и робототехнические системы);

05.13.00 – Информатика, вычислительная техника и управление (05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям); 05.13.10 Управление в социальных  и экономических системах;  05.13.19 Методы и системы защиты информации, информационная безопасность; 05.13.06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям); 05.13.05 Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления; 05.13.18 Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ);

05.23.00 – Строительство и архитектура (05.23.01 Строительные конструкции, здания и сооружения;  05.23.03 Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение; 05.23.04 Водоснабжение, канлизация, строительные системы охраны водных ресурсов; 05.23.08 Технология и организация строительства; 05.23.17 Строительная механика; 05.23.21 Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности).

Публикация статей в журнале  для авторов БЕСПЛАТНА. Редакция не взимает плату с авторов за подготовку, размещение и печать материалов.

Текущий выпуск

Том 23, № 1 (2019)
Скачать выпуск PDF

Машиностроение и машиноведение

8-20 31
Аннотация

Цель исследования. Исследование посвящено изучению вопросов точности формирования поверхностного слоя изделий машиностроения аддитивными методами. Проведен анализ преимуществ и недостатков технологий послойного синтеза изделий. Выявлено, что при аддитивном формообразовании точностные характеристики поверхностного слоя существенно отличаются от точностных характеристик поверхностного слоя изделий, полученных традиционными методами.   

Методы. Формообразование поверхностей деталей сложного профиля аддитивными методами характеризуется высокими значениями величины статической составляющей погрешности обработки - погрешности формообразования (аппроксимации). Проведен анализ отечественных и зарубежных трудов по теме исследований. Предложено для повышения точностных характеристик сложных поверхностей изделий, получаемых аддитивными методами, осуществлять динамическую пространственную ориентацию конечного элемента формообразующей системы аддитивного оборудования. Для управления пространственной ориентацией конечного элемента формообразующей системы предложено примене-ние 5-координатного технологического оборудования. Разработана методика расчета управляемых параметров 5-координатного технологического оборудования, при которых будет обеспечена простран-ственная ориентация конечного элемента формообразующей системы по нормали в точке номинальной поверхности формообразуемой детали.   

Результаты. Произведен расчет управляемых параметров 5-координатного технологического оборудования при формообразовании полусферической поверхности аддитивными методами. В результате математического моделирования получены графические зависимости, отражающие величину углов наклона рабочего стола 5-координатного технологического оборудования, а так же поворота платформы с деталью при формообразовании полусферической поверхности детали аддитивными методами.   

Заключение. Предлагаемая методика позволит осуществить динамическую пространственную ориентацию конечного элемента формообразующей системы аддитивного оборудования, что позволит снизить величину погрешности формообразования (аппроксимации) сложнопрофильных поверхностей деталей при их формообразовании аддитивными методами.   
21-30 22
Аннотация

Аэродинамические характеристики комбинации крыло-фюзеляж не могут быть получены суммированием этих характеристик, рассчитанных для изолированного крыла и изолированного фюзеляжа, т.к. и крыло и фюзеляж, при обтекании их в комбинации, испытывают взаимное влияние. Учёт этого влияния может быть осуществлён разными методами: введением коэффициентов влияния формы корпуса на несущие свойства крыла; введением дискретных вихрей, вызывающих индуктивные скорости и увеличивающие местный угол атаки; панельный метод, при котором для расчёта обтекаемые поверхности заменяются плоскими панелями.

Целью настоящей работы является изучение возможности применения способа учёта влияния корпуса на обтекание крыла.  

Методы. Для учёта влияния корпуса на аэродинамику крыльев использован метод непрерывной вихревой поверхности. Крыло делится на продольные панели и представляется системой косых подковообразных вихрей. Несущие части вихрей располагаются на лучах, проведённых на одинаковых относительных расстояниях от передней кромки крыла. Свободные вихри сходят с несущих и направлены по потоку.

Результаты. Принимается, что корпус имеет цилиндрическую форму и заменяется системой кольцевых вихрей, непрерывно распределённых по его длине. Отрыв пограничного слоя и сворачивание его в вихревые жгуты моделируется введением дополнительных полукольцевых вихрей и сходящих с них свободных вихрей. Принимается, что свободные вихри направлены вдоль корпуса.  

Заключение. Разработана методика расчёта вызванных этими вихревыми системами скоростей в точках крыла. Интенсивность вихрей крыла с учётом влияния корпуса рассчитывается из уравнения непроницаемости, в которое входят нормальные к крылу составляющие вызванных скоростей.
31-42 13
Аннотация

Цель исследования. Повысить эффективность производства, улучшить показатели качества изделий в машиностроении позволяют результаты научных исследований ведущих ученых, связанных с повышением эффективности процессов резания посредством конструктивных изменений токарного инструмента с целью снижения вибраций, которые свидетельствуют о том, что применение инструментов с виброгасящим эффектом в виде демпфирующих резцов позволяет успешно решить проблему наилучшей обработки деталей из различных конструкционных материалов. Известные конструкции демпфирующих резцов имеют ряд недостатков, связанных с  проблемой регулирования жесткости резцов, необходимостью  подбора материала корпуса резца с высоким демпфированием требуемой жесткости, или размещением его в державке по всей длине корпуса державки с выборкой, что приводит к перерасходу материала, обладающего свойством высокого демпфирования и повышает трудоемкость монтажа резца.

Методы. С целью повышения качества обработки и улучшения условий регулирования жесткостью резцов, снижения расхода демпфирующего  материала предлагается новая конструкция токарного резца. Увеличение эффективности демпфирования колебаний резца достигается за счет установки одного  конца  державки с выборкой в оболочке с полыми днищем и боковыми стенками, а второго конца державки в цилиндрической оболочке с полыми боковыми стенками. Закачкой воздуха в полости оболочек дистанционно бесступенчато варьируют жесткостями оболочек с соблюдением условия, что жесткость цилиндрической оболочки меньше жесткости второй оболочки.  

Результаты. Так как жесткости оболочек с закачанным в них воздухом различны, то в оболочке с  меньшей жесткостью возникает пара сил, модули которых больше модулей пары сил в другой оболочке. Поэтому в ней действует дополнительный восстанавливающий момент от пары сил, равных разности модулей сил в оболочках, что повышает эффективность демпфирования колебаний резца. Расположение демпфирующих оболочек автономно на расстоянии друг от друга позволяет снизить расход вулканизированного материала.  

Заключение. Предлагаемый демпфирующий резец с варьируемой жесткостью позволяет достичь технического результата по повышению качества обработки и снижению расхода демпфирующего вулканизированного материала.
43-53 15
Аннотация

В статье приводятся условия обеспечения параметров качества механической обработки направляющей поверхности штока гидроцилиндра точением и методами поверхностного пластического деформирования.

Цель исследования: повышение стабильности и производительности процесса обработки нежестких деталей класса валов  при обеспечении требуемых параметров качества.

Методы. Проведен анализ статических и динамических характеристик инструментальной систе-мы для режуще-деформирующей обработки. Проведен анализ твердотельной модели резцов фирм Lamina и Mitsubishi с помощью программы Solidworks. Для проверки работоспособности резца фирмы Mitsubishi, стабильности получаемых размеров, шероховатости поверхностей и определения периода стойкости пластин ставился полнофакторный эксперимент 23.

Результаты. По результатам анализа с помощью программы Solidworks выбран резец фирмы Mitsubishi и проведена опытная промышленная обработка. Промышленный эксперимент показал, что при скорости резания резцом фирмы Mitsubishi, рекомендуемой производителем 200…300 м/мин., возникают вибрации. Для устранения вибраций при точении резцом фирмы Mitsubishi скорость резания была экспериментально принята ≈ 40 м/мин. Из-за уменьшения скорости резания значительно снизилась производительность обработки. Разработаны новые конструкции инструментов инструментальной системы для режуще-деформирующей обработки нежестких деталей класса «валы», повышающие производительность обработки при стабильности получения требуемых параметров качества: обкатная головка с демпфирующим элементом и демпфирующий резец. Проведены лабораторные испытания обкатной головки – предварительно определено усилие накатывания, условия состояния поверхности перед накатыванием. Проведена виброакустическая диагностика работы демпфирующего резца в лабораторных условиях. Проведена экспериментальная проверка работы новых инструментов инструментальной системы и анализ достигнутых параметров качества.

Заключение. Применение новых инструментов инструментальной системы для комбинированной режуще-деформирующей обработки позволило повысить производительность и стабильность процесса и обеспечить заданные параметры – точность формы, размеров, шероховатость (JT7...8, Ra< 0.16…0.32мкм)  и физико-механические свойства поверхностного слоя детали.  
54-63 14
Аннотация

Цель исследования. При конденсаторной сварке соединений малогабаритных деталей с «открытой» зоной контакта, широко применяемой в производстве изделий радиоэлектронной и электротехнической промышленности, одним из наиболее эффективных технологических приемов является изменение усилия сжатия по благоприятной программе, задаваемой изначально. Целесообразным конструктивным решением такого подхода является применение в сварочной установке комбинированного привода программируемого механизма сжатия. В таком приводе требуемое, относительно небольшое, начальное статическое усилие сжатия деталей осуществляется пружиной малой жесткости, а резкое увеличение скорости перемещения электрода по заданной программе, в момент достижения в контакте сварочной температуры, производится электросиловым приводом – электромагнитным или электродинамическим. В отличие от электромагнитного привода, результаты исследования динамических свойств и регулировочных характеристик которого достаточно широко освещены в литературных источниках, исследования, касающиеся особенностей характеристик электродинамического привода, выгодно отличающегося по динамическим свойствам от электромагнитной системы, проведены недостаточно. В связи с этим данная работа посвящена исследованию регулировочных характеристик программируемого импульса динамического усилия, развиваемого электродинамическим приводом, питаемым от автономного конденсаторного дозатора энергии и трансформатора типа сварочного.  

Методы. В данной статье разработаны экспериментальный стенд и оригинальная методика исследования регулировочных характеристик импульса программируемого усилия электродинамического привода, и исследованы основные параметры этих характеристик.  

Результаты. Приведенные в статье результаты исследования показывают, что варьирование емкости и зарядного напряжения батареи конденсаторов источника питания позволяет в широких пределах изменять амплитудное значение динамического усилия и, в меньшей степени, влияет на время его нарастания до максимума и полное время действия силы.  

Заключение. Использование конденсаторного дозатора энергии в качестве источника питания электродинамического привода позволит в широких пределах регулировать геометрию импульса электродинамической силы и т. о. программировать его динамические свойства.

Информатика, вычислительная техника и управление

84-94 18
Аннотация

Цель исследования. В современных системах сбора данных используются мобильные автоматизи-рованные устройства, данные из которых в зашифрованном виде поступают в центр обработки данных. В качестве средства защиты информации в ЦОД биометрические методы идентификации обладают рядом преимуществ. В частности, им присуща высокая надёжность, так как сложно скомпрометировать или утратить биометрические данные.

Методы. В статье предложен метод биометрической идентификации по геометрии лица. Предлагаемый метод позволяет строить 3D-модель лица человека на основе 2D-изображений. Для определения достоверности биометрического метода идентификации предложены количественные характеристики КЛП и КЛО. КЛП – коэффициент ложного пропуска – определяет процент возникновения ситуаций, когда пользователю, не зарегистрированному в базе данных, система разрешает доступ. КЛО – коэффициент ложного отказа – определяет процент возникновения ситуаций, когда пользователю с корректными биометрическими данными система отказывает в доступе. Есть и другие характеристики, используемые при подборе систем биометрической идентификации. К ним относятся простота использования, скорость работы системы, влияние на нее факторов окружающей среды, стоимость системы и другие.

Результаты. Рассмотрены следующие известные методы статической идентификации: метод идентификации по отпечатку пальца, метод идентификации по сетчатке глаза, метод идентификации по радужной оболочке глаза, метод идентификации по геометрии лица, а также метод идентификации по рисунку вен руки. Приведены сравнительные характеристики каждого из них. Предложен новый метод, позволяющий повысить точность и быстродействие биометрической идентификации.  

Заключение. В статье проведен анализ современных биометрических средств идентификации статического типа. Рассмотрены различные параметры определения эффективности методов биометрической идентификации. Представлены принципы, на которых основан каждый из перечисленных методов, а также основные достоинства и недостатки. 
95-106 25
Аннотация

Цель исследования. Повышение эффективности функционирования техники или социально-экономических систем путем разработки нечеткой системы для выбора поставщика товарно-материальных ценностей в логистических компаниях. Актуальность исследования обусловлена отсутствием в подавляющем большинстве фирм системного подхода к формированию стратегии закупочной логистики, что затрудняет оперативное управление процессом анализа и оценки. При принятии решения о выборе поставщика, на основе анализа множества источников используются различные математические методы, которые, тем не менее, обладают рядом недостатков, не позволяющих решать поставленную задачу с требуемой эффективностью.

Методы. В задаче оценки и управления привлекательностью объекта в условиях неполноты и нечеткости исходных метод основан на системах нечеткого логического вывода. Основой предлагаемого метода является схема прямого нечеткого логического вывода. Она модифицирована введением оператора упорядоченного взвешенного усреднения для агрегирования выходов продукционных правил. На первом этапе вывода функции принадлежности, определенные на входных переменных, применяются к их фактическим значениям для последующего определения степени истинности каждой предпосылки каждого правила. Затем вычисленное значение истинности для предпосылок каждого правила применяется к заключениям каждого правила. Это приводит к формированию нечеткого подмножества, которое назначается каждой переменной вывода для каждого правила. В качестве правила логического вывода используем операцию min. На следующем этапе осуществляется приведение нечеткого значения функции принадлежности выходной переменной каждого правила к четкому виду. Для этого используется быстрый центроидный метод. Для агрегирования выхода каждого продукционного правила с учетом степени их важности для лица, принимающего решение, предлагается использовать оператор упорядоченного взвешенного усреднения (OWA) Ягера.

Результаты. Упорядоченное взвешенное усреднение и последующее ранжирование пар фирм-альтернатив позволило построить список фирм-поставщиков, соответствующий объективному ранжированию.

Заключение. Выполнена модельная проверка рейтинга поставщиков упаковочных материалов для фирм, занимающихся выпуском готовой продукции. Результаты экспериментального исследования демон-стрируют перспективность предложенного подхода за счет учета взаимовлияния показателей между собой.
107-117 25
Аннотация

Цель исследования. В ходе исследования определены виды ответственности за нарушение авторских и смежных прав. Также отметим ключевую особенность произведения, благодаря которой объект может быть зарегистрирован как результат интеллектуальной деятельности конкретного автора. Сделан акцент на особенности патентного права.

Методы. В статье предложен метод и алгоритм о решении блокировки сайтов, учитывающий особенности нарушения авторского права в нашей стране. Также предложены способы устранения подобных нарушений. Для этого необходимо, во-первых, четко описать термины, использующиеся в авторском законодательстве, во-вторых, ввести результаты интеллектуальной деятельности под защиту государства и, в-третьих, блокировать и/или накладывать временные запреты на сайты, нарушающие действующее законодательство.

Результаты. Проведенный анализ существующей системы авторских прав показал следующие недостатки в законодательных актах относительно авторских прав: - нечёткое определение понятия «информационный посредник»; неоправданное применение закона касательно добросовестных владельцев сайтов и страниц в сети Интернет;  - в законодательстве отсутствуют санкции по отношению к таким результатам интеллек-туальной деятельности, как фотографии и товарные знаки, что дискриминирует правообладателей и открывает широкие возможности для нелегальной деятельности правонарушителей; - процесс обнаружения «пиратских» произведений и блокировка сайта происходит с лишними затратами времени, процесс усложнён; - иностранные граждане находятся как бы на границе авторских прав, их наказание не регулируется нашим законодательством.

Заключение. Закон о защите авторских прав в Российской Федерации принят не так уж давно, поэтому в нем существуют некоторые недоработки, неточности, но все они могут быть исправлены. С таким бурным развитием информационных технологий приходится в ускоренных темпах следить за изменениями, что не так уж просто. Мошенники придумывают всё более изощрённые способы получения прибыли за счёт чужих произведений, что должно незамедлительно предотвращаться.
118-129 22
Аннотация

Цель исследования заключается в построении модели системы для эффективного сбора информации об объекте сетевого доступа на базе современных методов защиты информации, а также в создании варианта среды реконфигурации в случае возникновения отказа элементов вычислительной сети или необходимости перераспределения серверной нагрузки.  

Методы. Для процессов сбора информации об исследуемом объекте предложен гибкий, управляемый вариант построения системы, позволяющий в автоматизированном режиме выявлять потенциальные уязвимости в области информационной безопасности [1]. Предложено использование анализа состояния объекта на базе метода черного ящика, так как он позволяет воспроизвести действия внешнего злоумышленника, не имеющего информации об объекте на начальном этапе подготовки (что является наиболее распространенным сценарием при добавлении новых сервисов) и провести типовые атаки с последующей оценкой защищенности [2]. Предложена математическая модель, обеспечивающая повышение отказоустойчивости системы и балансирование нагрузки в масштабе реального времени.

Результаты. Итогом проведенных исследований является разработка эффективного построения системы для оценки состояния защищенности объекта. Разработана математическая модель, обеспечивающая возможность реконфигурации среды вычислительных модулей в масштабе реального времени. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие полноту и корректность предложенных решений.

Заключение. Предложенная система предназначена для анализа соответствия объекта защиты требованиям политики информационной безопасности, она включает в себя этапы системного анализа с использованием метода черного ящика и выполняет задачи автоматизированного процесса тестирования, распределенности компонентов системы, взаимозаменяемости модулей системы. В совокупности с разработанной математической моделью по повышению отказоустойчивости и перераспределения нагрузки на вычислительные мощности в случае сбоев работы оборудования и обходов, в случае полной загруженности элементов показала снижение времени на проведение комплексной оценки состояния информационной безопасности сетевого объекта доступа.
130-139 21
Аннотация

Цель исследования. В данной статье рассматриваются современные информационно-коммуникационные технологии повышения компьютерной грамотности в России, дается определение понятия компьютерной грамотности и её классификация. Выяснилось, что проблема компьютерной безграмотности очень актуальна на сегодняшний день. Целью работы является разработка метода и алгоритма, позволяющего снизить уровень компьютерной безграмотности.

Методы. Нами был предложен метод, благодаря которому уровень компьютерной грамотности увеличится у определенных групп населения – школьники, пенсионеры, за счет создания определенных учреждений для обучения в области информационных технологий. Данный метод использует в своей основе иерархическую модель Саати. Для анализа исходных данных использованы результаты исследования степени цифровой грамотности жителей Российской Федерации аналитическим центром НАФИ. Рассматриваются программы повышения квалификации в рамках программы «Университет пожилого человека», проекты, по которым обучают пенсионеров и учащихся школ компьютерной грамотности. Проведен сравнительный анализ программ обучения для различных категорий граждан на примере одной из крупнейших в городе Курске организации «Центр социального обслуживания «Участие» города Курска Курской области», которая ежегодно обслуживает более двух тысяч человек пенсионного возраста и инвалидов.

Результаты. Показано, что программа, согласно которой ведется подготовка людей пенсионного возраста компьютерной грамотности, отличается от подобных учебных программ для других категорий граждан. Например, на основе оценки интегрального критерия выяснилось, что компьютерная преступность в сфере компьютерной информации в мире возросла, а самыми уязвимыми слоями населения являются школьники и пенсионеры.

Заключение. В статье приводится численное моделирование предложенного метода и алгоритм для его реализации, приведена диаграмма интегрального показателя качества повышения компьютерной грамотности.

Строительство и архитектура

64-73 13
Аннотация

Цель исследования. В данной статье рассматриваются нормируемые методы расчета момента трещинообразования в элементах из мелкозернистого бетона, армированных стеклопластиковой арматурой без предварительного напряжения.  

Методы. В бетонных элементах, армированных композитной арматурой, момент трещинообра-зования предлагается определять аналогично железобетонным конструкциям, которые используют нелинейную деформационную модель, обеспечивающую единую связь при расчете по первой и второй группе предельных состояний. Одновременно в действующих нормах разрешается применять расчет момента трещинообразования с использованием упругопластического момента сопротивления сечения.  Точное определение момента трещинообразования является важным элементом расчета по второй группе предельных состояний, особенно соответствие теоретических данных экспериментальным для бетонных элементов, армированных стеклопластиковой арматурой. Рассмотрены методы расчета: с использованием упругопластического момента и расчет по нелинейной деформационной модели (двух- и трехлинейные диаграммы состояния бетона с параметрами).  В качестве исходных данных для расчета момента трещинообразования по рассматриваемым методикам, приняты опытные данные из эксперимента. Рассмотрены четыре балки, армированные стеклопластиковой арматурой, и одна – металлической. Арматура без предварительного напряжения.  

Результаты. Проведен анализ результатов расчета момента трещинообразования по приве-денным методикам. Для сравнения с экспериментальными данными, определялась соответствующая моменту трещинообразования нагрузка на балку. Выполнен сравнительный анализ рассматриваемых методов расчета момента трещинообразования с экспериментальными данными. Расчет по трехлиней-ной диаграмме состояния бетона был наиболее близким к результатам эксперимента, а при исполь-зовании методики с двухлинейной диаграммой наблюдается запас более 20%  

Заключение. Данные методы, построенные на основе расчета железобетонных конструкций, обеспечивают разумную сходимость результатов и при использовании стеклопластиковой арматуры, но наибольшую точность к экспериментальным данным обеспечивают для стальной арматуры в пределах 9%.
74-83 17
Аннотация

Цель исследования. В статье целью исследования является подробное рассмотрение уже сущест-вующих типовых планировок жилья эконом-класса и выявление основных направлений стандартизации.  

Методы. Путем проведения анализа жилищной обеспеченности в историческом контексте, делает-ся вывод о существовании проблемы дефицита качества жилья в России. Введением новых стандартов проектирования можно существенно повысить качество вновь строящегося доступного жилья.

Результаты. В ходе анализа существующей классификации, выявляются ее недостатки. Приво-дится пример планировки этажа типовой секции жилого дома, используемой в настоящее время. Выде-лено несоответствие подобных планировок современному ритму и уровню жизни россиян. Среди недо-статков существующих новостроек обозначены такие, как отсутствие мест хранения, нерацио-нально спланированные прихожие, образование узких коридоров, отсутствие мест общего пользования на этаже. Также рассмотрены потребности населения и спрос на вновь строящееся жилье и запрашиваемые параметры. В результате выделяются основные направления установления стандартов проектиро-вания и приводится возможная схема их применения.

Заключение. С учетом все больше возрастающего спроса на доступное жилье рассматривается существующая классификация нового жилого строительства. Под доступным жильем обычно понимается жилье эконом-класса. В процессе изучения проблемы была выявлена необходимость замены понятий. Предложено ввести термин «стандартное жилье» на смену «эконом-класс». Стандартизация проектов и пересмотр существующих норм проектирования является необходимым условием улучшения качества как квартир, так и в целом жилых районов. Также отмечено, что при внесении этих изменений нельзя допустить увеличения цен на недвижимость.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.