В данной статье выявлена математическая модель построения ситуации по распределению концентрации пыли от ударных факторов при осуществлении погрузочно-разгрузочных операций с крытыми транспортными средствами и груз обладающий пылящий характер, такие как цемент, сухие строительные смеси и мукомольная продукция, расфасованная в мешках. Проведен анализ механизма распределения концентрации пыли и соответствующие факторы воздействия при работе с данным грузом. При проведении данных операций имеются средства защиты для задействованной рабочей силы, но эти средства не создают удобного, комфортного условия работы, так работы ведутся с респираторами, защитными очками или масками, которые забиваются, требуют периодической чистки и т.д. Запыленность также приводит к быстрому износу действующего при погрузке или разгрузке оборудования или перегреву, перегоранию электродвигателей данного оборудования. Следовательно, важно понимать закономерности распределения концентрации пыли при осуществлении данных работ. В этой статье данные исследования основаны на теории подобия и уравнении движения двухфазного потока газ-твердое вещество, учитывающее осуществление погрузочно-разгрузочных операций в крытое транспортное средство ленточным конвейером. Существует шесть основных факторов, влияющих на распределение пыли вокруг ленточного конвейера, такие как направление воздушного потока, средняя скорость воздушного потока, рабочая скорость ленты, влажность в крытом грузовом отсеке транспортного средства, скорость подачи и высота подачи грузов на конвейер и с конвейера.

https://doi.org/10.48081/KRMH8875

2025

Выпуск 2

В данном исследовании основное внимание уделяется проектированию и оптимизации геометрических параметров зубчатых передач в трансмиссиях электромобилей (ЭМ) с целью повышения производительности, эффективности и снижения шума. Процесс оптимизации проводился с использованием KISSsoft с учетом таких ограничений, как входная скорость и крутящий момент, объем трансмиссионной системы и передаточные числа для каждого режима движения. Новым аспектом данного исследования является интеграция анализа эффективности трансмиссии с переменным коэффициентом эффективности в рабочий процесс оптимизации, что, как было продемонстрировано, оказывает существенное влияние на оптимальную конструкцию многоскоростных трансмиссий электромобилей. В ходе оптимизации анализировались такие ключевые факторы, как напряжение изгиба зубьев, контактное напряжение, контактное отношение и удельное скольжение. Кроме того, было исследовано влияние изменений модуля на геометрию профиля зубчатого колеса, коэффициент перекрытия, количество зубьев и массу зубчатой пары. Расчеты прочности оптимизированных зубчатых пар, определенные для всех геометрических параметров с использованием KISSsoft, выполнялись в соответствии с математической моделью, изложенной в ISO 6336, а затем результаты сравнивались. Результаты подчеркивают важную роль модификации профиля и точного проектирования зубчатых передач в оптимизации рабочих характеристик передач, что в конечном итоге способствует повышению эффективности, надежности и срока службы.

https://doi.org/10.48081/JAKQ6441

2025

Выпуск 2

В данной статье исследуются современные подходы к использованию инновационной арматуры в строительстве железобетонных конструкций. Основной фокус сделан на композитных и полимерных материалах, которые обладают уникальными свойствами, такими как повышенная устойчивость к коррозии, сниженный вес и улучшенные механические показатели. Эти характеристики открывают широкие возможности для применения таких материалов в строительстве, особенно в условиях повышенной влажности или агрессивных сред. Однако, несмотря на очевидные преимущества, существуют и серьезные препятствия для массового внедрения новых видов арматуры. Среди них - недостаточная разработанность нормативных документов, высокая стоимость материалов и их ограниченная доступность на рынке. В статье также проводится анализ экономических аспектов использования инновационных решений, включая их влияние на общую стоимость строительства и сроки реализации проектов. Особое внимание уделено перспективам развития технологий армирования, которые направлены на повышение долговечности, надежности и эффективности железобетонных конструкций. Рассмотрены возможности оптимизации строительных процессов за счет внедрения новых материалов и технологий, а также необходимость их адаптации к современным требованиям отрасли. Важным аспектом работы является акцент на междисциплинарных исследованиях, которые могут стать ключом к разработке комплексных решений для преодоления существующих барьеров. Таким образом, статья не только подчеркивает преимущества арматуры нового поколения, но и предлагает практические рекомендации для ее более широкого применения в строительной практике.

https://doi.org/10.48081/JEWB8462

2025

Выпуск 2

В целях повышения надежности используемых в аддитивных технологиях методов и расширения их возможностей рассматривается интеграция системы печати с традиционными технологиями. Однако одной из ключевых проблем этого процесса является неточная позиция печатной головки, что может привести к снижению качества изготавливаемой конструкции. Для решения этой проблемы в данной статье предлагается использовать манипулятор, компенсирующий отклонения стрелы традиционной техники, используемой в качестве манипулятора при 3D-печати, обеспечивая тем самым точное расположение печатной головки. При выборе манипулятора был проведен анализ серийных и параллельных манипуляторов. Манипулятор эффективно компенсирует отклонения по осям XYZ в рабочем пространстве, повышая точность и качество печати. Для выполнения этой задачи был выбран дельта-робот Клавеля, обладающий высокой скоростью и точностью позиционирования, а также обеспечивающий достаточную жесткость благодаря параллельной кинематике. В ходе исследования были решены прямые и обратные задачи кинематики, определена рабочая зона манипулятора и подтверждена его пригодность для решения поставленной задачи. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейшей оптимизации процесса 3D-печати и повышения его технологической эффективности.

https://doi.org/10.48081/ECWK2774

2025

Выпуск 2

В данной статье рассматриваются вопросы разработки и оптимизации системы управления нижним экзоскелетом с гравитационно-независимой подвеской. Основное внимание уделяется созданию адаптивных алгоритмов управления, направленных на повышение мобильности пользователя, снижение энергопотребления и обеспечение высокой степени автономности устройства. В ходе исследования проведен анализ существующих конструкций экзоскелетов, выявлены их ограничения и предложены новые подходы к оптимизации механической структуры, программного обеспечения и систем энергопотребления. Разработанная модель управления основана на использовании инерционных датчиков, электромиографических сенсоров и алгоритмов машинного обучения, что позволяет экзоскелету адаптироваться к изменениям внешней среды и индивидуальным характеристикам пользователя. Особое внимание уделено интеграции рекуперативных систем, преобразующих кинетическую энергию движений в электрическую, что способствует продлению времени автономной работы устройства. Проведенные эмпирические испытания подтвердили эффективность предложенных решений, продемонстрировав значительное снижение мышечной нагрузки, повышение устойчивости и увеличение общей эффективности экзоскелета в различных условиях эксплуатации. Разработка экзоскелета с гравитационно-независимой подвеской представляет собой значительный шаг в области робототехники, реабилитационной медицины и промышленного применения, открывая новые перспективы для создания интеллектуальных вспомогательных устройств, способных адаптироваться к широкому спектру задач и потребностей пользователей.

https://doi.org/10.48081/HFDE5458

2025

Выпуск 2

В статье изучена эволюция микроструктуры и механических характеристик медной проволоки в ходе нового совмещенного процесса деформирования. Технологический процесс включает в себя деформацию проволоки в вращающейся матрице с равноканальными ступенями, за которой следует процесс волочения. Матрица вращается вокруг оси проволоки, вызывая напряжение через равноканальную угловую протяжку и скручивание в матрице. Деформирование проводилось при комнатной температуре. В результате деформирования была получена медная проволока с градиентной структурой. Поверхностный слой измельчен до 500 нм на глубину ≈ 1 мм. Далее размер зерен увеличивается к центральной части проволоки и составляет 4 мкм. Для количественной оценки распределения большеугловых и двойниковых границ на различных глубинах был проведен EBSD-анализ. По результатам EBSD-анализа было выявлено, что с увеличением числа проходов зерна в деформированной проволоке ориентируются в определенном направлении [10]. Практически все зерна вовлечены в процесс двойникования, в результате такого активного двойникования происходит увеличение большеугловых границ. Формирование новых большеугловых границ приводит к уменьшению среднего размера зерна. Доля большеугловых границ в поверхностном слое деформированной проволоки достигает 68%, в среднем слое ≈ 42% и центре ≈ 25%.

https://doi.org/10.48081/CIZG7551

2025

Выпуск 2

В данной статье представлены результаты исследований динамики и динамических характеристик ротора центробежного насоса, установленного в подшипниковых опорах, в различных рабочих режимах. Применяемые в транспортной инженерии центробежные насосы представляют собой интерес с точки зрения повышения их качества работы, эффективности и эксплуатационной надежности. Ряд научных исследований посвящен проблемам динамических процессов, происходящих при работе насосов; разработке компьютерных моделей для исследования динамических напряжений и вибраций основных деталей насоса - корпуса и рабочего колеса двойного всасывания. В качестве ротора выступает вал, на котором установлена основная деталь насоса – рабочее колесо. Опорами приняты подшипниковые узлы, установленные с двух сторон колеса, в целом, система представлена как ротор динамическая система. Возникающие при работе насосов кавитационные процессы способствуют появлению колебаний давления жидкости и созданию колебаний системы в целом. Приведены результаты исследования динамических характеристик центробежного насоса с использованием теории колебаний и анализа в частотной области, метода численного моделирования. Результаты показали, что вибрационные процессы в роторе зависят от геометрии подшипниковых опор, балансировки ротора и рабочих характеристик насоса.

https://doi.org/10.48081/QCPX1418

2025

Выпуск 2

В данной работе исследуется возможность использования кальцийсодержащего ферросплава ферроалюмосиликокальция (ФАСК) в качестве восстановителя при производстве рафинированного феррохрома. Проведен сравнительный анализ стандартной технологии с применением силикохрома и разрабатываемого метода с использованием ФАСК. Для определения оптимальных параметров процесса выполнено термодинамическое моделирование в диапазоне температур от 300 до 3000 К с использованием программного комплекса TERRA. Экспериментальные плавки проводились в высокотемпературной печи сопротивления «Таммана». Результаты исследований показали, что применение ФАСК приводит к существенному изменению фазового состава шлака: содержание алюминатов кальция увеличивается более чем в три раза, что способствует снижению вязкости шлака, улучшению его текучести и снижению температуры плавления. Оптимальный диапазон основности шлака составляет 1,2–1,5, при котором обеспечивается максимальное извлечение хрома в металл. Полученный сплав по химическому составу соответствует требованиям к рафинированным сортам феррохрома, а содержание хрома превышает 65%. Таким образом, использование комплексного ферросплава ФАСК в качестве восстановителя позволяет повысить эффективность процесса получения рафинированного феррохрома, снизить потери хрома со шлаком и улучшить металлургические свойства шлаков.

https://doi.org/10.48081/SCIX5781

2025

Выпуск 2

На основе анализа способов измельчения материалов, сложностей измельчения и существующих измельчителей обоснована целесообразность применения для тонкого и сверхтонкого измельчения способа разрушения ударом, а также высокоскоростных измельчителей ударного действия. Разработана механико-математическая модель разрушения ударом частиц материала, моделируемых формой бруса, позволяющая прогнозировать результат процесса измельчения и определять рациональные параметров измельчителей. Предлагается инженерная методика в виде простых функциональных соотношений для теоретического расчета напряжений, разрушаемого при одном воздействии рабочего органа объема частицы, предела измельчения, количества воздействий рабочего органа и времени, необходимых для измельчения частицы от исходного до конечного размера, регулирования параметров процесса измельчения. Предложена конструкция измельчителя ударного действия с оригинальной организацией многоступенчатого измельчения и повышенной энергонапряженностью процесса. Приведены результаты экспериментальных исследований многоступенчатого измельчителя ударного действия, дополняющие методику расчета и доказывающие работоспособность, эффективность и возможность практического использования измельчителя. Предложенная оригинальная схема многоступенчатого измельчения и конструкция измельчителя имеют возможности для их дальнейшего развития и совершенствования. Результаты работы могут служить основой для дальнейших исследований процессов тонкого и сверхтонкого измельчения материалов ударом, поисков возможностей экономичного измельчения.

https://doi.org10.48081/VEJS9382

2025

Выпуск 2

Ферросплавное производство является одним из наиболее значимых направлений металлургической промышленности, однако сопровождается значительными выбросами пылевых частиц, содержащих токсичные металлы. Эти выбросы не только ухудшают качество воздуха, но и оказывают негативное влияние на почву, водоемы и здоровье человека. В статье рассматриваются основные источники загрязнения, включая плавильные печи, газоочистные установки, процессы дробления и сортировки, а также накопление отходов. Особое внимание уделено характеристике пылевых выбросов, их распределению по размерам и потенциальному влиянию на окружающую среду. Анализ современных исследований показывает, что твердые частицы PM10 и PM2.5 представляют наибольшую опасность, так как они могут проникать в дыхательные пути, вызывая хронические заболевания легких, а также сердечно-сосудистые и неврологические расстройства. Представлены современные методы минимизации загрязнений, такие как системы фильтрации, электростатические осадители, мокрые скрубберы и переработка отходов. Рассматриваются перспективы внедрения новых технологий, включая автоматизированный мониторинг выбросов и использование альтернативных экологически безопасных решений. Полученные результаты подтверждают необходимость комплексного подхода к снижению выбросов пылевых частиц на ферросплавных предприятиях для минимизации их воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

https://doi.org/10.48081/NVEL1782

2025

Выпуск 2