Том 19, № 4 (2018)
- Год: 2018
- Статей: 11
- URL: https://journals.rudn.ru/engineering-researches/issue/view/1163
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2018-19-4
Весь выпуск
Машиностроение и материаловедение
Моделирование динамики раскрытия крупногабаритного трансформируемого рефлектора космической антенны из композиционного материала
Аннотация
Крупногабаритные космические конструкции (ККК) занимают особое место среди других объектов космической техники. Из-за больших размеров они компактно укладываются под обтекатели ракет-носителей или в грузовые отсеки космических аппаратов (КА) по типу Space Shuttle. После вывода на рабочую орбиту ККК автоматически развертываются и принимают заданную конфигурацию с использованием трансформируемых элементов, одновременно выполняющих функции силового каркаса и приводов. Операцию развертывания следует проводить в заданные сроки, и она не должна приводить к снижению прочности, нарушению формы и потере пространственной ориентации конструкции. Для выполнения этих требований необходимо теоретически исследовать динамику развертывания проектируемой ККК. Настоящая работа нацелена на поиск оптимальных конструкторско-технологических решений сверхлегкого трансформируемого рефлектора зеркальной космической антенны из металлического сетеполотна с силовыми элементами в виде телескопических полых стержней из углепластика. Проведено численное моделирование динамики раскрытия силовых элементов антенного рефлектора с учетом присоединенного к ним сетеполотна с помощью отечественного программного комплекса EULER 10.25. В результате моделирования определено влияние натяжения сетеполотна на процесс раскрытия конструкции рефлектора. Учет упругой нагрузки от сетеполотна на силовые элементы позволит обеспечить их стабильность и жесткость и увеличить точность натяжения сетеполотна.
Резервы совершенствования конструкций валов
Аннотация
Валы применяются практически во всех машинах и механизмах. В отличие от других деталей, разрушение валов происходит очень редко. Как предполагалось ранее, это связано с высоким уровнем совершенства методики их расчета и проектирования. В статье проанализированы особенности трех традиционных методик проектирования валов и показано, что при их применении валы не разрушаются по причине существенного (до 27 и более раз) завышения диаметров всех характерных участков в сравнении с размерами, достаточными с точки зрения прочности вала. При этом площадь его поперечного сечения и, соответственно, масса могут быть завышены более чем в 750 раз. Такое ничем не оправданное завышение диаметров и массы валов не может считаться показателем совершенства методик расчета и проектирования валов, но, с другой стороны, является важным резервом совершенствования их конструкций. В наибольшей степени это относится к механизмам, к которым предъявляются повышенные требования с точки зрения минимальных габаритов и массы. Для обеспечения этих требований необходимо предварительно спроектированную конструкцию в обязательном порядке проверить на жесткость, и по результатам расчета уменьшить в соответствующей степени диаметры всех ступеней. Этого правила следует придерживаться до разработки новой, корректной, научно обоснованной методики проектного расчета валов.
Архитектура и строительные науки
Классификация аналитических поверхностей применительно к параметрической архитектуре и машиностроению
Аннотация
В связи с появлением новых материалов и технологий для изготовления строительных конструкций и сооружений к архитекторам возвращается интерес к созданию пространственных большепролетных форм. Немалую роль здесь также играют возросшие требования к эргономичности конструкций и сооружений. Эти веяния подтверждаются появлением довольно большого числа как воплощенных в материале, так и находящихся на стадии чертежей и эскизов проектов. В экономически благополучных странах уже произошел всплеск создания новых уникальных конструкций, в том числе и пространственных, со сложными поверхностями. К такой перспективе необходимо готовиться и в нашей стране. В настоящее время предложено большое количество классификаций поверхностей, но ни одна не охватывают всего их разнообразия. Статья вводит в обращение систематизацию новых и широко известных форм поверхностей применительно к конструкциям строительного и машиностроительного назначения. Составлена подробная классификация аналитических поверхностей 38 классов. Для облегчения поиска необходимых исследований в области геометрии и расчета на прочность тонких оболочек с неканоническими срединными поверхностями в статье приводится обширная библиография из 40 наименований.
Проектирование универсального аттрактивного транспортного перехода Сундарбан над Бенгальским заливом
Аннотация
Целью статьи является поиск новых путей развития рекреационно-туристического потенциала Бангладеш. Один из методов решения данной проблемы - строительство универсального аттрактивного транспортного перехода Сундарбан над Бенгальским заливом, где слабо развит сухопутный транспорт из-за частых разливов рек. В связи с этим предложен проект возведения современного моста с развитой инфраструктурой и применением современных технологий и материалов, который объединит регионы Читтагонг, Барисал, Кхулна. А создание входных инфраструктурных объектов и многофункциональных пересадочных центров в городах Кхулна, Бхола, Барисал, Читтагонг, Ноакхали, Кох-Базар привлечет дополнительные потоки туристов. Методы. В статье рассматриваются факторы, влияющие на развитие рекреационно-туристического потенциала Бангладеш. Дан обзор основных проблем, возникающих при строительстве. Намечен поиск раскрытия резервов для развития рекреационно-туристического потенциала республики. Отсутствие постоянно действующей транспортной коммуникации на юге страны является не только экономической, но и существенной реальной политической опасностью. Выводы. Рациональное и экономичное решение позволит комплексно организовать эксплуатацию сооружения, превратит его в главный рекреационнокультурный центр региона, отвечая задачам перспективного развитие рекреационных услуг Бангладеш до 2030 г. Для этого необходимо дальнейшее развитие транспортных коммуникаций южной части страны между регионами Читтагонг, Барисал, Кхулна.
Анализ климатических условий при проектировании жилой застройки в пустыне Сахара
Аннотация
Климат - это один из основных факторов влияния в архитектуре. Исторический архитектурный опыт жителей зон пустынь является базовой информацией для исследования проблем проектирования жилой среды в экстремальных условиях. Климат также является важнейшей экологической составляющей по формированию искусственной пространственной среды для поселений в пустыне. Традиционные жилища Сахары - неисчерпаемый источник для изучения организации архитектурной типологии в экстремальных условиях жарко-сухого климата. В статье рассматриваются климатические условия, в которых строились традиционные жилища в пустыне Сахара, и методы пассивной климатизации при проектировании жилых помещений. Кроме того, представлен обзор разработанных методов адаптации, эффективности и защиты в жарко-сухих условиях пустыни, пригодных в качестве базового источника архитектурных решений для новых проектов жилых зданий массовой застройки.
Геология и недропользование
Прогноз площадей распространения отложений газогидратов по геофизическим данным в Гвинейском заливе
Аннотация
В статье отображена информация о Гвинейском заливе и приведены результаты собственных расчетов гравитационных аномалий для прогноза вероятного обнаружения газогидратных месторождений на шельфе Кот-д’Ивуара по аналогии с шельфом Бразилии. Показаны схожие черты геологического строения и геофизических аномалий на участках шельфа по разные стороны Атлантического океана. Основной проблемой организации поисков газогидратов на шельфе Гвинейского залива считается политическая нестабильность, а также отсутствие средств для проведения исследований в ивуарском шельфе. Из-за сложности добычи нефтяных ресурсов все крупные месторождения в стране разрабатываются международными фирмами. Несмотря на низкий уровень производства нефти и газа, Кот-д’Ивуар сохраняет перспективы в будущем стать экспортером этих ресурсов (в том числе из газогидратов), так как осадочный бассейн страны до сих пор малоизучен. Освещение данного вопроса актуально по причине отсутствия подобной информации на русском языке, а имеющиеся на английском и французском языках сведения не позволяют сформировать общую картину нефтепромышленного комплекса Республики Кот-д’Ивуар. В работе дается прогноз относительно новых участков, перспективных в плане обнаружения газогидратных месторождений на шельфе Кот-д’Ивуара и может быть использован при выделении их под новые геологические исследования.
Характеристика горных пород рудного месторождения Бухадры в Алжире
Аннотация
В настоящее время расчет устойчивости горного массива является одной из основных задач в период проектирования подземных сооружений на рудном месторождении Бухадры. Каждая методика предполагает собственный расчет и классификацию категорий устойчивости. В данной статье представлены результаты лабораторных исследований физических свойств образцов горных пород. Для каждого образца были определены плотность, пористость, степень насыщения грунта водой, степень растрескивания. По результатам проведенных работ можно сделать вывод о том, что горные породы железного рудника Бухарды очень устойчивы к воздействию различных факторов. Для анализа горных пород железного рудника Бухадры с целью классификации горных массивов и прогнозирования дальнейших работ была использована классификация, разработанная Норвежским геотехническим институтом. Следует отметить, что для понимания изменчивости прочностных характеристик руды используется показатель прочности пород. Это ведущий индикатор зон скальных пород низкого качества. Согласно физико-механическим испытаниям в лабораториях, отмечено, что массив рудника Бухадры имеет хорошую устойчивость к сжатию, растяжению и сдвигу. Это говорит о том, что проблемы устойчивости на данном месторождении связаны с техническими факторами, такими как поверхностная и подземная добыча полезных ископаемых.
Особенности катагенетического сульфатонакопления в пермских осадочных комплексах Центральной России
Аннотация
Вопросы масштабности и роли вторичных (катагенетических) процессов в осадочном породообразовании относятся к категории до конца не решенных и поэтому актуальных проблем литологической науки. Целью настоящей работы было при помощи стадиального анализа (на примере сульфатных комплексов) показать огромный «скрытый» потенциал катагенетических процессов в преобразовании минерального состава осадочных толщ. В качестве объекта изучения выбраны пограничные глинистые и карбонатные отложения уржумского и сакмарского ярусов западного ограничения Предуральского прогиба. Установлено, что их литологический облик в значительной степени сформировали вторичные (диаи катагенетические) процессы сульфатной минерализации. Причем, если первые нашли свое отражение в развитии рассеянных конкреционных желваков гипса, то вторые проявились в мощном метасоматозе с образованием крупных ангидрит-гипсовых и гипс-ангидритовых линзои пластообразных тел, протяженностью в сотни метров. Особое внимание уделено возможному элизионному механизму поступления метасоматических растворов и их химической активности. Последние по своей агрессивности не уступали латеритному выветриванию и замещали не только карбонаты, но и глинистые и железистые минералы, а также полевошпатовый и кварцевый обломочный материал. Все перечисленное указывает на высокую щелочность и восстановительный характер сульфатных метасоматических растворов.
Влияние явления Эль-Ниньо на изменение климата эквадорского побережья
Аннотация
Климат на побережье Эквадора зависит главным образом от морских течений Гумбольдта и Эль-Ниньо, которые появляются в сухие и дождливые сезоны соответственно. Течение Гумбольдта отличается холодными водными массами, а Эль-Ниньо - теплыми. Присутствие течения Эль-Ниньо вызывает увеличение испарения океанских вод с последующим появлением сезона дождей. Существуют аномальные сезоны течения Эль-Ниньо, когда температура воды поднимается выше нормы (выше 25,5 °C) - это называется явлением Эль-Ниньо. Появление этого природного явления оказалось решающим в изменении климата побережья Эквадора. Чтобы получить информацию, необходимую для планирования, контроля и развития водных ресурсов Эквадора, в работе проводится временной анализ данных натурных наблюдений за ежемесячными осадками в течение 55 лет (с 1963 по 2017 год). Используемые сведения были получены Национальным институтом гидрологии и метеорологии Эквадора (INAMHI) на станции M005, расположенной в Ботаническом саду Технического университета Манаби в Портовьехо. Исследование ежемесячных и ежегодных объемов осадков показало, что явления Эль-Ниньо, произошедшие в 1983, 1997 и 1998 годах, являлись решающими в увеличении объемов, уровнях интенсивности и временного распределения дождевых осадков. Однако в основном в феврале и марте концентрация осадков в течение месяца уменьшается, что приводит к увеличению дефицита воды, связанного с недостаточным количеством регулирующих емкостей (водохранилищ) по всей территории Эквадора.
Влияние электромагнитных волн на точность измерений современных топографических устройств
Аннотация
Точные топографические работы выполняются посредством таких классических инструментов, как высокоточный уровень, угломер и дальномер. С их помощью можно получить результаты с точностью до ±2 мм при измерении высот (альтиметрии) и до ±5 при измерении площадей (планиметрии). Но этот способ является затратным с точки зрения финансов, времени и количества персонала. Сегодня система спутниковой навигации ГНСС совместно с усовершенствованными моделями электронных тахиметров может решить проблему устранения пробелов при измерении территорий стандартными методами. Тем не менее и данные методы не являются совершенными, имея сбои в работе при использовании под высоковольтными сетями. Изучение влияния электромагнитных волн высоковольтных линий на топографические устройства позволяет проводить наблюдения при помощи спутникового приемника (GNSS-приемник) и электростанции, общей станции (total station) или при помощи оптико-механического теодолита с целью интерпретации и анализа качества данных, полученных на земле в зонах Мария Глета (Maria Gléta) муниципалитета Абомей-Калави (Abomey-Calavi) и Арароми (Araromi) муниципалитета Сакете (Sakété). В результате можно определить степень влияния высоковольтных кабелей на качество выполняемых в топометрии измерений. При проведении измерений GNSS-приемником и общей станцией (total station) важно учитывать, что активность электромагнитных волн зависит от изменения температур.
Минеральный состав, текстура и формы золотой минерализации Хамама (центральная часть Восточной пустыни Египта)
Аннотация
Минерализация в районе Хамама (Hamama) представлена преимущественно в виде кварцкарбонатных жил, простирающихся вдоль контакта между лежачим боком вулканогенных пород (базальты, дациты и риолиты) и висячим блоком вулканогенно-осадочных пород (слоистые, массивные и лапиллиевые туфы с небольшим количеством брекчий). Также минерализация отмечена в виде слабо минерализованных доломитовых жил, заполняющих трещины северо-западного - южно-восточного простирания в базальтах. Основную минерализацию можно описать через минеральную ассоциацию - кварц + доломит + кальцит + пирит + халькопирит + сфалерит с различным количеством барита, киновари и галенита. Предположительно, эти карбонатные породы образовались из посттектонических низкотемпературных гидротермальных растворов (эманации газа из магмы), заполняющих зоны разломов. Привносимые минерализованные карбонатные растворы преобразовали кремнистые породы вдоль контакта. Система разломов сформировалась за счет внедрения риолит-порфировых даек северо-восточного простирания. Карбонатные породы подверглись дигенетическим процессам, что привело к появлению некоторых вторичных осадочных текстур (например, сферолитовой, колломорфной и кокардовой) и доломитизации. Минерализованные карбонатные породы обогащены цинком, медью и реже свинцом и сурьмой. Доломитовые жилы, заполняющие трещины, обладают низким содержанием рудных минералов. Кристаллизация пирита - четырехфазная. Первая фаза - хорошо раскристаллизованный пирит, появившийся из первичного гидротермального раствора. Жизнедеятельность бактерий обусловила формирование второй фазы - фрамбоидного пирита. Третья фаза (с кольцеобразной структурой) образовалась за счет диагенетической перестройки фрамбоидного пирита. Последняя фаза кристаллизации пирита проявляется в виде тонкого скелетного зерна, главным образом прикрепленного к серицитизации измененных вулканических пород. Золото и серебро сконцентрированы в основном в верхней чести «железной шляпы». Вторичное гипергенное обогащение золота в зоне окисления, особенно в западной зоне Хамама (Hamama), представлено переотложенным золотом в виде тонких нитеобразных или округлых нанозерен, расположенных вдоль трещин окисленного пирита или по периферии реликтов пирита.