НИИ механики МГУ
В данной задаче в качестве основного рабочего органа ветродвигателя выступает пропеллер. При помощи соединяющего вала, пропеллер передаёт энергию гребному винту, который создаёт тянущую силу. Анализ такой установки показал, что тянущая сила гребного может превосходить суммарную силу лобового сопротивления винта и пропеллера, а значит, при установке ветродвигателя на плавающее судно можно ожидать движение любым курсом, в том числе, против ветра.
В настоящей работе представлена динамическая модель системы с ветродвигателем, проведен параметрический анализ модели.
Собраны 2 тестовых варианта катамарана с ветродвигателем:
1) С одним пропеллером и одним винтом, соединёнными валом;
2) С двумя пропеллерами и двумя винтами, подсоединёнными к двум вложенным осям. При этом векторы угловых скоростей вложенных осей противонаправлены.
В силу особенностей конструкции, возможна установка на оси пропеллеров и винтов различной формы.
Проведены серии экспериментов для обоих типов катамарана с различными парами «пропеллер – винт», отличающимися между собой количеством, размером и формой лопастей. Экспериментально определена сила тяги в зависимости от скорости набегающего потока. Наличие установившегося режима движения судна с ветродвигателем подтверждено экспериментально.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (Проект № 17-08-01366).
1. Досаев М.З., Кобрин А.И., Локшин Б.Я., Самсонов В.А., Селюцкий Ю.Д., Селюцкий Ю.Д. Конструктивная теория МВЭУ. Часть I. Москва. Издательство Московского Университета. 2017.
Михаил Андреевич Гарбуз
Волгоградский государственный технический университет
Исследования по механике движения шагающих машин и роботов выявили недостатки, вызванные низкой энергетической эффективностью и сложностью алгоритмов управления их движением. Обусловливается это нелинейностью механических процессов, протекающих при дискретном взаимодействии шагающего движителя с опорной поверхностью, процессами переноса движителей в новое положение относительно корпуса и т.д.
Проявление нелинейных эффектов вызывает необходимость генерирования в приводе курсового перемещения переменных во времени сил для обеспечения равномерного движения, что приводит к непроизводительным потерям энергии.
Одним из возможных вариантов снижения сил в приводе курсового перемещения может быть управление касательной жёсткостью в системе стопа-грунт за счёт переменной жёсткости этой системы.
Ярослав Владимирович Калинин
Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"
Разъемные соединения реактора обладают уплотнительными устройствами, обеспечивающими герметичность путем предотвращения утечки радиоактивного теплоносителя. Данная проблема особенно актуальна для первого контура реакторной установки, где есть риск нарушения герметичности и протечки радиоактивного вещества во внешнюю среду. Нарушение герметичности может возникать вследствие дефектов поверхности, силовых и температурных деформаций. Расчет методом конечных элементов позволяет провести анализ напряженно-деформированного состояния главного разъема реакторной установки ВВЭР-1000 при различных механических и температурных нагрузках. Простота экспериментального метода корреляции цифровых изображений позволяет валидировать данный расчет.
Владимир Сергеевич Каширин
Волгоградский государственный технический университет
Одной из актуальных проблем развития современных транспортных средств, в том числе шагающих машин и роботов, является проблема интеллектуализации систем управления ими.
Принимается гипотеза о том, что реализуемые системой управления роботом законы являются оптимальными по тому или иному комплексному критерию оптимальности. Для удобства интерпретации человеком этих показателей и взаимодействия человека и робота их удобно сопоставлять с чертами характера человека и представлять как набор нечётко-логических описаний динамических характеристик робота.
Ярослав Владимирович Калинин
АО "НПЦ газотурбостроения "Салют"
При моделировании в механике процессов, связанных с высокоскоростным нагружением, а также развитием в конструкциях больших деформаций вплоть до разрушения, на первое место выходят экспериментально-вычислительным методы изучения механических свойств материалов. Кроме того, в работах, посвященных исследованию предельных характеристик различных металлов и сплавов [1], показана существенная зависимость последних от вида напряженного состояния.
Сегодня наиболее широко используемым экспериментальным методом идентификации динамических свойств материалов является метод Кольского с использованием разрезного стрежня Гопкинсона и его разнородные модификации [2]. Данный метод покрывает диапазон скоростей деформаций 100 ÷ 10000 1/с и в основном используется для построения диаграмм нагружения материала при динам1ическом сжатии и растяжении. Среди общего объема модификаций метода доля испытаний, на практике реализующих сдвиговое напряженно-деформированное состояние (НДС) в образцах, крайне важных для построения надежных критериев разрушения материалов, относительно мала, в особенности применительно к твердым металлам и сплавам.
Предлагаемый в работе способ испытаний на динамический сдвиг основан на классической схеме метода Кольского на одноосное сжатие, дополненной специальными переходниками из материала, близкого по свойствам к материалу мерных стержней, и исследуемым образцом в форме условного двутавра.
Такая конструкция позволяет реализовать в рабочей области образца НДС, близкое к однородному вплоть до разрушения в режимах простого (по деформациям) и чистого (по напряжениям) сдвига. В процессе испытания регистрируются импульсы (деформации) с мерных стержней, по которым в последствии при помощи приведенных в работе соотношений восстанавливаются величины напряжений, деформаций и скоростей деформаций в образце. Так, величина сдвигового напряжения оказывается пропорциональной отношению площади поперечного сечения стержня к площади поверхности сдвига образца, что, в виду малости последней, позволяет достигать в нем предельных значений деформаций и исследовать процесс разрушения.
Большим преимуществом данного подхода является возможность альтернативного измерения деформаций видимой поверхности образца при помощи систем цифровой корреляции изображений DIC (Digital Image Correlation), использующих видеосъемку высокоскоростными камерами.
1. Carney K.S., DuBois P.A., Buyuk M., Kan S. Generalized Three-Dimensional Definition Description and Derived Limits of the Triaxial Failure of Metals // J. Aerosp. Engrg. 2009. Vol. 22. Issue 3. P. 280-286.
2. Bragov A.M., Igumnov L.A., Konstantinov A.Yu., Lomunov A.K., Linvinchuk S.Yu. Use of Hopkinson Method and its Modifications in the USSR and Russa // Proceedings of Hopkinson Centenary Conference. Cambridge. 2014. P. 69-100.
Лилия Александровна Костырева
