|
К. Л. Панчук, Т. М. Мясоедова, Е. В. Любчинов
Конструирование PH-кривой пространства по ортогональным проекциям её годографа
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-196-5-11
В современном геометрическом моделировании известен класс плоских и пространственных PH-кривых (кривых пифагорова годографа), получивших теоретическое обоснование математиком Rida T. Farouki в 2007 г. PH-кривые обладают уникальным свойством, имеющим важное значение в решении множества разноплановых практических задач, а именно «параметрическая скорость» этих кривых, т. е. производная от длины дуги по параметру кривой является полиномиальной (или рациональной) функцией параметра. Данное свойство обусловлено тем, что координатные компоненты годографа PH-кривой представляют собой элементы пифагорова (n+1)-кортежа координатных полиномов. Благодаря отмеченному свойству PH-кривые востребованы в решениях различных практических задач: генерация траекторий беспилотных летательных аппаратов, оптимизация пути мобильных роботов, расчёт оптимальных по форме и по длине сегментов оси автомобильной дороги и др. В теории пространственных PH-кривых разработаны алгоритмы их аналитического конструирования. В указанном исследовании предложен подход к конструированию этих кривых, основанный на теории плоских PH-кривых и реализуемый последовательным конструированием образов — проекций пространственных PH-кривых на двух координатных плоскостях. Решение пространственной задачи конструирования сводится к решениям двух задач последовательного конструирования на координатных плоскостях. Приведены числовые примеры, демонстрирующие работоспособность предлагаемого подхода. При этом алгоритмы вычислений более просты, чем в случае известного пространственного аналитического подхода. В направлении развития предложенного подхода приведены числовые примеры конструирования пространственной составной PH-кривой по гладкости C1.
Ключевые слова: PH-кривые, пифагоровы годографы, полиномы, ортогональная проекция, составная кривая, гладкость стыковки.
|
5–11
|
|
В. Ю. Юрков, М. А. Чижик, И. А. Шевелёва
Структурная геометрическая модель ассоциированных множеств кривых
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-196-12-17
В статье описывается итерационный алгоритм построения однопараметрического семейства множеств взаимно связанных кривых. Взаимная связь означает существование взаимно однозначного и непрерывного соответствия между точками кривых. Каждое множество кривых семейства удовлетворяет своему набору граничных условий, оставляющих свободным один параметр для каждой кривой множества. Этот параметр позволяет организовать итерационный процесс приближения каждой кривой к заданному для неё набору граничных условий. Подробно рассмотрен частный случай описанного подхода, в котором предлагается структурная геометрическая модель прогнозирования формы трехслойного тканевого пакета, изгибающегося под действием внешней силы. Геометрическая модель нормального поперечного сечения такого пакета представляет собой однопараметрическое семейство взаимно связанных парабол высших степеней. Свободный параметр функционально связан с суммарной жесткостью пакета. Зависимость суммарной жесткости от компонентов пакета может быть определена только экспериментально. В статье эта зависимость предполагается линейной. Одним из условий построения однопараметрического семейства является постоянство длин дуг взаимно связанных кривых. Предложенный подход может быть применен к решению ряда теоретических и прикладных задач инженерной геометрии в области конструирования многослойных тканевых пакетов.
Ключевые слова: геометрическая форма, параметризация, прогнозирование, взаимно связанные кривые, однопараметрическое множество, многослойный тканевый пакет, деформация.
|
12–17
|
|
А. Х. Шамутдинов, И. Ю. Лесняк
Методика расчёта кинематики штока двигателя поступательного движения рычажного манипулятора, движущегося в прямолинейной направляющей
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-196-18-25
Данное исследование затрагивает анализ кинематики верхнего конца штока гидроцилиндра (пневмоцилиндра, шарико-винтовой пары и др. двигателей поступательного движения), входящего в состав схемного решения рычажного манипулятора, конец ведущего штока которого перемещается по заданной прямолинейной направляющей. Определены аналитические зависимости аналогов угловых скоростей и угловых ускорений штоков механизма, в программе Mathcad 15 представлены графики этих зависимостей для частного случая при заданном горизонтальном расположении прямолинейной направляющей, проанализированы их соотношения. Предложена методика расчёта кинематики рассматриваемого рычажного манипулятора графическим методом: на основе безразмерного коэффициента изменения угловых скоростей Кω (отношение площадей треугольников), определяются угловые скорости и ускорения ведомых штоков механизма, на основе его геометрических параметров и заданной линейной скорости ведущего штока, что значительно снижает время расчета его кинематики в технологическом процессе эксплуатации механизма.
Ключевые слова: рычажный манипулятор, двигатель поступательного движения, гидро- пневмоцилиндр, шарико-винтовая пара, спрямляющий механизм, обобщённая координата, скорость.
|
18–25
|
|
Ю. Д. Маркина
Влияние расположения технологического оборудования на результаты расчета цифровой модели башни сотовой связи
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-196-26-34
Современные антенно-мачтовые сооружения, используемые для размещения оборудования беспроводной связи, характеризуются высокой чувствительностью к воздействию ветровой нагрузки. Геометрические особенности, форма и пространственное расположение антенн оказывают значительное влияние на напряжённо-деформированное состояние несущих металлических конструкций. В исследовании представлены результаты расчета цифровой модели башни сотовой связи с учётом реального размещения антенн и различных направлений ветрового потока. Проведённый численный анализ показал, что применение ограниченного количества расчетных направлений ветровой нагрузки, основанных лишь на нормах СП 20.13330.2016, не обеспечивает необходимой точности расчета. Обоснована востребованность индивидуального подхода при выборе направлений воздействия и построении расчётных моделей с различной ориентацией конструкции относительно ветра. Полученные результаты актуальны при проектировании и реконструкции антенно-мачтовых сооружений, а также при их последующем дооборудовании. Ключевые слова: антенно-мачтовые сооружения, ветровая нагрузка, решетчатые металлические конструкции, панельные антенны, цифровое моделирование, напряженно-деформированное состояние, аэродинамическое сопротивление, инженерный расчет.
|
26–34
|
|
М. О. Шальнев, Я. В. Денисова
Применение цифровых инструментов в области бережливого производства на промышленных предприятиях
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-196-35-42
В статье рассматривается применение на промышленных предприятиях цифровых инструментов в области бережливого производства, которое коренным образом меняет подход к развитию предприятий. Исследование охватывает основные концепции бережливого производства и их интеграцию с цифровыми технологиями в контексте «Индустрии 4.0». В работе приведены примеры основных цифровых инструментов бережливого производства, разработан процесс внедрения бережливой производственной системы с использованием цифровых инструментов в производственный процесс, проведено поэтапное описание процесса внедрения бережливой производственной системы с использованием цифровых инструментов, представлены примеры успешного применения цифровых инструментов, а также показано их влияние на эффективность производственных процессов и качество выпускаемой продукции.
Ключевые слова: цифровое бережливое производство, «Индустрия 4.0», цифровые инструменты, производственная система, промышленное предприятие, производственный процесс, операционная система.
|
35–42
|
|
А. Б. Яров, А. В. Толок, А. Е. Панкова, А. Е. Ченцов
Функционально-воксельный метод для геометрического описания зоны обнаружения радиолокационной станции DOI: 10.25206/1813-8225-2025-196-43-50
В исследовании разработана усовершенствованная методика построения точных геометрических моделей зон обнаружения радиолокационных станций наземного базирования. Основной акцент сделан на интеграции функционально-воксельного подхода. Аналитическое описание диаграммы направленности задаётся через кусочно-заданные функции с углами εmin = 0,1°; ε0 = 1,7°; εmax = 4°. Учтено преобразование между полярной и декартовой системами координат, а также применены R-функции для объединения используемых аналитических уравнений. Моделирование осуществляется с учётом интерференционного множителя земли с использованием следующих вычислительных методов: разложение матриц 5×5 на подматрицы 4×4 методом Лапласа; построение локальных аппроксимирующих плоскостей с нормированием коэффициентов. В работе разработаны 2D-модели с максимальной дальностью обнаружения 125,5 км, а также построены 3D-модели. В связи с использованием функционально-воксельного метода были построены базовые М-образы локальных характеристик. Точность моделирования соответствует показаниям функционально-воксельного метода, следовательно, значения модели рассчитываются в каждой точке и поддерживают непрерывность в зависимости от используемого масштаба.
Ключевые слова: функционально-воксельный метод, М-образ, R-функции, однородный вектор, локальные геометрические характеристики, диаграмма направленности, моделирование радиолокационных станций.
|
43–50
|
|
Н. Д. Прокопенко, М. С. Морозова, М. Ю. Чубуков
Опыт применения инструментов бережливого производства для снижения затрат на химическую обработку труб
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-196-51-57
В настоящей статье представлены результаты применения методов и инструментов бережливого производства для повышения эффективности процесса химической обработки труб в условиях Волжского трубного завода. В работе представлен практический опыт применения инструментов бережливого производства, в частности методологии управления процессами Lean Six Sigma, с целью рационального использования кислот при химической обработке труб и повышения производительности труда. Для достижения поставленной цели был использован подход концепции бережливого производства DMAIC. С использованием инструментов бережливого производства определены наиболее оптимальные технологические режимы и ключевые факторы процесса химической обработки труб. В ходе проведённого исследования была продемонстрирована целесообразность применения методов и инструментов бережливого производства на металлургическом предприятии.
Ключевые слова: бережливое производство, DMAIC, химическая обработка труб, регенерация кислот, травильные кислоты, металлургия, трубы из нержавеющей стали.
|
51–57
|
