Научный архив: статьи

Рассматривается численное моделирование тепловых процессов при 3 D -печати с использованием технологии селективного лазерного плавления на основе машинного обучения. Построена математическая модель нестационарного теплопереноса в стержне переменного сечения в виде дифференциального уравнения в частных производных относительно температуры стержня. Предложен алгоритм численного решения уравнения с использованием системы Matlab . Показано, что при определённых исходных данных распределение температуры носит квазистационарный характер. Для данного случая получено простое аналитическое выражение для температурного поля. С использованием библиотеки TensorFlow построена и обучена нейросеть. Данные для обучения нейросети получены при помощи аналитического решения тепловой задачи. Результаты расчётов с использованием нейросети соответствуют результатам решения исходной математической модели. Отмечается, что трёхмерное моделирование процесса печати для реальных изделий требует значительных компьютерных ресурсов. Показано, что модели на основе машинного обучения могут быть использованы для аппроксимации температурного поля при 3 D -печати по технологии селективного лазерного плавления подобных по форме деталей.

В цикл «Механизмы империи» американского фантаста Ли Юн Ха входят более 30 произведений, в том числе три романа, переведённых на русский язык. Онтология мира в этом цикле примерно такая: законы природы и, соответственно, действие определённых технологий (включая военные), зависят от математических свойств практикуемого календаря, а свойства календаря (т.е. математики), поддерживаются практикой ритуалов, включая ритуальные пытки. В фантастике Ли парадоксальным образом объединяются обычно противопоставленные идеи о том, что математика может быть социальным конструктом, и о том, что физический мир может быть всего лишь реализацией трансцендентной математики. В «Механизмах империи» математика конструируется, поддерживается основанным на ритуалах консенсусом и в результате становится основой реальности. Какое это может иметь отношение к нашей жизни, нашей науке и философии? Если мы всерьёз воспримем идеи когнитивистов о том, что вся известная нам реальная математика, в отличие от платоновской, основана на человеческих способностях и опыте, мы должны также всерьёз спросить, какую роль в ней играет ритуал. В данной статье сделан акцент на следующей идее: сама по себе идентификация чисел, геометрических фигур и математических операций должна возникать в ходе многократного ритуального повторения для того, чтобы те, кто практикует математические ритуалы, могли легко, как само собой разумеющийся и очевидный аспект ритуала, выделять существенные с математической точки зрения свойства объектов и отличать их от несущественных.

Проведен обзор информации об использовании возможностей 3D печати в создании машиностроительных деталей автомобиля. Построены с использованием новых конструктивных средств теории R-функций математическая и компьютерная модели кронштейна масляного фильтра и втулки с целью реализации 3D-печати. Проведено поэтапное построение уравнений этих деталей. Значительное внимание уделено возможности оперативно менять математическую и компьютерную модели, используя конструктивные средства теории R-функций.

Представлен краткий аналитический обзор докладов XV Международной конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта» (CAD/CAM/PDM - 2015). Доклады на конференции представлены по следующим направлениям: организация структур технических и программных средств проектирования и управления, средства взаимодействия, структуры данных, виртуальная реальность; проектирование в машиностроении и электронике; системы управления этапами жизненного цикла промышленного продукта, PDM-системы.

Разработан метод автоматизированного формирования структур данных 3D-моделей, созданных в CAD-системах для специализированного инженерного анализа конструкций. Метод основан на выделении в исходной (конструкторской) 3D-модели множества структурных классов, построении многомерной сетевой модели, устанавливающей функциональные зависимости между объектами классов и структурами данных 3D-моделей, и выборе по заданным критериям оптимального алгоритма формирования структур данных при помощи поиска кратчайшего пути в сети.

В статье представлен краткий обзор современного состояния и перспектив развития телекоммуникационных сетей пятого поколения (5G). Проанализированы ключевые характеристики стандарта и технологии 5G. Проведен обзор сценариев применения и оказания услуг мобильной связи в сетях 5G. Рассмотрены архитектура и основные технические требования к оборудованию базовых и абонентских станций 5G, представленные в технических спецификациях 3GPP. Приведены результаты краткого аналитического обзора современного состояния технологий и разработок в области электронной компонентной базы (ЭКБ) сетей мобильной связи 5G в мире и в России. Сформулированы общие требования к ЭКБ радиоэлектронного оборудования для данных приложений.

Введение. В статье поднимается проблема ремонта современной сельскохозяйственной техники. Из-за усложнения конструкций узлов машин возникает проблема отказа от включения в их состав большого количества деталей. Часто эти производители отдельно не продают, что делает детали невозможным ремонтом вышестоящих узлов конструкции. В этом случае требуется покупка узла в сборе. Существующая проблема поставок запасных частей значительно усугубляет состояние проблемы. Увеличивается время ограничения отказа, что отрицательно сказывается на рентабельности производства из-за крайне ограниченного времени на выполнение большинства сельскохозяйственных работ. Решение вопроса с поставками запчастей, снижением стоимости ремонта и простотой обеспечения времени изготовлением деталей с использованием аддитивных технологий. Цель исследования. Обучение полному циклу аддитивного производства с использованием 3D-сканирования, 3D-печати, вакуумного литья в силиконовые формы для основных затрат на обновление технических средств в агропромышленном комплексе.
Материалы и методы. Аддитивная технология - метод послойного выращивания объектов. Оборудование, примененное в данной технологии, включает в себя компьютер, 3D-принтер, 3D-сканер. 3D-принтер, основанный на данных CAD-моделей, восстанавливает материал для конструкции поверхности, где с помощью различных технологий (спекания, сгибания или плавления) формируется тонкая форма будущей детали. 3D-сканер позволяет создать трехмерную CAD-модель относительно детали для дальнейших обработок с намерением модификации, прогресса, расширения или просто копирования с завершением распечатки. Помимо производства изделий 3D-ью очень популярно направление вакуумной печати литья полимеров в силиконовые формы. Данная технология может использовать в качестве мастер-моделей прототипы, распечатанные на 3D-принтере или полученные классическим способом производства. Результаты исследования. Для исследования состояния вопроса использовался материал, полученный в НИР на базе Центра проектирования и быстрого прототипирования «Рапид-Про» научно-исследовательского Мордовского государственного университета. Полагаясь на статистические данные за последние 5 лет, пришли к выводу, что изучение всех видов рабочего цикла аддитивного производства в последнее время становится актуальным. Наблюдается тенденция увеличения творчества на услуги 3D-сканирования и реверс-инжиниринга. Обсуждение и заключение. Использование аддитивных технологий позволяет быстро изготовить детали любой сложности и сократить время научных исследований и проектирования. Для этого необходимо создать в образовательных, производственных и научных учреждениях специализированных отраслей, секторов и центров, оснащенных оборудованием, позволяющим работать в области аддитивного производства. Проблемой осложняется отсутствие подготовленных кадров, базовых знаний об аддитивных технологиях и навыков использования бледного оборудования и связанного с ним производства. Это снижает скорость развития ремонтных предприятий с использованием определенных технологий и соответствующих участков на предприятиях агропромышленного комплекса, что требует обучения специалистов и проведения переподготовкиВведение. В статье поднимается проблема ремонта современной сельскохозяйственной техники. Из-за усложнения конструкций узлов машин возникает проблема отказа от включения в их состав большого количества деталей. Часто эти производители отдельно не продают, что делает детали невозможным ремонтом вышестоящих узлов конструкции. В этом случае требуется покупка узла в сборе. Существующая проблема поставок запасных частей значительно усугубляет состояние проблемы. Увеличивается время ограничения отказа, что отрицательно сказывается на рентабельности производства из-за крайне ограниченного времени на выполнение большинства сельскохозяйственных работ. Решение вопроса с поставками запчастей, снижением стоимости ремонта и простотой обеспечения времени изготовлением деталей с использованием аддитивных технологий. Цель исследования. Обучение полному циклу аддитивного производства с использованием 3D-сканирования, 3D-печати, вакуумного литья в силиконовые формы для основных затрат на обновление технических средств в агропромышленном комплексе.

Материалы и методы. Аддитивная технология - метод послойного выращивания объектов. Оборудование, примененное в данной технологии, включает в себя компьютер, 3D-принтер, 3D-сканер. 3D-принтер, основанный на данных CAD-моделей, восстанавливает материал для конструкции поверхности, где с помощью различных технологий (спекания, сгибания или плавления) формируется тонкая форма будущей детали. 3D-сканер позволяет создать трехмерную CAD-модель относительно детали для дальнейших обработок с намерением модификации, прогресса, расширения или просто копирования с завершением распечатки. Помимо производства изделий 3D-ью очень популярно направление вакуумной печати литья полимеров в силиконовые формы. Данная технология может использовать в качестве мастер-моделей прототипы, распечатанные на 3D-принтере или полученные классическим способом производства. Результаты исследования. Для исследования состояния вопроса использовался материал, полученный в НИР на базе Центра проектирования и быстрого прототипирования «Рапид-Про» научно-исследовательского Мордовского государственного университета. Полагаясь на статистические данные за последние 5 лет, пришли к выводу, что изучение всех видов рабочего цикла аддитивного производства в последнее время становится актуальным. Наблюдается тенденция увеличения творчества на услуги 3D-сканирования и реверс-инжиниринга. Обсуждение и заключение. Использование аддитивных технологий позволяет быстро изготовить детали любой сложности и сократить время научных исследований и проектирования. Для этого необходимо создать в образовательных, производственных и научных учреждениях специализированных отраслей, секторов и центров, оснащенных оборудованием, позволяющим работать в области аддитивного производства. Проблемой осложняется отсутствие подготовленных кадров, базовых знаний об аддитивных технологиях и навыков использования бледного оборудования и связанного с ним производства. Это снижает скорость развития ремонтных предприятий с использованием определенных технологий и соответствующих участков на предприятиях агропромышленного комплекса, что требует обучения специалистов и проведения переподготовки

Для исследования влияния топливных нагрузок смежных зон на температуру в исследуемой зоне была разработана математическая модель проходной нагревательной печи повторного нагрева заготовок. Разработка модели и анализ ее работы был произведен с помощью программного пакета ANSYS. Построение геометрии печи и горелочных устройств производился в формате 3D с помощью ПО Autocad. Моделирование движение отходящих газов выполнено с использованием модели турбулентности k-Epsilon. Горение в печи задано для газовой смеси «метан - воздух» с помощью модели распада вихрей EDM. Для корректного описания движения отходящих газов в печи в модель добавлена расстановка заготовок в печи. В качестве граничного условия на поверхности слябов вводится тепловой поток учитывающий конвективный теплообмен и излучение с окружающими газами в печи. Разработанная модель перед использованием была проверена на соответствие экспериментальным данным. С помощью разработанной модели была исследовано влияние топливных нагрузок печи на температуру на примере третьей зоны. Результат анализа показал, что существует зависимость изменения температур от объема топлива, поданного в смежные зоны печи

На примере проблемы «измерения Земли» в историческом разрезе демонстрируется универсальность языка математики, которая позволяет сделать эту науку строительным элементом для построения глобального толерантного образовательного и, шире, социального пространства - без межгосударственных, межэтнических и межконфессиональных границ. В качестве конкретного воплощения идеи, доступной к реализации на разных уровнях образования, представляются лабораторные работы по математике с историко-географическим содержанием.

В данной статье рассмотрен принцип работы 3D принтера, печатающего пластиком и описан один из самых популярных материалов для 3 D печати полилактид (PLA). Рассматриваются преимущества и недостатки, область применения, основные настройки принтера, ценовой диапазон PLA и материалов, связанных с его печатью и обработкой.

Оптимальное программное обеспечение является важным компонентом для обработки полученных данных в действующей системе «HERON». В работе проиллюстрировано, что 3D лазерное сканирование позволяет оперативно по-лучать большой объем информации в виде облака точек по поверхности любой формы, причем скорость получения данных уже давно превышает тысячи измерений в секунду. Показано, что с появлением мобильных сканирующих 3D систем HERON стало возможным проведение сканирования непосредственно в процессе прохода по объекту. Данная статья представляет собой сравнительный анализ, целью которого является выбор наиболее эффективного программного обеспечения для дан-ной системы.

В данной статье мы описываем структуру базовых математических дисциплин, которая была сформирована в соответствии с идеями концепции смешанного обучения для преподавания математики студентам с ограниченными возможностями здоровья в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Мы подробно описываем как аудиторную (лекции, семинары, аудиторные консультации), так и дистанционную (электронные учебные материалы, онлайн-консультации, электронные письма) составляющие наших математических дисциплин. Дистанционная составляющая занимает 20% от общего объема каждой дисциплины и введена с целью помощи студентам, испытывающим сложности в обучении из-за проблем со здоровьем.