Наука и техника 2018 журнал: Журналы «Наука и Техника» 2018 г. читать онлайн

НАУКА и ТЕХНИКА

Том 21, № 5 (2022)

Скачать выпуск
PDF

ПРИБОРОСТРОЕНИЕ 

Прогрессивная технология обработки оптических деталей

А. С. Козерук,
М. И. Филонова,
В. О. Кузнечик,
В. П. Шевченко,
Т. С. Якубович

PDF (Rus)

361-366 45

Аннотация

Отмечены проблемы современной технологии обработки линз для оптических приборов, среди которых наибольшее влияние на качество деталей оказывает их температурная деформация в процессе блокировки наклеечной смолой. Обосновано, что данная проблема может быть решена с использованием технологии, позволяющей обрабатывать одновременно обе поверхности заготовки линзы при ее фиксации за нерабочую поверхность с помощью фотополимерной смолы, затвердевающей под воздействием ультрафиолетового излучения. Предложена схема устройства для реализации предлагаемой технологии обработки деталей с исполнительными сферическими поверхностями, в частности линз, при их вертикальной ориентации в зоне обработки, что улучшает распределение абразивной суспензии в процессе формообразования и тем самым способствует повышению интенсивности съема припуска. Выполнено математическое моделирование характера обработки сферических поверхностей деталей оптических приборов в условиях силового замыкания и получена формула для расчета путей трения в зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью. Использование этого выражения позволяет выявить оптимальные режимы формообразования линз, при которых обеспечиваются удовлетворительные их качество и уровень интенсивности съема припуска.

Автоматическая локализация номерного знака автомобиля в системе Wolfram Mathematica

М. А. Гундина,
М. Н. Жданович

PDF (Rus)

367-373 60

Аннотация

Современные устройства формирования изображений позволяют решать комплекс технических прикладных задач, требующих синтеза и анализа компьютерных методов обработки с использованием пороговой бинаризации, классификации изображений, кластеризации, с применением машинного обучения для определения областей интереса. Так, алгоритмы сегментации нашли широкое использование в обработке медицинских снимков. Компьютерные технологии применяются для функционирования интеллектуальной среды, которая позволяет анализировать состояние здоровья человека. Развитие микроэлектроники дает возможность повысить сложность применяемых алгоритмов обработки изображений для решения прикладных задач инженерии. В литературе широко обсуждаются вопросы сегментации, распознавания образов, описания и представления деталей, морфологического анализа снимков, полученных промышленным оборудованием, например, теории обработки оптического сигнала с учетом помех. Вопросы восприятия и анализа изображений подробно представлены в отечественной и зарубежной литературе. В статье описан разработанный алгоритм локализации номерного знака автомобиля, реализованный в системе Wolfram Mathematica. Вначале определяется область интереса, изолируется от остальной части изображения для последующей ее обработки. Реализуется представление изображения с помощью аффинного преобразования. Дальнейшая сегментация символов на номерной пластине позволяет их определить. В системе Mathematica разработан программный код алгоритма локализации номерного знака автомобиля для его дальнейшего распознавания. Решение задачи получено с помощью поэтапного применения встроенных и пользовательских функций системы Wolfram Mathematica. Алгоритм протестирован на репрезентативной выборке изображений. Погрешность в среднем не превышала 10 %, что соответствует современным алгоритмам обработки промышленных изображений. Полученный алгоритм идентификации номерного знака автомобиля может использоваться в цифровых устройствах для автоматического определения и дальнейшей обработки изображений.

СТРОИТЕЛЬСТВО 

3D-бетонирование – составы, методики и свойства смесей

Ю. Д. Самуйлов,
В. М. Трепачко,
Э. И. Батяновский

PDF (Rus)

374-385 37

Аннотация

В статье отражена проблематика технологии 3D-бетонирования, достаточно интенсивно развивающейся в современных условиях строительного производства. Важнейшим условием ее практической реализации является разработка составов бетонных смесей, обеспечивающих необходимые реологические (технологические) свойства для формования изделий, элементов строительных конструкций или конструкции в целом, а также позволяющих сохранять требуемый темп ведения работ, физико-механические характеристики и свойства затвердевшего бетона. На начальном этапе исследований, выполненных в НИИЛ бетонов и строительных материалов Белорусского национального технического университета, разработан ряд составов бетонных смесей, предназначенных и обеспечивающих необходимые условия для реализации технологии 3D-бетонирования самонесущих и несущих конструктивных элементов соответственно при изготовлении изделий малых архитектурных форм и возведении (устройстве) строительных конструкций различного назначения. Разработана и реализована методология подбора рационального гранулометрического состава заполнителя, вида, свойств и количества связующего, химических и минеральных добавок, в совокупности обеспечивающих требуемые технологические свойства бетонных смесей после их затворения водой. Предложены и экспериментально обоснованы оригинальные методики оценки реологических свойств водозатворенных бетонных смесей и их изменений во времени, приводящих к росту пластической прочности отформованного бетона, а также методика расчета темпа ведения бетонных работ в зависимости от свойств используемых бетонных смесей. В результате созданы предпосылки как для дальнейшего расширения ряда составов сухих бетонных смесей с учетом их предназначения для 3D-бетонирования, так и для разработки методик и оценки физико-механических характеристик и свойств затвердевшего бетона с учетом предназначения изготавливаемых изделий и возводимых (устраиваемых) строительных конструкций.

Анализ нормативных документов по определению нагрузок на здания и сооружения

Е. Ю. Давыдов

PDF (Rus)

386-391 24

Аннотация

Расчет строительных конструкций начинается с определения нагрузок и воздействий. Правильность определения нагрузок и воздействий, и в особенности их расчетных значений, во многом определяет надежность конструктивных форм, их долговечность и экономическую эффективность. В статье рассмотрены нормативные документы по определению снеговых, ветровых и крановых нагрузок, а также нагрузок, обусловленных собственной массой несущих и ограждающих конструкций. В большинстве случаев изменение значений снеговых нагрузок в сторону их увеличения является трудо- и материалозатратным, так как после этого требуются обследование всех несущих конструкций, воспринимающих снеговые нагрузки, их перерасчет и довольно часто – усиление. Предлагается пересмотр снеговых нагрузок производить не чаще чем раз в 20–25 лет. Скорость ветра с увеличением высоты возрастает. Это подтверждают статистические данные, полученные на множестве метеостанций, расположенных в Республике Беларусь и зарубежных странах. Неучет изменения ветрового давления по высоте приводит к существенному увеличению усилий от ветровой нагрузки в 2–3 раза. Увеличение усилий от ветровой нагрузки так же, как и от снеговой, влечет за собой необходимость массового обследования зданий и сооружений и, как правило, проведения дорогостоящих работ по усилению несущих конструкций. Определение нагрузок от мостовых грузоподъемных кранов в действующих нормативных документах полностью ориентировано на характеристики европейских грузоподъемных механизмов, что во многом не соответствует характеристикам грузоподъемных кранов, используемых в Беларуси. Предлагается крановые нагрузки определять по СП 20.133330.2011 «Нагрузки и воздействия» (актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85*). При определении расчетных нагрузок от собственной массы конструктивных форм используются коэффициенты надежности по нагрузкам. Значения этих коэффициентов в действующих нормативных документах необоснованно завышены, особенно это касается металлических конструкций.

Нанофибробетон: многоуровневое армирование

С. Н. Леонович,
Е. А. Садовская

PDF (Eng)

392-396 41

Аннотация

Бетон является наиболее распространенным строительным материалом во всем мире. Основными его недостатками являются хрупкость при растяжении и низкая трещиностойкость. Применение дисперсного армирования бетонных композитов – перспективное направление в решении такого рода задач. Дисперсные волокна, равномерно распределенные по всему объему материала, создают пространственный каркас и способствуют торможению развития трещин под действием разрушающих сил. Для повышения трещиностойкости бетона на практике все чаще применяют армирование дисперсными волокнами. Начало зарождения трещины происходит на наноуровне в цементной матрице. Таким образом, применение наноармирования дисперсными нановолокнами может положительно сказаться на трещиностойкости цементного композита. В качестве таких нановолокон предлагается рассматривать углеродные нанотрубки. Присутствие углеродных нановолокон изменяет микроструктуру и наноструктуру цемента, модифицированного углеродными нанотрубками. Результатом процессов, происходящих в капиллярах и трещинах, являются 

деформации в межзерновой матрице, свободному течению которых препятствуют жесткие зерна клинкера и наноуглеродные трубки, что создает в вершинах разделительных трещин некоторую интенсивность напряжения. Подтверждена рабочая гипотеза, что требуемая трещиностойкость конструкционного бетона обеспечивается многоуровневым армированием: на уровне кристаллического заполнителя цементного камня – углеродными нанотрубками, на уровне мелкозернистого бетона – различными видами макроразмерной фибры (стальные, полимерные). Армирование углеродными нанотрубками кристаллического сростка приводит к повышению показателя вязкости разрушения матрицы (цементного камня) на 20 %, прочности на сжатие на 12 %, прочности на растяжение при изгибе на 20 %. При армировании на уровне мелкозернистого бетона получаем композит – нанофибробетон с вязкостью разрушения.

Комплексное исследование развития индустриального домостроения

В. Ю. Гуринович

PDF (Rus)

397-409 807

Аннотация

Индустриальное домостроение – одно из наиболее интенсивно развивающихся направлений исследований в области строительства и строительных технологий в мире. Для изучения направлений и результативности научных исследований, определения ведущих стран, учреждений, научных журналов и уровня развития индустриального домостроения в Республике Беларусь в разрезе экономически развитых государств выполнен наукометрический анализ на базе аналитической системы SciVal с использованием инструментов визуализации, количественных и качественных наукометрических метрик. Интенсивный рост количества публикаций в области индустриального домостроения и показателей анализируемых наукометрических метрик подтверждает тот факт, что индустриальное домостроение привлекает все большее количество исследователей во всем мире и является перспективным направлением для изучения. По результатам анализа определено, что основные тематики исследований в области индустриального домостроения – это проектирование и информационное моделирование, организация строительства и производства сборных конструкций, доставка конструкций на строительную площадку и их монтаж, в том числе надежность, экономичность, экологичность индустриального домостроения. Следует отметить, что изучению технологий и организации производства железобетонных изделий в заводских условиях и управления производством уделяется меньшее внимание, поэтому необходимы исследования в данных направлениях. Результаты проведенного наукометрического анализа позволяют выявить тенденции, определить приоритетные направления научных исследований и их связь с другими областями науки и могут являться базой для обнаружения пробелов в текущих исследованиях в области индустриального домостроения.

Эффективная многослойная стеновая панель

В. Д. Сизов,
А. В. Павловская

PDF (Rus)

410-418 29

Аннотация

Выполнен комплексный анализ многослойной стеновой панели. Исследован теплоизоляционный слой, толщина которого влияет как на размеры ограждающей конструкции, так и на теплозащитную эффективность стеновой панели. Уменьшение толщины слоя теплоизоляции – важный вопрос, поскольку производство трехслойных панелей затратно в энергетическом и материальном плане. Представлены особенности применения различного количества экранов для снижения размеров теплоизоляционного слоя. Приведен пример возможности максимального снижения размера теплоизоляционного слоя, когда толщина прослойки d_пр не может быть менее 3–5 мм. Показано, что общая толщина слоя теплоизоляции составит 0,057 м при наличии максимально возможного количества экранов – 12. Для данных условий рассчитаны температуры в плоскостях ограждения, по значениям которых определены величины максимальных парциальных давлений Е и парциальных давлений водяного пара е (при вариантах перфорированных е¢ и неперфорированных е¢¢ экранов). По полученным значениям построены зависимости E, е¢, е¢¢ от температуры в плоскостях ограждения. Проведенные расчеты и обобщающая оценка тепловлажностного режима в ограждающих конструкциях подтверждены с помощью составленной программы и расчета необходимых параметров е и t в слоях конструкции. Установлено, что для исключения зон конденсации при эксплуатации ограждающих конструкций можно использовать различные экранирующие материалы.

ЭНЕРГЕТИКА 

Повышение устойчивости функционирования измерительных органов тока микропроцессорных защит

Ф. А. Романюк,
В. Ю. Румянцев,
Ю. В. Румянцев

PDF (Rus)

419-425 50

Аннотация

В измерительных органах тока микропроцессорных защит контролируемыми величинами обычно являются действующие значения основной гармоники токов. Они определяются по ортогональным составляющим входных сигналов, которые формируются цифровыми фильтрами Фурье. Вследствие инерционности указанных фильтров время получения достоверных действующих значений составляет один и более периодов входного тока, что преимущественно определяет быстродействие измерительного органа. При отклонении частоты входного сигнала от номинальной его действующие значения приобретают колебательный характер. В результате этого может иметь место неустойчивое функционирование указанного органа при величинах тока, находящихся вблизи областей срабатывания и возврата. Для повышения быстродействия измерительного органа предложено определить действующее значение тока путем умножения его величины, полученной с использованием ортогональных составляющих Фурье, на корректирующий коэффициент. Для обеспечения устойчивого функционирования органа тока рекомендовано осуществлять фильтрацию действующего значения тока с помощью цифрового фильтра скользящего среднего. Оценка эффективности предложенных решений выполнялась методом вычислительного эксперимента с использованием среды динамического моделирования MATLAB-Simulink. Предложенные решения обеспечивают повышение быстродействия измерительных органов тока и их устойчивое функционирование при отклонении частоты от номинальной. В результате проведенных исследований установлено, что предложенный цифровой измерительный орган тока в сравнении с органом на основе алгоритма Фурье имеет быстродействие в 1,4–2 раза больше. Кроме того, он устойчиво функционирует как при условии, когда ток срабатывания меньше тока повреждения, так и в случае, когда указанные токи соизмеримы при отклонении частоты от номинальной на ±2 Гц. Предложенный цифровой измерительный орган может быть использован во многих микропроцессорных токовых защитах электроустановок.

ЭКОНОМИКА ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

Методическое обеспечение оценки уровня развития логистической инфраструктуры

Р. Б. Ивуть,
П. В. Попов,
П. И. Лапковская,
О. П. Меркулова

PDF (Rus)

426-435 50

Аннотация

В статье представлены результаты исследования в области оценки уровня развития логистической инфраструктуры регионов. Проведенный анализ существующих подходов и методов оценки логистической инфраструктуры выявил, что большинство из них учитывают преимущественно транспортную составляющую логистической инфраструктуры, а финансовая и информационная составляющие представлены показателями прямых иностранных инвестиций в человеческий капитал и стоимости логистических объектов. При этом оценка некоторых показателей производится исследователями в основном с помощью экспертных методов. Для оценки уровня развития логистической инфраструктуры областей Республики Беларусь с целью их сравнительного анализа и изучения динамики разработана методика оценки логистической инфраструктуры регионов. Чтобы устранить выявленные особенности существующих подходов к оценке логистической инфраструктуры, в представленной авторами методике использовались показатели, описывающие развитие как транспортной, так и складской, информационной и финансовой составляющих логистической инфраструктуры, с применением экономико-математических методов обработки и оценки данных. После отбора показателей и сбора данных оценивали соответствие распределения значений показателей в выборке нормальному закону распределения с использованием критерия Колмогорова – Смирнова с проверкой на мультиколлинеарность. Далее осуществляли перевод всех показателей в одну шкалу измерения и проверку их внутренней согласованности с использованием коэффициент a-Кронбаха. Для апробации разработанной методики проводили сравнение логистической инфраструктуры регионов Беларуси и оценку ее динамики по данным за 2015, 2018 и 2021 гг. с помощью факторного анализа. Расчеты по всем этапам выполняли в программе IBM SPSS Statistics 20.

Особенности функционирования малого и среднего предпринимательства на современном этапе экономического развития

Н. А. Киселёва

PDF (Rus)

436-443 33

Аннотация

Существенным резервом обеспечения социально-экономического развития Республики Беларусь является рациональное использование предпринимательского потенциала субъектов хозяйствования как важной составляющей экономической политики государства. В статье проанализированы основные теоретические подходы к определению предпринимательской деятельности. Многогранность подходов создает сложности в формулировании универсального термина ввиду изменения содержания данной категории в процессе развития экономической науки. Предложено авторское определение предпринимательской деятельности, учитывающее современные особенности ее развития. В понятие введен показатель добавленной стоимости (созданной организацией), который позволит учесть часть стоимости товаров (работ, услуг), а также оценить эффективность региональной экономики. Развитие интеграционных процессов и фрагментация производственной деятельности увеличивают количество участников в производственной цепочке из разных стран, создающих промежуточный импорт, в состав которого входит сегментированная ими добавленная стоимость. Следовательно, выигрыш страны от внешней торговли, ее экспортный и технологический потенциалы во многом будут определяться тем, какую добавленную стоимость она создает. Такого рода оценка становится наиболее востребованной в анализе показателей торговли субъектов предпринимательства, включая их внешнюю торговлю. Проанализированы основные критерии отнесения предприятий к крупным, средним и малым. В разных странах количественные критерии неодинаковы, начальным критерием является численность работников. Сложность определения критериев заключается в том, что они не могут быть равнозначны для всех сфер экономики и для отдельных стран, так как существует зависимость от сложившейся практики и целей государственной политики в отношении к малому и среднему предпринимательству. Точная характеристика субъектов предпринимательства по размеру позволит выявить их особенности, закономерности развития, преимущества и недостатки. Предложен дополнительный количественный критерий отнесения к субъектам предпринимательства в Республике Беларусь – валовая выручка.

Направления совершенствования бизнес-моделей промышленных предприятий в Республике Беларусь в условиях цифровизации

С. Ю. Солодовников,
Т. В. Сергиевич

PDF (Rus)

437-450 33

Аннотация

Разработаны направления совершенствования бизнес-моделей промышленных предприятий в Республике Беларусь в условиях цифровизации. Проведены исследования теоретических основ трансформации бизнес-моделей в промышленности. Для достижения этой цели решены такие задачи, как выявление специфики цифровой трансформации промышленного предприятия, исследование предпосылок трансформации бизнес-моделей промышленных предприятий в Беларуси в условиях цифровизации, разработка и сущностная характеристика направлений совершенствования бизнес-моделей промышленных предприятий в республике в условиях цифровизации. В качестве материалов использованы труды отечественных и зарубежных ученых-экономистов, отчеты НИР, выполняемые авторами, национальные статистические данные. Применены системный и институциональный подходы, анализ и синтез. Разработан методологический подход к трансформации бизнес-модели под влиянием цифровизации как к процессу необратимых качественных изменений механизма воспроизводства потребительной стоимости хозяйственной системы, обусловленному внедрением цифровых технологий и инструментов в производственные и бизнес-процессы, в системы взаимодействия с другими участниками цепочки создания стоимости и потребителями, а также в сами товары или услуги. Это позволило исследовать возможности трансформации бизнес-моделей под влиянием цифровизации взаимодействия предприятия с другими участниками цепочки создания стоимости (сети) и государством; взаимодействия предприятия с потребителем; совершенствования внутренних производственных и бизнес-процессов, в том числе при создании цифровых услуг. Технико-технологические и организационно-экономические отношения на промышленном предприятии рассмотрены как факторы цифровизации его бизнес-модели. В качестве предпосылок трансформации бизнес-моделей промышленных предприятий в Республике Беларусь в условиях цифровизации выявлены: увеличение доступа промышленных предприятий к вычислительным мощностям, высокоскоростной передаче данных, облачным технологиям; положительная динамика показателей цифровизации белорусской экономики и общества, активная цифровизация сферы государственного управления и интеракций «государство – бизнес» и «государство – население». Все это в результате исследования позволило выработать направления совершенствования бизнес-моделей промышленных предприятий в республике в условиях цифровизации.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)

«НАУКА И ТЕХНИКА В ЯКУТИИ»



«НАУКА И ТЕХНИКА В ЯКУТИИ»

Научно-популярный журнал
Издается с 2001 г.
Выходит 2 раза в год

УЧРЕДИТЕЛИ:
Академия наук РС(Я),
ФИЦ «Якутский научный центр СО РАН»,
Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова,
Министерство образования и науки РС(Я),
Институт мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН

Подписной индекс журнала
ПР695
в каталоге «Почта России»

&nbsp &nbsp

Прорыв года 2018

К сожалению, ваш браузер не поддерживает элемент

Развитие клетка за клеткой

С помощью трех методов ученые отслеживают развитие эмбриона в ошеломляющих деталях

Элизабет Пенниси 20 декабря 2018 г. одна клетка развивается во взрослое животное с несколькими органами и миллиардами клеток. Древнегреческий врач предположил, что влага материнского дыхания помогает формировать растущего младенца, но теперь мы знаем, что именно ДНК в конечном счете управляет процессами размножения и специализации клеток. Так же, как музыкальная партитура указывает на то, что струнные, духовые, перкуссия и деревянные духовые вступают в симфонию, сочетание технологий раскрывается, когда гены в отдельных клетках включаются, побуждая клетки играть свои специализированные роли. Результатом является возможность отслеживать развитие организмов и органов в мельчайших деталях, клетка за клеткой и во времени. Science признает это сочетание технологий и его потенциал для стимулирования достижений в области фундаментальных исследований и медицины прорывом 2018 года. Подробнее…

Посмотреть соответствующее видео

Слушайте наш подкаст

● ЛИДЕРЫ ●

Посланники из далекой галактики

Упрощенные молекулярные структуры

Влияние ледникового периода

#MeToo имеет значение

Архаичный человеческий «гибрид»

Судебно-медицинская генеалогия достигает 9 лет0022

Одобрено для подавления генов

Молекулярные окна в первозданные миры

Как клетки упорядочивают свое содержимое

● НАРОДНЫЙ ВЫБОР ●

Посетители Веб-сайт Science согласен с репортерами и редакторами журнала: «Разработка клетка за клеткой — это прорыв года». Мы предложили онлайн-читателям проголосовать за десяток кандидатов на прорыв. В первом туре выбор сузился до четырех, а во втором туре, в котором было подано более 12 000 голосов, был определен лучший зрительский выбор. Результаты:

Проявочная ячейка за ячейкой

Одобрено для подавления генов

Посланники из далекой галактики

Мозг мухи обнаружен

● СЛОИ ●

Что пошло не так в мире науки в 2018 году

Число стихийных бедствий, вызванных изменением климата, растет, политические действия застопорились

Этически сомнительное заявление о редактировании генов

Бразильская наука выпотрошена

Журнал Discover

Журнал Discover

• Журнал
• Магазин

• Login
• Register
• Stay Curious
• Subscribe

• The Sciences
• Mind
• Technology
• Health
• Environment
• Planet Earth
• Lifestyle

Discover magazine reports captivating developments in science, medicine, технологии и окружающий мир. Захватывающие фотографии и освежающе понятные истории на сложные темы связывают обычных людей с величайшими идеями и умами в науке.

Select Year202220212020201920182017201620152014201320122011201020092008200720062005200420032002200120001999199819971996199519941993199219881987

December, 2018

November, 2018

October, 2018

Medical Mysteries, 2018

September, 2018

July/August, 2018

June , 2018

May, 2018

April , 2018

март 2018

январь/февраль 2018

Науки

Небесный диск для картирования Вселенной

Планета Земля

Ученые учатся слышать, что говорят рыбы

Наука

Как определить вид?

Наука

Астрономы будут готовы изучать будущие сверхновые звезды в действии

Технологии

Испытания ядерного оружия важны как никогда0003

Разум

Наука, стоящая за совпадениями

Планета Земля

Почему археолог каждый год отправляется на Burning Man

Науки

Как физики следят за тем, чтобы случайные числа никогда не заканчивались 905 Науки 9003

3 900 Схема боснийской пирамиды

Разум

Человек, который за ночь потерял язык

Науки

20 вещей, о которых вы не знали.