Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Physical-Technical Series / Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук
Not a member yet
551 research outputs found
Sort by
Численное моделирование чистого сдвига для идеально упругопластического материала (материала Мурнагана)
Get PDFThe constitutive equations are formulated for the case when the process point is located at the singular point of the deviator section of the yield surface. The main parameter of Murnaghan’s elastic-plastic material is selected – the relative part of the dissipated specific power of deformation. This value depends on the type of stress-strain state, strain rate and material loading history. This dependence is due to the rational choice of the growth parameter of the elastic deformation anisotropy, which ensures its minimum value. Complex programs in FORTRAN language have been developed and the pure shift process has been numerically simulated. The results of calculations of the process carried out before the moment of material destruction according to the proposed non-standard fracture criterion are presented. The phenomenon of increasing the plasticity of the material for pure shear with applied high hydrostatic pressure is described. Bridgman’s experimental data on the presence of a threshold pressure value for hard-to-deform metals is confirmed.Сформулированы определяющие уравнения для случая, когда точка процесса располагается в сингулярной точке девиаторного сечения поверхности текучести. Выбран основной параметр упругопластического материала Мурнагана – относительная часть рассеиваемой удельной мощности деформации. Эта величина зависит от вида напряженно-деформированного состояния, скорости деформации и истории нагружения материала. Данная зависимость обусловлена рациональным выбором параметра роста упругой деформационной анизотропии с учетом базовых экспериментов. Разработаны комплексы программ на языке ФОРТРАН и выполнено численное моделирование процесса чистого сдвига. Представлены результаты расчетов процесса, проведенного до момента разрушения материала согласно предложенному нестандартному критерию разрушения. Описано явление увеличения пластичности материала для чистого сдвига при приложенном высоком гидростатическом давлении. Подтверждены опытные данные Бриджмена о наличии пороговой величины давления для труднодеформируемых металлов
Метод сокращения времени десалинизации в проточном CDI-опреснителе
Get PDFThe work of the CDI salt water distiller based on the principle of bulk deionization by creating a double electric layer on the porous structure of the electrode was investigated. The possibility of increasing the efficiency of desalination by reducing the time of discharge diffusion processes in high-porous electrodes is studied. In the experiments, a flow-through type was used, the pumping of the solution in which is carried out through porous electrodes separated from each other by a permeable separator, without the use of ion-exchange membranes. The analysis of possible pore sizes for various sorbing materials is carried out and estimates of the duration of the corresponding pulses of the control voltage are performed. Preliminary experiments carried out on a model CDI cell allowed us to optimize the choice of electrophysical parameters for carbon felt electrodes of the “Carbopon-Active” type and the “AUT-M-2” fabric produced by OJSC “SvetlogorskKhimvolokno”. A method is proposed for reducing the discharge cycle time by supplying a series of pulses of reverse polarity voltage to the electrodes of a desalter. When matching the characteristics of the porosity of the electrode material and the duration of the pulses, it is possible to achieve accelerated removal of salt ions by increasing the electric field strength from the depth of the pores to the outside, into the interelectrode gap. The estimated pore size was ~ 100 μm; therefore, in a relatively long interelectrode gap of ~ 1 mm, the main mass of ions during the pulse does not have time to reach the surface of the electrodes. This made it possible to maintain the high efficiency of the CDI desalination process. Experiments on a model cell and a full-scale CDI-desalter demonstrated a 2.5-fold decrease in the discharge cycle time in the regime of superposition of control pulses in comparison with the short-circuit mode of electrodes.Исследована работа CDI-опреснителя соленой воды, основанного на принципе объемной деионизации за счет создания двойного электрического слоя на пористой структуре электрода. Изучена возможность увеличения эффективности опреснения за счет сокращения времени разрядных диффузионных процессов в высокопористых электродах. В экспериментах использовался опреснитель типа «flow-through electrodes», прокачка раствора в котором осуществляется сквозь пористые электроды, отделенные друг от друга водопроницаемым сепаратором, без использования ионообменных мембран. Проведен анализ возможных размеров пор для различных сорбирующих материалов и выполнены оценки длительности соответствующих импульсов управляющего напряжения. Предварительные эксперименты, проведенные на модельной CDI-ячейке, позволили оптимизировать выбор электрофизических параметров для электродов из углеродного войлока типа «Карбопон-Актив» и ткани «АУТ-М-2» производства ОАО «СветлогорскХимволокно». Предложен метод сокращения времени разрядного цикла за счет подачи серии импульсов напряжения обратной полярности на электроды опреснителя. При согласовании характеристик пористости электродного материала и продолжительности импульсов можно добиться ускоренного удаления ионов соли за счет повышения напряженности электрического поля в направлении из глубины пор наружу, в межэлектродный зазор. Оцениваемая величина пор составляла ~ 100 мкм, поэтому в относительно протяженном межэлектродном зазоре ~ 1 мм основная масса ионов за время импульса не успевала достичь поверхности электродов. Это позволило поддерживать высокую эффективность процесса CDI-опреснения. Эксперименты на модельной ячейке и полномасштабном CDI-опреснителе продемонстрировали в режиме наложения управляющих импульсов снижение времени разрядного цикла в ~ 2,5 раза по сравнению с режимом короткого замыкания электродов
Обеспечение качества поверхностного слоя изделий с гетерогенными покрытиями при механической обработке
Get PDFIt is shown that when machining products from materials with heterogeneous structure, possibilities of management of a condition of a blanket are significantly limited. As an example of management, cutting processing of products from materials with heterogeneous structure – turning of high-strength flame evaporated coverings is considered. Because for an amorphous component of heterogeneous coverings the lack of deformation hardening is peculiar considerable deformation of the cut-off material is observed at their processing and characteristic shaving is formed. Highintensity thermobaric impact on the processed heterogeneous material leads to partial crystallization in a thin blanket with the high content of an amorphous phase. As a result of researches the criterion which quantitatively estimates the statistics, which complexly characterize uniformity of structure of materials and dispersion of their properties, is offered. The criterion allows defining ability of materials to be exposed to cutting without carrying out long experiments.Показано, что при механической обработке изделий из материалов с гетерогенной структурой возможности управления состоянием поверхностного слоя существенно ограничиваются. В качестве примера управления рассмотрена лезвийная обработка изделий из материалов с гетерогенной структурой – точение высокопрочных покрытий, нанесенных газопламенным напылением. В связи с тем что для аморфной составляющей гетерогенных покрытий свойственно отсутствие деформационного упрочнения, при их обработке наблюдается значительная деформация срезаемого материала и образуется характерная стружка. Высокоинтенсивное термобарическое воздействие на обрабатываемый гетерогенный материал приводит к частичной кристаллизации в тонком поверхностном слое с высоким содержанием аморфной фазы. Предложен критерий, количественно оценивающий статистические показатели, которые комплексно характеризуют однородность структуры материалов, разброс их свойств по величине. Критерий позволяет определить способность материалов подвергаться резанию без проведения длительных экспериментов
Оценка газодинамической опасности зоны Краснослободского разлома Старобинского месторождения калийных солей
Get PDFGas-dynamic danger of Krasnoslobodsky fracture zone in Starobin Deposit of potassium salts was investigated. The study was carried out taking into account the existing ideas about the mechanism of formation of foci of gas-dynamic phenomena in the salt rock mass of the field, as well as taking into account the results of seismic and hydrogeological studies of the fault zone and the revealed patterns of distribution of gas-dynamic phenomena over the field area. The features of the geological structure of Krasnoslobodsky fracture zone in the upper salt stratum containing layers of potash ore are established. The features of the mechanism of evolution of hydrodynamic systems in fault zones are revealed. It was found that the functional system of halogen metasomatosis in these zones of the rock mass was not shielded, so that the absorption zone of the hydrodynamic system was located in the rocks of the clay-marl strata located above the upper salt strata and horizons of possible mining operations, and fractured rocks of the fault zone provided gas filtration from the system of voids formed during the evolution of hydrodynamic systems. According to the results of the study, it was concluded that in Krasnoslobodsky fracture zone within the upper salt layer there were no conditions for the formation of dangerous foci of gas-dynamic phenomena, such as sudden emissions of salt and gas and collapse of roof rocks. Accordingly, there is a possibility of safe mining operations, such as the penetration of intersecting workings through the fault zone.Выполнено исследование потенциальной газодинамической опасности Краснослободской разломной зоны Старобинского месторождения калийных солей. Оно проводилось с учетом существующих представлений о механизме образования очагов газодинамических явлений в соляном породном массиве месторождения, а также результатов сейсмо- и гидрогеологических исследований указанной разломной зоны и выявленных закономерностей распределения газодинамических явлений по площади месторождения. В процессе исследования установлены особенности геологического строения Краснослободской разломной зоны в верхней соляной толще, содержащей пласты полезного ископаемого. Выявлены особенности механизма эволюции гидродинамических систем в разломной и приразломной зонах. Установлено, что функциональная система галогенного метасоматоза в указанных зонах породного массива не была экранированной, вследствие чего зона поглощения гидродинамической системы располагалась в породах глинисто-мергелистой толщи, расположенной выше верхней соляной толщи и горизонтов возможного ведения горных работ, а трещиноватые, брекчированные породы разломной зоны обеспечивали фильтрацию газа из системы пустот, образовывавшихся в процессе эволюции гидродинамических систем. По результатам исследования сделан вывод, что в Краснослободской разломной зоне в пределах верхней соляной толщи отсутствовали условия формирования опасных очагов газодинамических явлений, таких как внезапные выбросы соли и газа, отжимы призабойной части пород и обрушения пород кровли. Следовательно, существует возможность безопасного ведения горных работ, таких как проходка пересекающих выработок и вскрывающих уклонов через разломную зону
Вероятностный анализ дозовых нагрузок на персонал при выводе из эксплуатации пункта хранения отработавшего ядерного топлива передвижной АЭС «Памир-630Д»
Get PDFThe aim of the current work is to perform a probabilistic dose assessment to quantify the relative importance of the source data uncertainties contribution towards the uncertainty estimates of collective and maximum individual doses of personnel during decommissioning of a storage facility. A probabilistic approach to the analysis of dose loads, including the analysis of sensitivity and uncertainty with respect to the input parameters of the used calculation models of dose assessment, allows to determine the most sensitive parameters, inaccuracies in the task of which lead to significant uncertainties in the estimates of dose loads on personnel and, therefore, require more accurate determination of conservative boundary values in deterministic analysis and safety justification. The calculations were performed by applying the code RESRAD-BUILD 3.50, developed by the Argonne National Laboratory of the US Department of Energy. The obtained results allow us to rank the parameters of the computational model according to the degree of their influence on the uncertainty of the final estimates of the dose loads on personnel, to develop recommendations for optimizing dose loads when performing radiation-hazardous work during nuclear facilities decommissioning.Выполнен вероятностный анализ дозовых нагрузок для количественного определения относительной важности вкладов неопределенностей исходных данных в неопределенность оценок коллективной и максимальной индивидуальной доз персонала при выводе из эксплуатации пункта хранения. Вероятностный подход к анализу дозовых нагрузок, включающий анализ чувствительности и неопределенности по отношению к входным параметрам используемых расчетных моделей оценки доз, позволяет определить наиболее чувствительные параметры, неточности в задании которых приводят к значительным неопределенностям оценок дозовых нагрузок на персонал и, таким образом, требуют более точного определения консервативных граничных значений при детерминистическом анализе и обосновании безопасности. Расчеты выполнены посредством применения кода RESRAD-BUILD 3.50, разработанного в Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Полученные результаты позволяют ранжировать параметры расчетной модели по степени их влияния на неопределенность итоговых оценок дозовых нагрузок на персонал, выработать рекомендации по оптимизации дозовых нагрузок при выполнении радиационно-опасных работ по выводу из эксплуатации объектов использования атомной энергии
Применение метода ударного микроиндентирования для оценки механических характеристик и дефектности структуры углеродных композиционных материалов
Get PDFThe problems of measurement the physical and mechanical properties of carbon materials by the dynamic microindentation method are considered. The description of the gage design for measurements is given. This gage allows creating different initial energy for straining of the material tested. It is shown that the design of the gage and the device allows testing both integral (in a large volume of straining) values of the hardness and the elastic modulus, and values of these characteristics for different structural components of the carbon-carbon composites materials: carbon rods and pitch. The obtained data confirms the possibility of using the accepted elastoplastic model of straining of the materials tested for the determination of the elastic modulus and hardness. The ratio between the dynamic and static characteristics is derived. Samples from such carbon materials as pyrolitic graphite, silicified graphite, graphite PPG, coal-filled PTFE and polyamide have been certified. Using these samples it was shown that the dynamic indentation method allows determining the elastic modulus in the range from 0.5 to 100 GPa and the hardness of indentation in the range from 20 to 550 MPa with an error not exceeding 10 %. It is established that the developed measuring device can be used to establish the presence of defects like "delamination". The influence of the depth of the defect placement on the measured parameters is shown.Рассматриваются вопросы измерения физико-механических характеристик углеродных материалов методом микроударного индентирования. Приводится описание конструкции датчика, создающего различную предударную энергию для деформирования материала при проведении измерений. Показано, что датчик дает возможность провести контроль как интегральных (в большом объеме деформирования) значений твердости и модуля упругости углеродных материалов, так и значений данных характеристик для отдельных структурных составляющих композиционного углерод-углеродного материала: углеродных стержней и пека. Приводятся результаты испытаний, подтверждающие возможность использования принятой упругопластической модели деформирования материала для оценки модуля упругости и твердости. Осуществлен переход от динамических характеристик к статическим. Проведена метрологическая аттестация образцов из таких углеродных материалов, как пирографит, силицированный графит, графит ППГ, угленаполненный фторопласт и полиамид. Показано, что метод динамического индентирования дает возможность измерять модуль упругости в диапазоне 0,5–100 ГПа и твердость индентирования в диапазоне 20–550 МПа с погрешностью, не превышающей 10 %. Разработанная измерительная техника может применяться для установления наличия макродефектов типа «расслоение» в материалах. Показано влияние глубины залегания дефекта на измеряемые параметры
Свойства G-орбит тройных ошибок и их инвариантов в кодах Боуза – Чоудхури – Хоквингема C7
Get PDFThis work is the further development of the theory of norms of syndromes: the theory of polynomial invariants of G-orbits of errors expands with the group G of automorphisms of binary cyclic BCH codes obtained by joining the degrees of cyclotomic permutation to the group Γ and practically exhausting the group of automorphisms of BCH codes. It is determined that polynomial invariants, like the norms of syndromes, have a scalar character and are one-to-one characteristics of their orbits for BCH codes with a constructive distance of five. The paper introduces the corresponding vector polynomial invariants for primitive cyclic BCH codes with a constructive distance of seven, next to the norms of the syndromes that are already vector quantities; the basic properties of the vector polynomial invariants are investigated. It is established that the property of mutual unambiguity is violated: there are G-orbit-isomers, which are different, but have the same vector polynomial invariants. It is substantiated and demonstrated by examples that this circumstance greatly complicates error decoding algorithms based on polynomial invariantsДанная работа является дальнейшим развитием теории норм синдромов (ТНС): расширяется теория полиномиальных инвариантов G-орбит ошибок относительно группы G автоморфизмов двоичных циклических кодов Боуза – Чоудхури – Хоквингема (БЧХ-кодов), получаемой присоединением к группе Г степеней циклотомической подстановки и практически исчерпывающей группу автоморфизмов БЧХ-кодов. Определено, что для БЧХ-кодов с конструктивным расстоянием пять полиномиальные инварианты, как и нормы синдромов, имеют скалярный характер и являются взаимно-однозначными характеристиками своих орбит. Для примитивных циклических БЧХ-кодов с конструктивным расстоянием семь вслед за нормами синдромов, становящимися уже векторными величинами, вводятся соответствующие векторные полиномиальные инварианты, исследуются их основные свойства. Установлено, что нарушается свойство взаимной однозначности: существуют G-орбиты-изомеры, различные, но имеющие одинаковые векторные полиномиальные инварианты. Обосновано и на примерах демонстрируется, что это обстоятельство незначительно осложняет алгоритмы декодирования ошибок на основе полиномиальных инвариантов
Вероятностный подход к принятию экспертных решений по анализу сложных объектов
Get PDFThe aim of the article is to ground the probabilistic approach to the acceptance of expert decisions on examinations of difficult objects with the use of the information technologies conducted on the basis of the used methodologies of realization of examinations. Criminalistics identification researches of difficult objects are conducted by comparison of the identification signs got from debatable (investigated) and exemplary (experimental) identifying objects. For comparison at first it is necessary to measure them, and already after it to compare inter se, i.e. to find the measure of closeness between the compared identification signs. And here are two aspects of estimation of authenticity of results of comparison. First from them belongs to determination of probability of complete coincidence of parameters of identification signs of two different objects. In other words, it is the aspect of proof of strict individuality of descriptions of the investigated objects, confessed in the whole world and allowing to use the categorical form of formulation of conclusion of expert. The calculation of probability of coincidence of fingerprint cards of two different personalities belongs exactly to this aspect. The second aspect is related to probabilistic character of processes of both origin of identification signs in difficult objects and their selection, measuring and comparison during realization of criminalistics researches. Exactly he is related to the probabilistic going near the estimation of results of criminalistics researches of difficult objects. It is shown that the result of any examination of difficult object, related to measuring of concrete sizes, is characterized by the presence of random constituent and its result must be presented in a probabilistic form. There are three separate random values determined by probability, characterizing examination and tool intended for identification researches of difficult objects At creation of tool for realization of examinations of difficult objects and its introduction into practice, the curves of values of probability errors of І and ІІ family must be made and its minimum efficiency must be determined. Exactl efficiency of tool must serve as a criterion for its suitability for realization of expert researches.Обоснован вероятностный подход к принятию экспертных решений по анализу сложных объектов с применением информационных технологий. Криминалистическая идентификация сложных объектов проводится путем сравнения идентификационных признаков, получаемых из спорных (исследуемых) и образцовых (экспериментальных) идентифицирующих объектов. Для сравнения их необходимо сначала измерить, а уже затем сравнить между собой, то есть найти меру близости между сравниваемыми идентификационными признаками. При этом возникают два аспекта оценки достоверности результатов сравнения. Первый из них относится к определению вероятности полного совпадения параметров идентификационных признаков двух разных объектов. То есть это аспект доказательства строгой индивидуальности характеристик исследуемых объектов, признанный во всем мире и позволяющий использовать категорическую форму формулировки вывода эксперта. К данному аспекту относится расчет вероятности совпадения дактилокарт двух различных личностей. Второй аспект связан с вероятностным характером процессов как возникновения идентификационных признаков в сложных объектах, так и их выделения, измерения и сравнения при проведении криминалистических исследований. Данному аспекту присущ вероятностный подход к оценке результатов криминалистических исследований сложных объектов. Показано, что результат любой экспертизы, включающей в себя измерения конкретных величин, характеризуется наличием случайной составляющей, и его необходимо представлять в вероятностной форме. Существуют три отдельные определяемые вероятностью случайные величины, которые характеризуют экспертизу и инструментарий, предназначенный для идентификационных исследований сложных объектов, что и обуславливает необходимость представления выводов эксперта в вероятностной форме. При создании и внедрении в практику инструментария для проведения экспертиз сложных объектов должны быть построены кривые величин вероятности ошибки І и ІІ рода и установлена его минимальная эффективность, определяющая пригодность данного инструментария для проведения экспертных исследований
Синтез диаграмм направленности антенн РЛС с линейным сканированием луча и амплитудной обработкой сигналов
Get PDFIn radars with linear beam scanning the angular resolution is determined by the width of the antenna pattern. The traditional way to increase this resolution is to enlarge the size of the antenna aperture, which is limited by technical capabilities. It is possible to achieve an increase in the angular resolution by using special methods for processing the received signals, which make it possible to synthesize the antenna pattern with the desired width. The aim of the work was to develop such method for synthesizing of radar antenna pattern with linear beam scanning and amplitude signal processing. A method for the synthesis of the antenna patterns with a given width, determined by the distance between the zeros of the first side lobes is proposed. This is reached by simultaneous processing of delayed signals in the output of the receiver and its summations. The method of pattern synthesis is based on the choice of the optimality criterion by minimizing the quadratic loss function. This function includes a term that minimizes the noise variance at the output of the receiver, as well as terms that take into account linear restrictions on the antenna pattern amplitude and width. The solution to the problem is carried out on the basis of the method of Lagrange multipliers with linear constraints.The capabilities of the method are shown in model examples of the synthesis of antenna patterns with different number of measurement channels. It is assumed that the initial diagram is described by a Gaussian function. The cases of uniform and nonuniform distribution of angles in the range of the initial antenna pattern are considered. The dependence of the signal-tonoise ratio on the number of directional patterns and the amplitude of the side lobes is investigated.В радиолокационных станциях (РЛС) с линейным сканированием луча угловая разрешающая способность определяется шириной диаграммы направленности антенны. Традиционным путем ее увеличения является повышение размеров апертуры антенны, что ограничивается техническими возможностями. Достичь увеличения угловой разрешающей способности можно путем использования специальных методов обработки принятых сигналов, позволяющих синтезировать диаграмму направленности с желаемой шириной. Цель работы состояла в разработке метода синтеза диаграммы направленности в РЛС с линейным сканированием луча и амплитудной обработкой сигналов. Предлагается метод синтеза диаграммы с заданной шириной, определяемой расстоянием между нулями первых боковых лепестков. Это достигается путем одновременной весовой обработки задержанных во времени сигналов на выходе приемника и их суммирования. Метод синтеза диаграммы основан на выборе критерия оптимальности путем минимизации квадратичной функции потерь. В состав функции входит слагаемое, обеспечивающее минимизацию дисперсии шумов на выходе приемника, а также слагаемые, учитывающие линейные ограничения на амплитуду диаграммы направленности и ее ширину. Решение задачи осуществляется на основе метода неопределенных множителей Лагранжа с линейными ограничениями. Получены структурная схема формирования диаграммы направленности, соответствующая схеме трансверсального фильтра, и уравнения для нахождения ее оптимальных параметров. Возможности метода показаны на модельных примерах синтеза диаграмм направленности при различном числе каналов измерений. Полагается, что исходная диаграмма описывается гауссовой функцией. Рассмотрены случаи равномерного и неравномерного положения исходных лучей в диапазоне ширины исходной диаграммы. Исследована зависимость отношения сигнал/шум от количества диаграмм направленности и амплитуд боковых лепестков