Рассмотрена возможность трибологического применения эпоксидных композитов, наполненных микрокапсулами со смазочным материалом. В матрицу из эпоксидно-диановой смолы ЭД-20 добавлялись микрокапсулы в полиэфирных оболочках, содержащие индустриальное масло И-40.

Во время испытаний на скольжение капсулы повреждаются неровностями контртела, в результате чего масло попадает в зону контакта. Смазывающее действие выделившегося масла и улавливание частиц износа в полостях, оставленных разорвавшимися капсулами, приводит к значительному снижению как коэффициента трения, так и удельной скорости изнашивания.

Важную роль в обеспечении работоспособности узла трения играют трибохимические реакции, протекающие при взаимодействии композита с поверхностью металла. Кинетика формирования в процессе трения вторичных поверхностных структур исследовалась методом ИК-спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения. Морфология и элементный состав структур, образовавшихся на поверхности контртела в процессе трения, исследовались на сканирующем (растровом) электронном микроскопе (РЭМ) Zeiss EVO MA 18, оснащенном энергодисперсионным анализатором XMax 50N (ЭДС).

Исследовано влияние межэлектродной среды и режимов электроискровой обработки (ЭИЛ) на микротвердость, структуру и триботехнические свойства модифицированных поверхностных слоев, формируемых при различных технологических режимах. В качестве межэлектродной среды были использованы сложные эфиры: ДОС – диоктилсебацинат (сложный эфир изооктилового спирта (2-этилгексанола) и себациновой кислоты) и ДОФ – диоктилфталат (диэфир фталевой кислоты и 2-этилгексанола), обладающие сложной разветвленной структурой и высоким энерговыделением при разложении. В качестве управляемых технологических параметров были рассмотрены период импульса (T, мкс) и длительность импульса (t, мкс), а также их комбинация – скважность импульсов. Анализ проведенных исследований показывает эффективность применения ЭИЛ в рассматриваемых межэлектродных средах для покрытий тяжелонагруженных трибосистем. 

Изучено влияние микронных частиц оксида магния и карбида бора наполнителя на вязкоупругие свойства композитных материалов на основе эпоксиднодиановой смолы, для чего проведены комплексные теоретико-экспериментальные исследования. Экспериментальные данные для созданных композитов получены методом индентирования. Идентификация механических свойств вязкоупругих композиционных материалов на основании экспериментально полученных диаграмм «нагрузка – проникновение» проведена на основе созданного вычислительного алгоритма. Представлены результаты идентификации параметров модели Прони по экспериментальным кривым ползучести, которые получены в рамках метода микроиндентирования. Идентификация параметров модели осуществлена гибридным методом на основе генетического алгоритма и метода Нелдера – Мида. Такой подход обеспечивает устойчивую схему определения искомых параметров. Представленный подход к изучению механических свойств материалов эффективен при идентификации вязкоупругих свойств композиционных покрытий. 

Представлены результаты эксплуатации устройств смазывания гребня колеса различных способов лубрикации: контактного и жидкостного. Исследовано влияние технологии лубрикации на формирование показателей эксплуатационной эффективности локомотивов на примере парка грузовых электровозов одной серии, на которых установлены устройства гребнесмазывания контактного и жидкостного типа. Определены эффектообразующие факторы, получаемые в ходе применения устройств гребнесмазывания, и распределение эффектов между дирекцией тяги и сервисной компанией, обеспечивающей сервисное обслуживание локомотивов с установленными гребнесмазывателями.

Выполнен сравнительный анализ двух сценариев эксплуатации устройств с применением гребнесмазывателей контактного и жидкостного типа, сопоставлены основные показатели, определяющие технико-экономическую эффективность применения гребнесмазывателей. 

На станках фрезерной группы выполняются различные операции по обработке металлических заготовок торцевыми, концевыми, пазовыми, цилиндрическими фрезами. Операции для нарезания резьб выполняются с использованием режущих инструментов и приспособлений. Одним из основных источников шума, превышающим санитарные нормы, является система «режущий инструмент – обрабатываемая заготовка». В статье представлены теоретические исследования и выведены аналитические зависимости уровней звукового давления и звуковой мощности для технологических процессов фрезерования и строгания, а также получены выражения скоростей колебаний. Представленный подход отличается своей простотой и логичностью инженерного расчета уровней звукового давления с учетом собственных частот колебаний как режущего инструмента, так и обрабатываемой заготовки во всем нормируемом диапазоне частот. 

На основании проведенного анализа научно-технической и патентной информации, дефектов и разрушений основных элементов конструкции впрыскивающих пароохладителей (ВПО), выявленных в ходе эксплуатации котлоагрегатов, в частности их форсунок, отмечены основные процессы, влияющие на ресурс ВПО. С учетом результатов анализа и современного состояния исследований по повышению надежности и ресурса ВПО сформулированы пути совершенствования основных элементов конструкции ВПО, которые направлены на повышение надежности и ресурса ВПО при сохранении высокого качества распыла форсунками охлаждающей воды. Эти пути включают выбор перспективных материалов форсунок и оптимизацию конструкции форсунок и других частей ВПО с учетом выявленных потенциальных зон разрушения, моделирования напряженно-деформированного состояния, полей температур форсунок и ВПО в целом, особенностей распределения потоков сред и полей распределения скоростей сред в форсунках и ВПО в целом, эрозионного износа их поверхностей, процесса трещинообразования и развития трещин. 

Рассматривается задача начальной ориентации беспилотного летательного аппарата (БПЛА) по высокоточным спутниковым измерениям. Решение получено в виде явных зависимостей углов ориентации БПЛА относительно географической системы координат от вторичных спутниковых измерений координат навигационных приемников, расположенных на БПЛА, в геоцентрической системе координат. Приведена численная оценка точности предложенного метода, иллюстрирующая эффективность его практического применения. В результате проведения исследований полученные результаты позволяют говорить о возможности использования предложенного в статье способа для определения начальной ориентации беспилотного летательного аппарата с требуемой для современных БПЛА точностью (определяемой габаритами БПЛА и допустимым временем позиционирования) с минимальными затратами. 

Содержится описание разработанной авторами эффективной методики прогнозирования спроса на грузовые перевозки. В рамках исследования предложено использовать комплексный подход, включающий в себя различные методы прогнозирования, такие как анализ временных рядов, эконометрические модели и экспертные оценки. Анализ временных рядов представляет собой метод, основанный на изучении изменений величины переменной во времени. Эконометрические модели, в свою очередь, позволяют установить зависимость между различными экономическими показателями и спросом на грузовые перевозки. Использование экспертных оценок позволяет учесть особенности конкретной отрасли и принять во внимание мнение профессионалов. Исследование подтверждает, что использование различных методов прогнозирования может значительно повысить точность прогнозов и помочь логистическим компаниям принимать более обоснованные решения. Таким образом, разработанная авторами методика прогнозирования спроса на грузовые перевозки позволяет достичь наиболее точных результатов и оптимизировать деятельность логистических компаний. 

Представлены разработанные технико-технологические параметры железнодорожных станций погрузки и выгрузки в крупнейших мегаполисах Российской Федерации твердых коммунальных отходов, перевозимых с использованием контрейлерной технологии, включающие в себя требования к путевой и терминально-складской станционной инфраструктуре, выбору рационального способа организации приема коммунальных отходов на железнодорожный транспорт, используемому типу подвижного состава для реализации данных перевозок, способам выполнения погрузочно-разгрузочных операций с перевозимым грузом, а также требования к поездообразованию, экономике перевозочного процесса, соблюдению экологических требований с учетом законодательства Российской Федерации и возможности применения тарифной политики ОАО «РЖД» в рамках проекта организации перевозки твердых коммунальных отходов железнодорожным транспортом и др. 

Представлен концептуальный подход к практическому опыту управления смешанными перевозками, показаны авторские предложения по использованию облачных технологий в части экономической цифровизации логистических потоков, разработаны и измерены статистические показатели эффективности перевозок и представлена динамика изменения показателей в проекции к определенному типу логистического потока. На основании сравнительного анализа показана вариация ставок в национальной валюте (рубли) на перевозки в зависимости от рыночных трендов предложения услуг в сфере транспортной логистики. Продемонстрированы возможности интеграции облачных технологий в систему управления логистическими потоками и возможностями принятия решений на основании тенденций изменений экономических показателей. Дано авторское определение термина «перегон». 

С целью продвижения ежегодно увеличивающегося грузопотока на восточном направлении движения, а также в рамках реализации инвестиционного проекта «Модернизация железнодорожной инфраструктуры Байкало-Амурской и Транссибирской железнодорожных магистралей с развитием пропускных и провозных способностей» структурным подразделениям железнодорожного транспортного комплекса необходимо регулярно принимать корректирующие технические решения, направленные на оптимизацию технологических процессов, возврат к реализации альтернативного инфраструктурного комплекса железнодорожных магистралей, частичную модернизацию имеющейся инфраструктуры.

В условиях прироста объемов погрузки предприятиями добывающего и промышленного комплексов, расположенными в границах Восточного полигона железных дорог, для увеличения объемов добычи сырьевых грузов предусматривается проведение комплекса реконструктивных мероприятий, направленных на увеличение пропускной способности, основным из которых, по мнению авторов, является оптимизация путевого развития инфраструктуры общего и необщего пользования железнодорожных станций. Проведенный анализ отдельного транспортного объекта БАМ доказал необходимость модернизации инфраструктуры с целью удовлетворения потребностей предприятия в отгрузке полезных ископаемых с учетом двукратного прироста грузопотока и перспективных объемов перевозок по Байкало-Амурской магистрали в рамках развития промышленного комплекса страны в целом. 

Рассмотрены вопросы организации зернового хаба на территории Западной Сибири. Учитывая большую протяженность территории Российской Федерации, особенности регионов Западной Сибири по производству, наличие различных климатических зон и, как следствие, наличие дефицитных и профицитных административно-территориальных единиц, необходимости наращивания экспортного потенциала, назрела необходимость пересмотра существующей логистики доставки зерновых грузов. Анализ внутреннего потребления зерна в стране показал неравномерность производства и потребления, были сформированы транспортно-логистические схемы транспортировки зерновых грузов от производителей к потребителям как на территории страны, так и на экспорт через зерновой хаб, по которым разработаны маршруты перевозки и рассчитаны тарифы. В результате чего предложен проект организации зернового хаба на территории Новосибирского транспортного узла. 

В статье описан порядок перемещения драгоценных металлов через таможенную границу Евразийского экономического союза в многостороннем автомобильном пункте пропуска, рассмотрены технические средства таможенного контроля, применяемые для идентификации драгоценных металлов, принцип их работы и основные характеристики. Показано, что поиск и идентификация драгоценных металлов в ювелирных изделиях требует применения таких методик и технических средств, которые бы в предельно короткое время в оперативных условиях с достаточно высокой степенью достоверности могли бы определять: относится ли материал исследуемого изделия к драгоценным – золоту, серебру или металлам платиновой группы – и каков процент его содержания в изделии, т.е. его проба. Определены наиболее эффективные технические средства идентификации. 

Рассмотрены задачи и возможные направления повышения эффективности работы железнодорожных станций на грузонапряженных направлениях в условиях ограниченных пропускных способностей участков припортовых железных дорог. Актуализированы задачи сбалансированного управления работой станций и участков в логистических схемах доставки грузов. Выполнен анализ составности отправляемых поездов своего формирования и возможные механизмы управления указанным параметром. В качестве объекта рассмотрен участок между крупнейшей припортовой станцией Новороссийск Северо-Кавказской железной дороги и сортировочной станцией Батайск.

Основной целью исследования является выработка мероприятий по повышению эффективности работы станций в условиях ограниченных пропускных способностей направлений с целью ускорения пропуска вагонопотоков по полигону. С этой целью выполнен анализ составности поступающего поездопотока на станцию Новороссийск по прибытию и отправлению за несколько лет, рассматривается статистика по количеству отправленных поездов повышенной длины (ППД), анализируется опыт организации ППД на других направлениях.

Предложены направления повышения эффективности работы рассматриваемых станций за счет изменения доли поездов повышенной длины с последующим возможным тиражированием данного опыта и на другие железнодорожные станции.

В современном мире на промышленных объектах все большее применение находят фронтальные погрузчики для погрузки цилиндрических штучных грузов. При штабелировании бочек или труб в некоторых случаях необходимо производить как дополнительное маневрирование шасси, так и дополнительное позиционирование грузозахватным органом погрузчика. Для этого целесообразно использовать фронтальный погрузчик с манипулятором-триподом. Рассмотрен процесс перемещения грузозахватного органа от момента захвата объекта до момента его погрузки. Разработана конструкция механизма погрузочно-транспортного агрегата. Рассчитана рабочая зона обслуживания погрузчика, которая, в свою очередь, является увеличенной по сравнению с базовой моделью за счет использования двухосного шасси, пространственно-параллелограммного механизма, телескопических приводов и манипулятора-трипода. Проведен геометрический, структурный и кинематический анализ. Исследования показали, что необходимое время на обход препятствий с учетом использования двухосного шасси составляет на 14 % меньше, а коэффициент производительности погрузчика равен 0,75 по отношению к базовой модели (патент RU 2722747 C1, Бюл. № 16).

Развитие транспортной инфраструктуры происходит по нескольким направлениям. Одним из основных является совершенствование внеуличного транспорта, что связано с высотой плотности организации пространства современного города. Перспективным является проектирование строительства канатных дорог, эксплуатация которых связана с необходимостью решения ряда научных задач. Одной из ключевых задач является обеспечение безопасности и комфорта пассажиров, а также устойчивости и надежности конструкций. Специфика такого транспорта базируется на свободных и вынужденных колебаниях, одной из причин которых является ветровое воздействие, носящее во многом случае случайный характер. Для учета этого фактора предлагается использовать аппарат статического анализа. 

В период с 25 по 29 сентября 2023 года в г. Санкт-Петербурге прошла Седьмая международная научная конференция «Интеллектуальные информационные технологии в технике и на производстве» (IITI’23), организованная ФГБОУ ВО «Ростовским государственным университетом путей сообщения», СПбГУ и ИТМО при поддержке Российской ассоциации искусственного интеллекта. Целью IITI’23 является объединение передового международного опыта в области разработки и внедрения современных методов автоматизации, цифровизации и искусственного интеллекта в фундаментальных и прикладных науках, а также развитие контактов в этой области. В статье приводится краткое реферирование представленных на конференции наиболее интересных докладов, включая два пленарных доклада и анализ работы круглого стола. 

Рассмотрена проблема моделирования работы различных пневматических систем, в частности вопроса истечения воздуха из резервуара в атмосферу. Применяемые в настоящее время расчетные модели пневматических систем строятся на достаточно сложных уравнениях, взятых из газодинамики и гидравлики. Для упрощения инженерных расчетов и снижения нагрузки на вычислительную технику при моделировании были предложены методика и расчетные уравнения истечения сжатого воздуха из резервуара с заданными объемом и площадью выходного отверстия. Было произведено теоретическое обоснование предложенных уравнений через построение энергетического баланса. Также предложено уравнение, позволяющее на основе экспоненциальной функции при известном объеме, начальном давлении и площади выходного отверстия смоделировать процесс выхода воздуха в атмосферу. Произведено сравнение полученных уравнений с экспериментальными данными. 

Рассмотрен обзор работ по второму принципу Вардропа (системный оптимум), показывающему оптимальное для общества распределение автомобильных потоков по транспортной сети. В обзоре показано, что с помощью современных ИТС-технологий, запрета проезда по участкам улично-дорожной сети (УДС) можно стимулировать поведение пассажиров и приблизиться к «системному оптимуму». Модель времени передвижения в зависимости от интенсивности транспортного потока получена для классической модели Гриншилдса. На основе этой модели получено распределение транспортных потоков по второму принципу Вардропа в случае «узкой» и «широкой» дорог и двух «узких» дорог. Получены аналитические формулы для расчета распределения автомобилей по двум дорогам. Приведен численный пример, показывающий отличие принципов Вардропа – «конкурентного равновесия» и «системного оптимума». 

Рассмотрены вопросы применения вероятностного подхода для формирования графика электротяговой нагрузки при имитационном моделировании системы тягового электроснабжения. В качестве базового выбран метод, основанный на применении универсальной выравнивающей функции на основе гамма-распределения. Оценка эффективности аппроксимации выполнена с применением критерия Колмогорова. Показано, что для задания тяговой нагрузки единичного поезда на участках со сравнительно простым профилем пути возможно использование указанного метода с параметрами гамма-распределения, определяемыми через коэффициент эффективности тока нагрузки. На основе авторской модели в программном комплексе SimInTech выполнено двухвариантное имитационное моделирование системы тягового электроснабжения для фактического и вероятностного графика тяговой нагрузки. Это позволяет говорить о том, что вероятностный график может быть применен вместо реального графика для определения расхода и потерь электроэнергии в тяговой сети. Показаны границы применения указанного метода. Установлено, что для тяговой нагрузки фидеров контактной сети требуется корректировка параметров гамма-распределения на основе итерационных методов расчета. 

В процессе эксплуатации моторвагонного подвижного состава в пригородном движении на расход электроэнергии на тягу могут оказывать влияние различные факторы, в том числе погодные условия: температура и влажность окружающего воздуха, атмосферное давление, ветер, осадки. На примере участка Нижний Новгород – Заволжье Горьковской железной дороги исследовано влияние природных факторов на расход электроэнергии на тягу в пригородном движении. В исследовании с использованием методов теории вероятностей и математической статистики установлено, что значимое влияние на расход электроэнергии на тягу в пригородном движении оказывает только температура окружающего воздуха. Влияние других природных факторов незначимо.

При решении задачи компенсации реактивной мощности следует отметить тесную взаимосвязь размещения компенсирующих устройств в узлах энергосистемы со снижением потерь активной мощности и повышения качества электроэнергии. Многолетние исследования в рассматриваемой области были в основном направлены на уменьшение размерности решаемой задачи и преодоление информационной разобщенности отдельных подсистем.

Целью исследования является разработка методологии расчета компенсации реактивной мощности потребителей в энергосистемах, устанавливающей принципы математического моделирования при наличии неопределенностей различного вида: по значениям параметров сети, «размытостью» некоторых технических ограничений и неопределенностью целей оптимизации при выборе и размещении компенсирующих устройств (КУ).

Оптимальное размещение КУ является по своей сути задачей многокритериальной. В работе сформулированы основные цели оптимизации: повышение экономических и технических показателей работы сети, оптимальное уменьшение технологических сложностей при реализации проекта КРМ и на их основе разработаны следующие критерии: максимальное снижение потерь активной и реактивной мощностей, оптимальный режим напряжения в узлах энергосистемы в часы ее наибольших нагрузок и минимум технологических сложностей. Дано математическое описание задачи по перечисленным критериям и разработана методика выделения области Парето по этим критериям в условиях ограниченного ресурса компенсирующих устройств. Поиск эффективного решения в области Парето использует теорию нечетких множеств и по своей сути субъективна. Поэтому такого рода модель построена на сочетании математических методов оптимизации и не вполне формальных процедур, выполняемых человеком на различных стадиях принятия решений (экспертные процедуры). Соответствующая экспертная процедура принятия решений требует определения режимных ущербов от неучастия группы потенциально пассивных подстанций в КРМ, что может быть сделано по рекомендованной в работе методике. 

Исследования, изложенные в статье, направлены на решение задачи организации точек питания электропотребителей, располагающихся вдоль полотна электрифицированных железных дорог. Такие точки питания предназначены прежде всего для питания маломощных потребителей, таких как устройства измерения, контроля, наблюдения и освещения. В качестве базового источника энергии в статье предлагается использовать напряжение, распределяемое по цепи изоляторов в гирлянде, а именно падение напряжения на первом изоляторе, имеющем непосредственный контакт с заземленной арматурой. В качестве примера предложен вариант подключения к линиям ДПР, прокладываемым вдоль полотна электрифицированных железных дорог. Такой подход может быть использован в системах, позволяющих осуществлять отбор электроэнергии с последующим её преобразованием и накоплением специальным устройством. 

В настоящее время появляются новые системы автоматизированного диагностирования состояния узлов грузовых вагонов во время движения поезда. Одним из способов диагностики тормозного оборудования грузового поезда является контроль температуры колес при торможении поезда. Во время торможения грузового поезда при взаимодействии колеса и тормозной колодки выделяется тепловая энергия. По величине нагрева колеса можно судить о силе и продолжительности нажатия тормозной колодки при торможении. Если известны величины скорости в начале и конце торможения, расположение вагонов с известной загрузкой в составе и время торможения, то измеренная температура колеса дает необходимую информацию для диагностики автотормозов в движении поезда. Цель работы заключается в выявлении поверхности на колесе, обладающей наилучшей информативностью для диагностики автотормозов при измерении температуры этой поверхности после торможения. В работе выполнено моделирование нестационарного термического процесса в колесной паре в среде SolidWorks Simulation. Доказано, что наиболее информативной и удобной поверхностью для измерения температуры колеса с целью диагностики автотормозов является боковая поверхность обода. 

На примере электровоза 3ЭС5К рассматривается существующий технологический процесс экипировки локомотива песком, одним из главных недостатков которого являются завышенные нормы времени на его заправку песком, что приводит к простою локомотива. Предлагается автоматизировать существующий процесс заправки локомотива песком за счет внедрения автоматизированного рукава подачи песка в бункер локомотива, который позволит снизить нормы времени на его заправку не менее чем в 3 раза, а, следовательно, сократить простои локомотивов в пунктах их экипировки песком и в её ожидании. Произведен расчет качественных показателей использования электровоза серии 3ЭС5К на участке Мариинск – Красноярск при типовой и предлагаемой системах пескоснабжения локомотивов, который показал, что предлагаемое техническое решение позволяет сократить время полного оборота локомотива, эксплуатируемый парк, при этом повысить среднесуточный пробег локомотива, что приводит к повышению производительности локомотива на 6,6 %. 

Материал данной статьи посвящен поиску решений по определению срока службы различных марок цеолитов и установлению основных факторов влияния на его величину. Для реализации этих целей рассмотрена технологическая схема осушки сжатого воздуха с описанием и определением функционала основных и вспомогательных конструкционных элементов. Анализируются факторы, влияющие на величину срока службы рассматриваемых марок цеолита. По представленному алгоритму выполнен расчет срока службы различных марок цеолита при идентичных параметрах проведения технологического процесса. Полученные данные визуализированы в виде графических зависимостей, анализ которых позволил выявить прямую зависимость срока службы адсорбента от температуры сжатого воздуха, поступающего в адсорбер, и величины его микропор, а также определить марку наиболее ресурсоэнергоэффективного, экологически и экономически целесообразного цеолита при использовании его в процессах осушки сжатого воздуха. 

Рассмотрены вопросы управления взаимодействием электроподвижного состава и энергетической инфраструктуры железных дорог в условиях ограничений энергетической инфраструктуры на экспериментальном электрифицированном участке переменного тока Западно-Сибирской железной дороги. Получены результаты движения грузовых электровозов с установленным измерительным оборудованием на электроподвижном составе и двух тяговых подстанциях электрифицированного участка переменного тока. Выполнен мгновенный расчет степени влияния электровозов на параметры системы тягового электроснабжения (в том числе на узлы напряжения с другими электровозами), степени взаимного влияния электровозов. Определены управляющие воздействия на электроподвижной состав с учетом статусов других поездов в реальном времени на основе измерений токов, напряжений, мощности и других параметров в условиях ограничения мощности системы тягового электроснабжения. Предлагаемый подход позволит в реальном времени получать по данным загрузки тяговых подстанций, напряжений в межподстанционной зоне ограничения, на движение поезда по межпоездным интервалам, предельной скорости движения, исходя из энергетических условий в реальной обстановке, координируя управляющие воздействия между поездами в межподстанционной зоне на основе приоритета.

Рассмотрены проблемы эксплуатации вагонных замедлителей сортировочных горочных комплексов. Для решения проблемы шума при торможении грузовых вагонов на тормозных позициях приведены данные замеров шума при работе замедлителей, описаны причины и условия его появления. Анализ замеров уровня шума и последующее ранжирование частот позволили выявить наиболее значимые октавные частоты, ответственные за уровень шума от тормозных позиций. Предложена конструкция механизма контактно-ротапринтного метода нанесения модификатора трения на торцевую поверхность колеса вагона для шумоподавления при торможении. Отмечено снижение пиковых значений звукового давления до уровня, который вполне согласуется с требуемыми нормативами, указанными в санитарных нормах.