CC BY
38
4 L,
--Lv ■ Cos0 , --L, ■ Sin0 .
(28) (29)
Проекция Ьг определится по формуле (7). Проекции вектора амплитуды виброперемещения и Ау, измеренные в микрометрах, определятся по формулам:
А = Рху ■ 1 , (30)
А,
= Px, ■LУ '
(31)
Проекция вектора амплитуды виброперемещения Аг, измеренная в микрометрах, определится по формуле (16).
Модуль вектора амплитуды виброперемещения А, измеренный в микрометрах, определится по формуле:
Рисунок 4 - Проекции и угол наклона полудлины следа вибрационного размытия изображения метки
A = J AX + A, + AZ
(32)
ф = arctghso (™lm ) jc0
icso (mlm ) _ ic0
(27)
Таким образом, решена задача бесконтактного измерения величин и направлений виброперемещений точек исследуемого объекта.
Проекции Lx и Ly определятся по формулам:
ЛИТЕРАТУРА
1. Yurkov N.K., Gorbalysov M.S., Yakimov A.N. The improving of the Radar Detection System under the Influence of External Actions. // Modern problems of radioengeneering, telecommunications, and computer science: Proceedings of the International Conference TCSET'2012 February 2124 2012. P. 186-187.
2. Белов А.Г. Обзор современных датчиков утечки воды / А.Г. Белов, Н.В. Горячев, В.А. Трусов, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 34-36.
3. Трусов В.А. Проектирование одновибратора без перезапуска на программируемой логической интегральной схеме / Трусов В.А., Кочегаров И.И., Горячев Н.В. // Молодой ученый. 2015. № 4 (84). С. 276-278.
4. Юрков, Н.К. Информационная технология многофакторного обеспечения надежности сложных электронных систем [Текст] / Н.К. Юрков, А.В. Затылкин, С.Н. Полесский, И.А. Иванов, А.В. Лысенко // Надежность и качество сложных систем. 2013. № 4. С. 75-79.
5. Патент 2535237 РФ, МПК G01H9/00. Способ измерения вибраций / Држевецкий А.Л., Юрков Н.К., Григорьев А.В., Затылкин А.В., Кочегаров И.И., Кузнецов С.В., Држевецкий Ю.А., Деркач В.А. -№ 2013128327/28; заявл. 20.06.2013.
6. Патент 2535522 РФ, МПК G01H9/00. Способ измерения вибраций / Држевецкий А.Л., Юрков Н.К., Григорьев А.В., Затылкин А.В., Кочегаров И.И., Кузнецов С.В., Држевецкий Ю.А., Деркач В.А. -№ 2013128329/28; заявл. 20.06.2013.
7. Патент 2032218 РФ, МПК G06K9/00. Устройство для селекции изображений объектов / Држевецкий А.Л., Контишев В.Н., Григорьев А.В., Царев А.Г. -№ 4891118/24; заявл. 17.12.1990; опубл. 27.03.1995.
8. Григорьев А.В., Држевецкий А.Л., Баннов В.Я., Трусов В.А., Кособоков А.С. Об ограничениях уровнево-пороговой сегментации полутоновых растровых изображений // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». 2014. Т. 2. С. 18-21.
9. Григорьев А.В., Држевецкий А.Л., Баннов В.Я., Трусов В.А., Кособоков А.С. Принцип негативно-контурной классификации растровых элементов полутоновых изображений // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». 2014. Т. 2. С. 21-24.
10. Григорьев, А.В. Горизонтально-положительный анализ элементов плоского сегмента полутонового растрового изображения [Текст] / А.В. Григорьев, А.Л. Држевецкий, В.Я. Баннов, В.А. Трусов,
A.С. Кособоков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 24-27.
11. Григорьев, А.В. Горизонтально-положительный анализ контурных элементов плоской вершины на протяженном убывающем склоне растровой поверхности [Текст] / А.В. Григорьев, А.Л. Држевецкий,
B.Я. Баннов, В.А. Трусов, А.С. Кособоков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 27-30.
12. Григорьев, А.В. Способ обнаружения и идентификации латентных технологических дефектов печатных плат [Текст] / А.В. Григорьев, А.Л. Држевецкий, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 15-19.
13. Григорьев, А.В. Классификация дефектов бортовой РЭА [Текст] / А.В. Григорьев, Е.А. Данилова, А.Л. Држевецкий // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 228231.
14. Артемов И.И. Экспериментальные исследования разрушения листовой рессоры транспортных средств / Артемов И.И., Келасьев В.В., Генералова А.А. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2009. № 2. С. 145-155.
15. Кочегаров, И.И. Алгоритм выявления латентных технологических дефектов фотошаблонов и печатных плат методом оптического допускового контроля [Текст] / И.И. Кочегаров, И.В. Ханин, Н.К. Юрков, А.В. Григорьев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 54-57.
УДК 004.932.2
Гришко А.К., Зюзина А.А.
ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
ДИНАМИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИМИ МОДЕЛЯМИ СИСТЕМЫ С МНОГИМИ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ
Степени свободы - совокупность независимых координат перемещения и/или вращения, полностью определяющая положение системы. В комплексе с производными по времени и соответствующими скоростями степени свободы определяют положение и
движение ее элементов. В системе моделирования процесса задаются параметры, представляющие собой совокупность, состоящую из узла и связи (шарнирное соединение). Отсутствие явно зада-
ваемых данных приводит к невозможности автоматического создания исполняемых модели[1-3].
Целью работы является улучшение качества динамического управления графической модели путём использования такой их модели, которая основана сканировании и экспортирование данных. В качестве примера в статье рассматривается сустав человеческого тела.
Для создания корректной формы узла подвижности шарнирного соединения на определенный сустав человеческого тела при современных технологиях проектирования необходимо первоначально создать модель этого сустава с различными мор-фометрическими параметрами. Современные методы
проектирования [4-5,7] предполагают создание компьютерных моделей сустава. Модель сустава с различными морфометрическими параметрами в нашем случае - это различные виды геометрической модели сустава с учетом возрастных особенностей пациентов, различных пропорций человеческого тела у разных индивидуумов и с учетом гендер-ного признака.
Для ряда случаев необходимо сканирование тела ноги конкретного индивида - и эта задача -индивидуальное моделирование ног вполне осуществима - реальное сканирование, с учетом доработки занимает около 20-30 минут.
Рисунок 1 - Процессы снятия сканов модели
Экспортируем полученные результаты в один из нескольких форматов 3D (VRML, OBJ, STL, PLY, ASCII, АОП) для работы тригибидным моделировщи-ком : PowerShape.
На основе полученных моделей методом масштабирования были получены модели ног соответ-
ствующие размерам S ,М и L. Для удобства анализа моделей они на рисунках представлены в формате интервала участка +15 см от колена и -15 см от колена. Размеры виртуально измерялись с помощью специальных средств виртуального моде-лирювщика.
а б
Рисунок 2 - Модели колена ног с размерами М. Обхват ноги: а - сверху; б
При разработке конструкции узла подвижности ортеза изготовленного из амагнитного материала - сплава алюминия Д16Т, были проанализированы базовые конструкции ортезов, уже выпускаемые разными производителями и спроектированы несколько конструкций узлов подвижности с применением российского программного продукта КOMPAS который имеет тесную интеграцию с САМ программным продуктом фирмы DELCAM - FEATURECAM [4,6,9].
Узел подвижности шарнирного соединения состоит из верхней части ортеза (поз.1), нижней части (поз.2), упора (поз.3), втулки- оси (поз.4) (см .рисунок 4). Втулка предназначена для соединения верхней и нижней части ортеза, при сборке она развальцовывается гарантируя неразъемность соединения. Втулка изготавливается из титана, в отличие от других частей, изготовленных из сплава алюминия. В соединении обеспечивается зазор между диаметральными
снизу
6 ' '54
1 - Верх ортеза, 2 - Низ ортеза, 3 - Упор ортеза, 4 -Ось ортеза, 5 -Винт регулировочный ортеза, 6- Шайба стопорная, 7-Клепка вытяжная Рисунок 3 - Описание макета узла подвижности ортеза
участками втулки таким образом, что его величина дает возможность выполнить опору верхней и нижней части ортеза по большому цилиндрическому участку на поверхности основных частей ортеза.
Такая конструкция позволяет обеспечить основную трибологическую нагрузку не на сочленение, идущее по оси, а по поверхностям покрытым керамическим слоем, полученным микродуговым оксидированием. Свободное вращение обеспечивается гарантированным зазором между боковыми повершностями верхней и нижней части ортеза.
который формируется при сборке узла. В конструкции предусмотрен механизм ограничения подвижности узла с возможностью его регулировки от полной неподвижности, до некоторой степени ограничения (Рисунки 3а, 3б). Регулировка выполняется за счет вворачивания регулировочных винтов
(поз.5, см. рисунок 3) в ограничительные резьбовые отверстия, расположенные радиально на узле вращения. Регулировочные винты фиксируются от выворачивания пружинящими шайбами (поз.6).
Рисунок 3а - Узел подвижности отреза в зафиксированном состоянии при соосном положении
Однако после анализа конструкции совместно с врачами ортопедами было сделано замечание -сложность регулировки степени подвижности и большая толщина всего узла - до 10 мм. Узел подвижности был переработан. В процессе модернизации была решена главная проблема- обеспечить при этом соосность вращающихся частей, невыпадение верха из низа, то есть предотвращение смещение частей ортеза в направлении перпендикулярном оси вращения. Для этого в отличии от первоначальной конструкции уходим от центровой оси, уменьшаем толщину несущих элементов ортеза до 3 мм. Идеальный вариант соединения верхней и нижней части ортеза (рисунок 4)
Рисунок 3б - Узел подвижности отреза в
зафиксированном состоянии лярном положении
при перпендику-
Верх отреза
Рисунок 4 ■
Эскиз узла
Рисунок 5 - Деталь в разрезе В целом конструкция выглядит следующим образом (Рисунок 6)
Рисунок 6 - 3Д вид узла в сборе
Предложенная конструкция центровка с ограничивающим штифтом поможет быстро и удобно переналаживать настройку подвижности узла, за счет гибкости центровика с впрессованной в него ограничивающим штифтом. Центрование верха и низа ортеза происходит за счет кольцевой канавки на верхней части и соответствующего кольца в нижней части ортеза.
Надежную собираемость обеспечивает упор расположенный сверху и наглухо закрепленный двумя заклепками.
За счет своей шарнирной конструкции с ограничением угла подвижности, ортез позволяет поэтапно расширять объем движений в колене для раннего возврата подвижности коленного сустава после операций.
Ортез сустава испытывает 3 основных вида нагрузок:
осевая нагрузка от веса человека, приводящая к появлению напряжений сжатия;
боковая нагрузка на ортез, приводящая к появлению изгибныхнапряжений;
износ от трения рабочих поверхностей, вследствие постоянноговзаимодействия элементов при ходьбе.
Экспертные оценки [4,10] говорят, что наиболее вероятный вариант отказа от приведенных выше нагрузок - отказ от боковых нагрузок, вследствие пластических деформаций элементов ортеза. Износ от трения рабочих поверхностей так же является значимым, но покрытие поверхно-
сти оксидированием нивелирует этот фактор. Конструкция ортеза при необратимых деформациях узла подвижности в зоне контакта предполагает недостаточно эффективную работу узла. Поэтому был проведен расчет CAE анализ напряженно деформированного состояния узла в процессе рабочих нагрузок в программе Ansys. Графические результаты приведены на рисунке 9
Рисунок 7 - Схема нагружения и результат расчета напряжений
Предварительный расчет показал, что в конструкции возникают критические напряжения, приводящие к необратимым деформациям в пределах усилия нагружения 1200 Н -1500 Н (колебания возникают от разного размера сетки). Наиболее проблемной зоной являются заклепки для фиксации узла ортеза.
После проектирования узла подвижности можно переходть к проектированию всего ортеза целиком. Дополнительно необходимо доработать модуль крепления узла подвижности к ноге с возможностью настройки на разные типы ног с измененными морфологическими признаками на основе проушины, вариатора размерности и ремней крепления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гришко А.К., Юрков Н.К., Кочегаров И.И. Методология управления качеством сложных систем / Труды Международного симпозиума Надежность и качество. — Пенза:, ИИЦ ПензГУ, 2014. - Т. 2. - С. 377-379
2. Гришко А.К., Трусов В.А. Стабилизация и обеспечение заданного качества работы линейных стационарных систем в переходном режиме введением обратной связи по производным / Труды Международного симпозиума Надежность и качество. — Пенза:, ИИЦ ПензГУ, 2014. - Т. 2. - С. 377-379
3. Гришко А.К., Корж В.А., Канайкин В.А., Подсякин А.С. Теоретические и методологические основы понятия качества сложных технических систем / Труды Международного симпозиума Надежность и качество. — Пенза:, ИИЦ ПензГУ, 2012. - Т. 1. - С. 132-134
4. Гришко А.К. Управление принятием решений на этапах проектирования сложных изделий на основе межмодельного взаимодействия / диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Пензенский государственный университет, Пенза, 2004
5. Гришко А.К. Анализ и оптимизация траектории поведения системы на основе прогнозирующего управления / Труды Международного симпозиума Надежность и качество. — Пенза:, ИИЦ ПензГУ, 2008. -Т. 1. - С. 291-292
6. Горячев Н.В. К вопросу реализации метода автоматизированного выбора системы охлаждения / Горячев Н.В., Кочегаров И.И., Юрков Н.К. // Алгоритмы, методы и системы обработки данных. 2013. № 3 (25). С. 16-20.
7. Гришко А.К. Информационная поддержка изделий на этапах жизненного цикла - основа системной работы по качеству / Труды Международного симпозиума Надежность и качество. — Пенза:, ИИЦ ПензГУ, 2010. - Т. 2. - С. 281-283
8. Гришко А.К. Технология радиоэлектронных средств / - Пенза:, 2007. - 344 с.
9. Гришко А.К., Зудов А.Б. Интерфейсы на естественном языке как связь нейронных сетей с экспертными системами / В мире научных открытий. - Красноярск:, - 2010. №5-1. С. 119-122.
10. Гришко А.К., Юрков Н.К., Артамонов Д.В., Канайкин В.А. Системный анализ параметров и показателей качества многоуровневых конструкций радиоэлектронных средств / Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2014. № 2 (26). С. 77-84.
11. Артемов И.И. Экспериментальные исследования разрушения листовой рессоры транспортных средств / Артемов И.И., Келасьев В.В., Генералова А.А. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2009. № 2. С. 145-155.
12. Белов А.Г. Обеспечение влагозащитного покрытия печатных узлов датчика протечки / Белов А.Г., Баннов В.Я., Трусов В.А., Кочегаров И.И., Лысенко А.В., Горячев Н.В., Юрков Н.К. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 151-154.
13. Меркульев А.Ю. Программные комплексы и системы проектирования печатных плат / Меркульев А.Ю., Сивагина Ю.А., Кочегаров И.И., Баннов В.Я., Юрков Н.К. // Современные информационные технологии. 2014. № 19 (19). С. 119-128.
14. Затылкин С.В., Баннов В.Я., Гришко А.К. Автоматизация процесса решения задачи оптимального раскроя листовых материалов / Теоретические и прикладные аспекты современной науки. 2015. № 7-3. С. 43-45.
УДК 681.315
Абишева1 Т.А., Ергалиев2 Д.С., Тулегулов2 А.Д.
1Алматинский университет энергетики и связи, Алматы, Казахстан 2Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана, Казахстан
К ВОПРОСУ ВЛИЯНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВДОЛЬ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ
Экспоненциальный рост потребности в информации и технические возможности их удовлетворения приводят к доминированию оптических технологий передачи информации (1).
Последние разработки в области оптической временной рефлектометрии обеспечивают непрерыв-
ное измерение распределения температуры вдоль волоконного кабеля.
Оптическое волокно работоспособно в широком диапазоне температур (от минус 50°С до плюс 80°С), выдерживает напряжение на разрыв свыше 75 МПа. Это свойство волокна особенно удобно
