МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет НИРС МСФ -2014 Сборник научных трудов (по материалам студенческих научно-технических конференций машиностроительного факультета) Минск БНТУ 2014 Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НИРС МСФ -2014 Сборник научных трудов по материалам студенческих научно-технических конференций машиностроительного факультета Минск БНТУ 2014 УДК 082(06) ББК 72я43 Н68 Редакционная коллегия: А.М. Авсиевич, А.В. Гулай, С.И. Адаменкова Представлены материалы докладов студенческих научно-технических конференций. Тематика охватывает широкий круг проблем машиностроения, механики, мехатроники, интеллектуальных систем обработки информации, экономики и организации машиностроительного производства. ISBN 978–985–550–637–0  Белорусский национальный, технический университет, 2014 3 УДК 621.9.011:517.962.1 КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ЗАТОЧНОГО СТАНКА студенты гр. 103520 Карабанюк И.А., Щербаченя И.Е., Нефедова Т.А., Научный руководитель - канд. техн .наук, доцент Довнар С.С. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь В рамках университетского реновационного проекта исследова- нию был подвергнут классический инструментальный заточной станок. После ряда лет хорошей работы станок был выведен из экс- плуатации для ремонта и переустановки на фундаменте. Непосред- ственно перед остановкой станок стал проявлять склонность к виб- рациям на выбеге шлифовального шпинделя. Вероятно, по мере за- медления шлифовальных кругов, станок проходил сверху вниз не- которые резонансные частоты. Задача настоящей работы – провести виртуальные испытания станка в динамике, попытаться определить причины раскачки и дать необходимые рекомендации по реновации. В CAD-пакете была построена 3D-модель станка. Проведен в два этапа динамический анализ методом конечных элементов (МКЭ). Первым этапом был модальный МКЭ-анализ – поиск резонансных мод (частот и соб- ственных форм резонансных колебаний). На втором этапе (гармо- нический анализ) к станку прилагалась вращающаяся сила от дис- баланса шпинделя и круга. Сила прикладывалась в широком диапа- зоне частот с постоянным шагом. Так получалась амплитудная ча- стотная характеристика станка (АЧХ). Она позволяет анализировать виброактивность машины. На рис.1 а, б показан станок и, заодно, формы его модаль- ных колебаний на первом и пятом резонансах. Станок включает в себя станину 1, два шлифовальных круга 2, почти симметричный шпиндель 3. Два шарикоподшипника 4 удерживают шпиндель в корпусах 5. Затачиваемый инструмент опирают на кронштейны 6. В базовом варианте МКЭ-анализа (БазВ) станина жестко зафиксиро- вана в анкерных отверстиях 1 в нижнем опорном фланце. Корпус- 4 ные детали моделируются как серый чугун. Шпиндель является стальным. Подшипникам приписаны свойства модельного материа- ла так, чтобы их радиальная и осевая жесткости составляли и соот- ветственно. а б Рис.1. Резонансы заточного станка на частотах (а) и (б) Рабочие частоты шпинделя станка лежат в диапазоне 27 – 40 Гц. Именно на этих частотах дисбаланс круга создает круговую силу (рис.2, а) пытающуюся возбудить станок. Однако машина была спроектирована правильно – её резонансные частоты лежат более, чем на октаву выше рабочих. Как показал модальный МКЭ-анализ, резонансы начинаются со 102 Гц. Все они связаны с колебаниями кругов и шпинделя в подшипниках. На первом резонансе (рис.1, а) круги движутся навстречу друг другу, а шпиндель изгибается в виде полуволны. На пятом резонансе (рис.1, б) круги колеблются пло- скопараллельно друг другу, а шпиндель принимает вид одного пе- риода синусоиды. На более высоких частотах резонансные моды связаны с мультиволновыми изгибами шпинделя. Такие колебания малоопасны – они обычно слабо возбуждаются и хорошо затухают в технологическом оборудовании. 1 2 2 4 2 6 3 2 5 2 5 а б Рис.2. Приложение вращающейся силы (а) на круг (1) и резонансная раскачка под её действием (б) при анкерном базировании (2) станка Таким образом, рабочие вынужденные колебания станка явля- ются дорезонансными. Это видно на АЧХ (рис.3), где верхняя гра- ница рабочих колебаний (маркер Р) находится слева, в статическом диапазоне (СТ). Намного правее лежат группой резонансные пики. Они образуют, диапазон общестаночных резонансов (ОСР). Это как раз те пять резонансных мод, которые упомянуты выше. Первая мо- да (рис.1,а) возбуждается сильнее всех. Правее ОСР склонность станка к раскачке опять падает. Там располагается зарезонансный диапазон (ЗР). Кривая БазВ (пик 1) соответствует базовому варианту условий. Если вдвое понизить жесткость подшипников (до ), то (кривая Подш300) главный резонансный пик (2) сместится влево только на несколько герц и станет на 23% выше. Другой смоделированной МКЭ вариацией был виртуальный переход от чугунной станины к алюминиевой (кривая АлюмС, пик 3). Существенных изменений на АЧХ не произошло. 6 Сильное влияние на резонансную раскачку оказывают жесткость шпинделя. Если понизить её в 1,5 раза (условный переход от сталь- ного к чугунному шпинделю – кривая ШпиндЧ), то пик (4) сместит- ся влево со 102 до 92 Гц и вырастет на 75%. Существенно влияет на динамику и второй круг. Если оставить на станке только круг, к ко- торому приложена вращающаяся сила (кривая 1 Круг), то соответ- ствующий резонансный пик 5 тоже вырастет (на 61%). Интересно, что пик сместится по сравнению с БазВ уже вправо, до 108 Гц. В целом диапазон ОСР демонстрирует высокую стабильность. Все склонные к возбуждению резонансы лежат близко друг к другу. Связанный с ОСР подъем АЧХ (ОСР-всплеск) инертен по отноше- нию к весьма сильным вариациям в состоянии станка. Рис.3. АЧХ станка при жестком закреплении станины и вариации его параметров Перед выводом станка на ремонт были основания полагать, что жесткость его базирования нарушилась. Станок фиксируют 8 ан- керных болтов, уходящих вглубь бетонного фундамента и залитых раствором. Исходно раствором была подлита и станина. Обследо- вание показало, что между станиной и фундаментом из-за вибраций опять возник зазор. Кроме того, расшатались, анкерные болты. Р 4 5 2 2,3 2 1 СТ ОСР ЗР 7 Рис.4. АЧХ станка при разных вариантах его базирования: А240 – на анкерах длиной 240 мм; БазВ – базовое жесткое (совпадает с рис.3); Своб – виртуальное свободное (inertia relief) Ситуация была воспроизведена путем 3D-моделирования. Пере- бирались разные возможные варианты сопряжения станка и фунда- мента. Был найден вариант А240, реалистично отражающий пове- дение станка (рис.2). Здесь станок опирается только на 4 анкера (2). Между каждым анкером и окружающим бетоном на 240 мм вглубь разбит зазор. Иначе, станок базируется на 4-х стержнях, податли- вых в поперечном направлении. Тогда на АЧХ (рис.4, кривая А240) возникает два подъема: вокруг пика 1 (это описанный выше ОСР- диапазон) и вокруг пика 4 на частотах 17 – 22 Гц. Этот низкоча- стотный эффект назовем АР-всплеском (анкерные резонансы). Здесь возбуждается сразу несколько низкочастотных резонансов. В них станок движется как жесткое тело, а деформируются, в основ- ном, анкера. Один из резонансов иллюстрируется на рис.2, б. Ста- нок совершает крутильные движения вокруг вертикальной оси. Па- ры анкеров работают подобно параллелограммной подвеске. После выключения шпиндель замедляется (выбег) с частоты Р (рис.4) и сразу же проходит справа налево АР-диапазон. Именно здесь наблюдаются сильные колебания станка (АР-всплеск). Полу- чается, что АЧХ станка перед реновацией состоит из пяти участков: статического СТ-диапазона – АР-всплеска – «спокойного» межре- 1 Р 4 2 2 2 3 2 ОСР АР МР 8 зонансного диапазона МР – ОСР-всплеска – зарезонансного ЗР- диапазона. Для кривой А240 всплеск ОСР оказался ниже (маркер 2), чем аналогичный всплеск для базовой кривой БазВ (маркер 1). Следова- тельно, расшатанные анкера несколько смягчают главные, высоко- частотные резонансы при работе вблизи ОСР. В этой связи был проделан виртуальный эксперимент: станок был полностью лишен опор (кривая Своб на рис.4). В МКЭ-анализе это режим называется “inertia relief” и применяется в случаях, когда приложенные гармо- нические силы балансируются только силами инерции. В реально- сти ситуация соответствует базированию машины на очень подат- ливых опорах. Слева на кривой Своб присутствуют ожидаемые большие пере- мещения. Зато общестаночные резонансы оказываются довольно слабыми (маркер 3) и вынесенными на более высокие частоты. Кроме того, во всем «спокойном» диапазоне МР кривая АЧХ в ва- рианте Своб идет существенно ниже, чем в вариантах БазВ и А240. Отсюда вытекают конструктивные предложения по реновации. 1. Перейти к скоростному шлифованию и повысить частоту враще- ния шпинделя. Это может дать высокое качество затачиваемых по- верхностей режущих инструментов. 2. Поднять рабочие частоты шпинделя именно в середину межре- зонансного диапазона МР (рис.4), где они будут далеки от всех всплесков. 3. Снабдить станок мягкими компактными опорами (в духе линии Своб), например, на основе резинометаллических подушек. 4. Для ограничения больших колебаний на самых низких частотах (начало разгона и конец выбега) снабдить станок нелинейными га- сителями типа ограничителей. Выводы. У станка существует диапазон общестаночных резо- нансов (ОСР). Он лежит между 92 и 108 Гц и весьма стабилен к ва- риациям параметров станка. При жестком закреплении станка диа- пазон ОСР находится намного выше рабочих частот (27 – 40 Гц) и не угрожает резонансной раскачкой машины. Виброактивность станка можно понизить до 3-х раз переходом от жесткого закрепле- ния на фундаменте к сверхмягким локальным опорам. 9 УДК 004.942-539.2-537.86 ГЕНЕРАЦИЯ СПИРАЛЬНЫХ И ДЕФЕКТНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНО- ДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ студент гр. 103711 Григоренко Т.И. Научный руководитель – к. физ.-мат. наук, доцент Баркалин В.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Республика Беларусь Углеродные нанотрубки (УНТ) - своеобразные цилиндрические молекулы диаметром от 0,5 нм и длиной до нескольких мкм. Нано- трубки оказались необыкновенно прочными на растяжение и на из- гиб: модуль Юнга в пределах 1,28 - 1,8 ТПа, предел прочности 45 ГПа. Под действием больших механических напряжений нанотруб- ки не рвутся, а просто перестраивают свою структуру. Существует два основных типа нанотрубок: одностенные нано- трубки (ОНТ), у которых одна оболочка из атомов углерода, и мно- гостенные нанотрубки (МНТ), состоящие из множества сгруппиро- ванных углеродных трубок. Структура ОНТ генерируется свора- чиванием графена в цилиндр с соединением его сторон без шва. Взаимная ориентация гексагональной сетки графена и продоль- ной оси нанотрубки определяет важную структурную характери- стику – хиральность, которая иллюстрируется на рис. 1, где показа- на часть графеновой плоскости и приведены возможные направле- ния ее «сворачивания» при образовании ОНТ. Рис.1 Схема «сворачивания» графитовой плоскости для нанотрубок различных типов 10 Хиральность трубки обозначается символами (m,n), указываю- щими координаты шестиугольника, который в результате «сворачи- вания» графеновой плоскости должен совпасть с шестиугольником, находящимся в начале координат. Индексы хиральности (m,n) од- нозначным образом определяют диаметр ОНТ, по эксперименталь- ным данным, варьирующийся от ~0,7 нм до ~3-4 нм. Длина одно- слойной нанотрубки может достигать 4 см. Спиралеобразно закрученные углеродные нанотрубки (СНТ) (рис.2) являются принципиально новым наноматериалом, обладаю- щим рядом интересных особенностей. Потенциально СНТ могут быть использованы при создании тактильных и магнитных сенсоров нового поколения, а также конструкционного пенопласта, предна- значенного для амортизации и диссипации энергии. Рис. 2. Генерация СНТ Для получения СНТ необходимо повернуть ОНТ вокруг оси z по двум направлениям: 'zz  ) )(2 sin(' 0 h zzk rxx   ) )(2 cos(' 0 h zzk ryy   11 где x’,y’,z’ – координаты атомов ОНТ, r – радиус ОНТ, k – число скручиваний ОНТ, h - длина ОНТ, 0z – минимальное значение ко- ординаты по оси z. В результате оптимизации методом молекулярной динамики СНТ выпрямляется, поэтому необходимо стабилизировать её струк- туру путём внедрения локальных дефектов. В качестве дефектов используются дефекты 5-7-7-5, 5-8-5 (рисунок 3, 4). Их можно сформировать в бездефектном графеновом листе путем удаления нескольких атомов слоя и перестройкой межатомных связей. Топо- логические дефекты графеновых слоев оказывают сильное влияние на электронные, механические и упругие свойства углеродных наноструктур. Рис.3. Генерация топологического дефекта 5-7-7-5 Рис. 4. Генерация топологического дефекта 5-8-5 12 Второй тип дефектов - линейный - вызывает деформацию гра- фенового слоя вдоль линии. Представителем этого класса дефектов является комбинированный дефект 5-7 (рис. 5). Дефекты линейного типа невозможно вставить в графеновый слой при помощи локаль- ной перестройки связей. При наличии в графеновом листе такого дефекта искаженной оказывается структура всего слоя (рис. 6). Рис. 5. Генерация топологического дефекта 5-7 Рис. 6. Дефект 5-7 после оптимизации структуры Наиболее изученным из комбинированных дефектов является дефект 5-7. При помощи такого дефекта можно осуществлять со- единение углеродных нанотрубок различной хиральности и диамет- ра. Подобные соединения представляют большой интерес в каче- стве гетеропереходов в наноэлектронике. Таким образом, в результате моделирования структуры графено- вых слоев, содержащих топологические дефекты, установлено, что 13 топологические дефекты слоя могут быть точечными или линейны- ми. Точечные дефекты деформируют только локальную область слоя и могут быть добавлены в уже сформировавшиеся графеновые слои. Линейные топологические дефекты могут формироваться только в процессе роста слоя. УДК 53.4 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ПИГМЕНТНОЙ СЕТИ КАК ДЕРМАТОСКОПИЧЕСКОГО КРИТЕРИЯ ДИАГНОСТИКИ РАКА КОЖИ студенты гр. 107410 Лозовский В.Э., гр.10371 Малахов Т.И. Научный руководитель–канд. физ.-мат. наук, доцент Баркалин В.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Республика Беларусь На консенсусной конференции по дерматоскопии в 2001 г. было выделено три основных признака, отличающих меланому от других доброкачественных пигментных образований кожи: 1) асимметрия пигментации и строения; 2) наличие бело-голубых структур; 3) ати- пичная пигментная сеть. Эти признаки достаточно просто могут быть оценены методами анализа изображений [1]. В предыдущей работе [2] был описан метод автоматического анализа изображения по первым двум признакам. Первым этапом для выявления наличия пигментной сети являет- ся выделение краёв новообразования. Для этого исходное изобра- жение (рис.1, а) подвергается фильтрации с использованием лапла- сиана гауссиана [3], согласно выражению (1). Дальнейший анализ отклика фильтра (рис.1, б) производится с целью отделения неза- мкнутых областей, которыми могут являться шумы либо незамкну- тые граничные участки ячеек сети вблизи периферии пигментной сети новообразования. ),(2 ),()2( ),( 21 6 21 22 2 2 1 21 21 nnh nnhnn nnh gnn g    , (1) 14 где n1, n2 – размеры сканирующего окна, σ - стандартное отклоне- ние распределения, gh вычисляется согласно (2) 2 2 2 2 1 2 )( 21 ),(    nn g ennh . (2) Рис.1. Исходное изображение новообразования (а). Результат фильтрации лапласи- аном гауссиана (б). Зоны, удовлетворяющие хроматическим особенностям (в). Выделенная пигментная сеть (г). Анализируя хроматические особенности выделенных замкнутых областей, отсеиваем те ячейки сети, яркости которых не лежат в заданном заранее диапазоне. Нижняя граница диапазона необходима, чтобы исключить из анализа точки и глобулы, имеющие коричневый, черный, коричне- ватый или голубовато-черный цвета. Верхняя – для исключения влияния бликов, образованных при иммерсионном методе дермато- 15 скопии. Результатом исключения является набор замкнутых обла- стей, соответствующий ячейкам пигментной сети (рис 2, в). Дальнейшим этапом следует классификации отдельных ячеек от пигментной сети. Для этого определяем плотность расположения ячеек следующим образом: полученные элементы используем как вершины графа и анализируем степень их взаимосвязи по выраже- нию (3). )log(SV R P   , (3) где P – плотность сети, R – количество рёбер в графе, V – количе- ство вершин (количество элементов после фильтрации), S – размер новообразования в пикселях. Для определения принадлежащих новообразованию пикселей использован метод, описанный в предыдущей работе [2]. Результат работы упомянутого алгоритма продемонстрирован на рис. 2. Рис.2. Исходное изображение (а). Результат выделения области, занимаемой невусом (б). При этом рёбра считаются связанными, если расстояние между вершинами графа не превышает утроенного среднего диаметра вы- деленных ячеек. Таким образом, выделенные ячейки, при условии их близкого взаимного расположения и достаточном их количестве 16 на поверхности новообразования, объединяются в единую сеть (рис.1, г). После определения наличия пигментной сети на поверхности новообразования заключительным этапом является классификация между атипичной и типичной пигментными сетками. Работа финансировалась грантом 1S-139 по проекту LLB 2-242 “Improvement of the health service by means of IT technology in dermal and lungs cancer diagnostics” программы Трансграничного сотрудни- чества Латвия-Литва-Беларусь (Европейский инструмент добросо- седства и партнерства 2007-2013 гг.). Литература 1. Argenziano G, Soyer HP, Chimenti S et al. Dermoscopy of pig- mented skin lesions: results of a consensus meeting via the internet. J.Am.Acad Dermatol 2003;48: 679–93. 2. Баркалин В.В., Лозовский В.Э. Разработка алгоритма анализа дерматологических изображений при диагностике ранней мелано- мы кожи в пакете Matlab // Материалы 6-ой Международной науч- но-технической конференции «Приборостроение – 2013», 20-22 но- ября 2013 года, Минск, Республика Беларусь, с. 265-267. 3. Дерматоскопия/ Р. Джор, Х.П. Сойер, Дж. Ардженциано и др.; – М.: ООО «Рид Элсивер», 2010.-244 с. 4. M. Sadeghi, M. Razmara, T. Lee, and M. Atkins. A novel method for detection of pigment network in dermoscopic images using graphs. Computerized Medical Imaging and Graphics, 35(2):137–143, 2011. УДК 621.02 АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ АНТИФРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС студенты гр. 104311 Куприянова Л.И., Ефимик А.В. Научный руководитель – ст. преп. Швец И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Республика Беларусь Широкое распространение в машиностроении получили червяч- ные передачи, обеспечивающие плавность работы, бесшумность, 17 большое передаточное отношение в одной паре, будучи более ком- пактными и менее массивными, чем эквивалентные зубчатые, а также возможность получения самоторможения. Для получения эффективной работы червячной передачи венец колеса должен обладать высокими антифрикционными свойствами. Поэтому венцы червячных колёс, как правило, изготавливают из бронзы и латуней, что сказывается на стоимости из-за дороговизны материала. Чтобы снизить стоимость червячных передач, можно применять альтернативные материалы, которые дешевле, но не уступают бронзе по антифрикционным свойствам, которые характеризуются значительной износостойкостью, хорошей прирабатываемостью, достаточной механической прочностью и пластичностью, коррози- онной стойкостью, отсутствием схватывания. Один из альтернативных материалов – железографит - пористый металлокерамический антифрикционный материал, состоящий из железа (95-98%) и графита (2-5%); поры железографита заполнены маслом. Железографит отличается от остальных антифрикционных ма- териалов значительно большей чувствительностью структуры к из- менению содержания графита и режимов технологии. Коэффициент трения по стали - 0,07-0,09, когда как у бронзы это значение состав- ляет 0,10-0,15. Для увеличения антифрикционных свойств железографита ис- пользуют лазерную цементацию. Также в качестве материала для венцов червячных колес можно использовать антифрикционные чугуны, имеющие ряд значитель- ных преимуществ: не высокую температуру плавления, что облег- чает технологию плавки и делает ее более дешевой; лучшую жидко- текучесть, что позволяет получать тонкостенные отливки; меньшую склонность к образованию горячих трещин, что значительно упро- щает технологию производства отливок и сокращает брак литья; меньшую плотность, что позволяет снизить массу примерно на 8— 10%; более высокую износостойкость, что увеличивает срок служ- бы деталей; лучшую обрабатываемость резанием, что снижает рас- ход режущего инструмента. Антифрикционные свойства чугунов определяются в значительной степени строением графитовой со- 18 ставляющей. Чугун с шаровидной формой графита – высокопроч- ный, с пластинками – серый. В структуре антифрикционного чугуна желательно иметь мини- мальное количество свободного феррита (не более 15%) и должен отсутствовать свободный цементит. К таким относится бейнитный высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Бейнитные структуры образуются в результате превращения аустенита при температуре 250-500°С и непрерывного охлаждения аустенизированного легированного чугуна со скоростью выше кри- тической или изотермической выдержки аустенизированного чугу- на в интервале температур бейнитного превращения. В табл. 1 при- ведена структура антифрикционного чугуна. Для получения наилучших результатов надо учитывать также и структуру матрицы материала. Так ферритная характеризуется вы- сокой пластичностью при умеренной прочности и твёрдости. Пер- Таблица 1 Структура антифрикционного чугуна Марка чугуна Твердость, НВ Микроструктура Графит Матрица АСЧ-1 180-241 Пластинчатый Перлит АСЧ-2 180-229 Пластинчатый Перлит АСЧ-3 160-190 Пластинчатый Перлитно- ферритная АСЧ-4 180-290 Пластинчатый Перлит АСЧ-5 180-290 Пластинчатый Аустенит АВЧ-1 200-260 Шаровидный Перлит АВЧ-2 167-197 Шаровидный Перлитно- ферритная литно-ферритная – более высоким временным сопротивлением при растяжении, пределом текучести и твёрдостью, но пластичность их 19 ниже. Перлитные имеют гораздо более высокие показатели прочно- сти и твёрдости. Это достигается введением в состав чугунов небольших добавок никеля и меди, а также термической обработкой – нормализацией (для перлитных чугунов) и изотермической закалкой с отпуском (для бейнитных). Также стоит обратить внимание на высокоалюминиевые цинко- вые сплавы ЦАМ, содержащие 12-48% Аl и обладающие высокими механическими и антифрикционными свойствами. Отличаясь высо- кими антифрикционными свойствами и достаточной прочностью при комнатной температуре, эти сплавы служат хорошими замени- телями бронз при работе в узлах трения, температура которых не превышает 80—100°С. Температура литья цинковых антифрикци- онных сплавов — 440-470°С. Металл нельзя перегревать выше 480°С, так как при более высокой температуре происходит сильное насыщение расплава газами. При работе цинкового сплава в паре со стальным валом твердость последнего должна быть не ниже НВ 300. По возможности в конструкции монометаллических трущихся деталей следует избегать бортов, резких переходов и т. д., так как цинковые сплавы плохо сопротивляются усталостным разрушениям в условиях воздействия больших изгибающих усилий. В табл. 2 и на рис. 1 представлены механические характеристики сплавов с раз- личным содержанием алюминия и график зависимости предела прочности от марки сплава. Таблица 2 Механические свойства Сплав σВ σ0,2 δ, % НВ МПа ЦAM4-1 ЦАМ10-5 ЦAМ27-2 ЦАМ30-5 ЦАМ48-2 240 355 365 410 395 205 330 310 340 360 0,1 0,7 2,4 8.0 1,1 96 100 116 125 126 20 Рис. 1. График зависимости предела прочности σВ от марки ЦАМ В табл. 3 описаны свойства образцов из высокоалюминиевых цинковых сплавов. Таким образом, механические свойства материалов, предложен- ных в качестве альтернативных, обладают достаточными анти- фрикционными свойствами для использования при изготовлении червячных колес и обеспечения удовлетворительной работы чер- вячной передачи. Таблица 3 Свойства образцов Сплав λ, мм Ε, % W, t , сол. t , лик. ρ, кг/м3 Δl, % оС ЦAM4-1 ЦАМ10-5 ЦAМ27-2 ЦАМЗО-5 ЦАМ48-2 497 497 381 481 352 0,95 1,15 1,25 1,10 1,20 17,3 24,5 18,0 59,0 60,0 379,5 379,5 379,5 380,0 379,5 390 390 485 500 550 6700 6150 4930 4840 3940 0,02 0,17 - 0,27 - Литература 1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1. – М.: Машиностроение, 1980. 21 2. Орлов П.И. Основы конструирования. Т.2. – М.: Машино- строение, 1988. 3. Гузенков П.Г. Краткий справочник к расчетам деталей машин. – М.: Высшая школа, 1967. 4. Худокормова Р. Н. Материаловедение. Лабораторный практи- кум. – М.: Высшая школа, 1988. УДК 004.3 ЦЕНТР ОБРАБОТКИ И КОММУТАЦИИ ЗАПРОСОВ АБОНЕНТОВ ДЛЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ СЕТИ МО- БИЛЬНОЙ СВЯЗИ студентка гр. 103619 Жлобич А. О., Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент Зайцев В. М. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Транкинговая связь предназначена для обеспечения информаци- онного взаимодействия лиц, объединяемых с целью решения узкого круга профессиональных задач. На сегодняшний день транкинговая связь имеет ряд основных преимуществ: • оперативность передачи информации; • возможность дистанционного формирования отдельных групп абонентов и организации требуемого взаимодействия между ними (в том числе межведомственного); • наличие нескольких уровней приоритетов доступа абонентов к свободным каналам; • практическое исключение ситуации перегрузки каналов трафи- ка; • более эффективное использование радиочастотного ресурса. Общая структура цифровой транкинговой системы радиосвязи представлена на рис.1. Состав аппаратных компонентов транкинговой системы радио- связи: – стационарные, возимые и мобильные радиостанции; – базовая станция РБС, включающая ЦОКЗА; – устройства сопряжения с телефонной сетью общего пользова- ния; 22 – устройства заполнения криптографическими ключами; – автоматизированное рабочее место центра генерации крипто- графических ключей; – автоматизированное рабочее место управления блоком хра- нения главного ключа; – антенны. Рис. 1. Общая структура цифровой транкинговой системы радиосвязи Как наиболее благоприятный стандарт для развёртывания средств цифровой транкинговой связи был выделен набор стандар- тов APCO 25. Поэтому ЦОКЗА спроектирован на основе общих принципов стандарта APCO 25 и требований, предъявляемых к системе в целом. К основным функциональным задачам ЦОКЗА относятся следу- ющие: – системная регистрация абонента; – системная аутентификация абонента; 23 – обеспечение голосового вызова некоторым абонентом требуе- мой группы абонентов; – обеспечение голосового вызова абонента другим абонентом; – обеспечение голосового вызова абонентом транкинговой си- стемы абонента телефонной сети общего пользования; – обеспечение голосового вызова абонентом телефонной сети общего пользования группы абонентов транкинговой системы; – организация передачи данных от абонента к группе абонентов; – организация индивидуальной передачи данных от абонента к абоненту. В информационной технологии APCO 25 определены восемь от- крытых интерфейсов связи: общий радиоинтерфейс (Um), интер- фейсы операторских консолей (Ec), интерфейс передачи данных (Ed), интерфейс связи базовых станций (Ef), интерфейс управления сетью (En), интерфейс связи с ТФОП (Et), интерфейс межсистемной связи (G), интерфейсы связи с портом данных (A). Концепция от- крытых интерфейсов превращает их в «строительные блоки», из которых можно создать многозоновую систему связи, поскольку (и это главное требование стандарта) подсистема радиосвязи любой конфигурации должна обеспечивать связь с любым оборудованием или другой подсистемой независимо от их принадлежности к тому или иному изготовителю. Поддержка требований стандарта APCO 25 в полном объеме гарантирует эффективную и надежную цифровую передачу голоса и данных как между пользователями одной организации, так и между абонентами различных систем свя- зи. Для проектируемого аппаратно-программного комплекса наибо- лее предпочтительной является операционная система реального времени (ОСРВ), которая должна обеспечивать гарантированное время ответа на внешние события. Учитывая, что Linux является ОСРВ, а также является системой с открытыми кодами, представля- ется возможным применение этой системы для построения про- граммного обеспечения ЦОКЗА. Основные системные механизмы, сформированные применительно к оснащению вычислительного оборудования ЦОКЗА, представлены в таблице 1. Основные техни- ческие характеристики транкинговой системы радиосвязи пред- ставлены в таблице 2. 24 Таблица 1 Основные системные механизмы № Функция операционной системы 1 Обеспечение обработки аппаратных прерываний процессора по классам аппаратных ошибок, программных ошибок, обращений к исполнительным программным процессам операционной си- стемы, асинхронных запросов таймера и внешних активных устройств ввода информации, завершений операций ввода– вывода данных. 2 Образование, завершение и синхронизация программных про- цессов по обращениям к операционной системе. 3 Приоритетное планирование, запуск на исполнение и переклю- чение процессов по обращениям к операционной системе или по фактам появления определенных системных событий. 4 Управление предоставлением разделяемых системных ресурсов по обращениям к операционной системе и установка защит. 5 Организация службы времени и запуска требуемых процессов по истечении интервалов времени, установленных в обращениях к операционной системе. 6 Приоритетное управление вводом–выводом информации. Таблица 2 Основные технические характеристики транкинговой системы радиосвязи Технические характеристики Транкинговая система радиосвязи Диапазон частот, МГц 380–470 Чувствительность приемника (в аналоговом режиме) 12 дБ – не более 0,35 мкВ Чувствительность приемника (в цифровом режиме) Не более 0,4 мкВ Количество каналов От 1 до 100 Мощность передатчика, Вт 20 Вт (максимальная) Шаг сетки частот, кГц 25,0 или 12,5 Скорость передачи информации, бит/сек. 9600 Диапазон рабочих температур, oС От -25 до 55 Электропитание Сеть 220 В (50 Гц) 25 По условиям эксплуатации ЦОКЗА удовлетворяет требованиям ГОСТ 16019–2001 по устойчивости к воздействию механических и климатических факторов для изделий группы В4, первой степени жесткости в диапазоне рабочих температур окружающей среды от минус 25°С до 55°С. Литература 1. Смит, С. Цифровая обработка информации / Смит С. – М.: Издательский дом «ДодЭка – XXI», 2008. УДК 004.9 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБУЕМОГО УРОВНЯ ДОСТОВЕРНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ТРАНЗАКЦИЙ В МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМАХ студент гр. 103619 Шевлик В. В., Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент Зайцев В. М. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Создание сложных многоуровневых систем связи и управления предполагает разработку интеллектуальных средств обеспечения информационного взаимодействия объектов. Под объектом пони- мается функционально самостоятельная составная часть системы, оснащаемая вычислительным оборудованием, средствами сетевого доступа и необходимым программным обеспечением, с помощью которых реализуются процессы переработки определенных данных. Любой вид информационного взаимодействия объектов предпола- гает наличие операций передачи и приема транзакций между про- цессами – источниками данных и процессами их содержательной переработки. Взаимодействующие процессы могут протекать не только в различных объектах, но и в одном объекте. Различные объ- екты могут быть физически удалены друг от друга и допускают произвольное распределение на местности. При передаче любой информации с помощью электромагнитных сигналов по каналам возникают искажения и, как следствие, ин- формационные ошибки. Причины явления кроются в нарушении 26 спектральных составляющих сигнала при его прохождении по ра- диоканалам, по проводным и волоконно-оптическим каналам. Тех- нология нахождения спектра любого исходного сигнала хорошо известна. Амплитудные и фазовые искажения гармоник спектра, вносимые радиоканалом, сопровождаются в конечном итоге иска- жением формы передаваемого сигнала, особенно когда синусоиды гармоник различных частот спектра искажаются не одинаково. При передаче импульсных сигналов, характерных для компьютерных сетей, искажаются низкочастотные и высокочастотные гармоники, в результате фронты импульсов теряют свою прямоугольную фор- му. Вследствие этого на приемном участке канала такие сигналы могут слабо распознаваться. Проводные каналы искажают переда- ваемые сигналы из-за того, что они являются длинными линиями, физические параметры которых отличаются от идеальных. Так, например, медные проводные каналы всегда представляют собой некоторую распределенную по длине комбинацию активного со- противления, емкостной и индуктивной нагрузки. В результате для синусоид гармоник различных частот спектра сигнала линия будет обладать различным полным сопротивлением, а значит, и переда- ваться они будут по-разному. Волоконно-оптический кабель также имеет отклонения, мешающие идеальному распространению света. Если линия связи включает промежуточную аппаратуру, она может вносить дополнительные искажения, так как невозможно создать устройства, которые бы одинаково хорошо передавали весь спектр синусоид, от нуля до бесконечности. Технические решения, прини- маемые при проектировании системы, существенно зависят от ис- пользуемых каналов передачи транзакций. Качество каналов приня- то оценивать с помощью такого показателя, как скорость ошибок Pош. Это вероятность искажения одного бита информации при пере- даче по каналу. Чаще всего применяется симметричная модель ка- нала, когда ошибки 10 и 01 принимают одно и то же значение Pош. Радиоканалы имеют достаточно высокие скорости ошибок со значениями вероятностей ошибок Pош.= 10 -2–5·10-4 в расчете на один передаваемый бит, в то время как проводные каналы имеют скоро- сти ошибок Pош = 10 -3 – 5·10-5, волоконно-оптические – Pош = 10 -4– 5·10-6 и даже более низкие значения. 27 Чтобы обнаруживать и исправлять ошибки применяют техноло- гию помехоустойчивого кодирования: в транзакцию или в каждую ее часть, которую обычно называют блоком, вводят избыточные биты таким образом, чтобы принимающая сторона знала, произо- шла ошибка или нет, а также могла выявить и исправить ошибки в случае их возникновения. Обширную группу помехоустойчивых кодов, которая позволяет заранее выбрать и реализовать процессы с выявлением и исправле- нием ошибок высокой кратности, образуют циклические коды. Частными случаями этих кодов являются коды Хэмминга, коды Бо- уза – Чоудхури – Хоквингема (БЧХ), коды Голея и другие. Указан- ные системы помехоустойчивого кодирования сложны в реализа- ции, но крайне эффективны. С появлением мощной микропроцес- сорной техники именно эти коды целесообразно рассматривать как основу разработки интеллектуальных аппаратно-программных средств обеспечения требуемой достоверности передачи информа- ции в системах управления и связи. Целью доклада является изложение основных результатов разра- ботки интеллектуального аппаратно-программного модуля обеспе- чения требуемой достоверности передачи цифровых пакетов в спе- циализированных сетях мобильной связи, в том числе: – исследования и инженерного анализа возможных подходов к построению аппаратно-программных средств обеспечения требу- емой достоверности передачи цифровых пакетов в специализиро- ванных сетях мобильной связи; – выбора рациональной функциональной схемы аппаратно- программного модуля, а также алгоритмических и программных средств обеспечения требуемой достоверности передачи цифровых пакетов в специализированных сетях мобильной связи; – построения математической модели для определения рациональ- ных параметров помехоустойчивого кодирования информации с помощью кодов Боуза-Чоудхури-Хоквингема; – выбора аппаратно-программной платформы для создания моду- ля – цифрового сигнального процессора и операционной системы. 28 УДК 004.4 СТЕГАНОГРАФИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ Студентка Селюжицкая Ю. Н., Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент Садов В. С. Белорусский государственный университет Минск, Беларусь Введение. Спутники используются в течение последних не- скольких десятилетий, для получения широкого спектра информа- ции о поверхности Земли. Исследование спутниковых изображений актуально не только потому, что за последние годы интерес к ним возрос в несколько раз, но и при этом, тенденция роста сохраняется. На картах суще- ствует много различной служебной информации, которая нужна только определенным специалистам, и для того, чтобы эти данные не мешали обычным пользователям, их целесообразно скрыть. Целью моей работы является разработка стеганографического алгоритма для встраивания различной информации в картографиче- ские изображения. Объект исследования — спутниковые картографические изобра- жения. Предмет исследования — стеганографические алгоритмы встра- ивания информации в спутниковые картографические изображения. Стеганографический алгоритм встраивания информации в картографические изображения. Данный алгоритм для стегосистем разрабатывался с целью хра- нения информации, поэтому пользователь, будет приходить в спе- циально защищенное место, где ему будет разрешен доступ к поль- зованию программой. Для того чтобы пользователь мог работать с разработанной про- граммой, он сначала должен пройти форму авторизации. Пользова- телю выдается пароль и логин для авторизации в программе. Для работы с ней пользователю должен выдаваться USB-флеш- накопитель, на котором, в зашифрованном виде храниться пароль. После ввода пользователем логина, пароля происходит проверка их 29 подлинности. Если данные верны, пользователь попадает в про- грамму, если же нет, ему предлагается ввести еще раз данные. Затем пользователь должен выбрать сферу деятельности. База данных, хранящаяся в файле CSV, записывается в архив. Только после всех этих действий пользователь может встраивать информа- цию в карту. Расстановка отметок на карте основана на обработке событий мыши. В то место, где необходимо расположить условные обозна- чения, пользователь должен подвести курсор и нажать правую кла- вишу мыши. После этого в массив записываются координаты этой позиции. По нажатию мыши выпадает контекстное меню с услов- ными обозначениями для выбранной сферы деятельности. После выбора пункта в меню, в файл CSV записывается информация в ви- де: номера условного обозначения по файлу, координата X, коорди- ната Y. После записи в файл этих данных на карте в этом месте по- явиться номер условного обозначения. Для встраивания данных в картографическое изображение, сна- чала надо определить, к кому классу оно относится. Изображение может быть однородным и неоднородным. Для определения класса надо разбить изображение на блоки 4 на 4. После этого вычисляется максимальный разброс значений яркости d. И, исходя из величины этого значения, определяется класс области изображения. Если раз- брос значений яркости 15d  , то — область однородная, если же нет, то область - неоднородная. Яркость изображения изменяется в пределах от 0 до 255. Разобьём эти пределы на группы: 1. Низкое значение яркости 0–50. 2. Ниже среднего значение 50–100. 3. Среднее значение яркости 100–150. 4. Выше среднего значение 150–200. 5. Высокое значение яркости 200–255. Исходя из экспериментальных данных по изменению изображе- ний, была построена таблица 1 соотношений диапазона яркости и изменения количества бит в различных матрицах. Если у нас изображение однородное, то изменение бит произво- дим по таблице 1, если же неоднородное, то, исходя из физиологи- ческих особенностей глаза, изменяем 2 бита в матрице R, 1 бит в матрице G и 3 бита в B. 30 Таблица 1 Экспериментальные данные соотношения диапазона яркости и изменения количества бит Диапазон R, бит G, бит B, бит Низкое значение яркости 2 1 3 Ниже среднего значение 2 0 2 Среднее значение яркости 1 0 3 Выше среднего значение 1 0 3 Высокое значение яркости 1 1 3 На рисунке 1 выделены участки с определенным диапазоном яр- кости. Рис. 1. Участки с определенным диапазоном яркости: 1 – диапазон 0 – 50; 2 – диапазон 50 – 100; 3 – диапазон 100 – 150; 4 – диапазон 150 – 200; 5 – диапазон 200 – 250 Обобщенная блок схема алгоритма для встраивания информации представлена на рисунке 2. 31 Рис. 2. Обобщенная блок-схема алгоритма Заключение. Был разработан пошаговый алгоритм для встраи- вания информации в картографические изображения, который включает в себя авторизацию, загрузку изображения, расстановку отметок на карте, встраивание и извлечение данных. На основании разработанного алгоритма был сделан выбор среды разработки. Разработка данного алгоритма будет осуществляться на языке про- граммирования C#. Литература 1. Data hiding technique based on dynamic lsb / Naziha M. AL-Ai- droos, Marghny H. Mohamed, Mohamed A. Bamatraf – 2011. – Access mode: http://www.nauss.edu.sa/En/DigitalLibrary/Researches/ Docu- ments/2011/articles_2011_3204.pdf. – Access Date: 25.04.2014. 2. The Process of Encoding and Decoding of Image Steganography using LSB Algorithm/ Ravinder Reddy, Roja Ramani – 2012. – Access mode: http://www.ijcset.net/docs/Volumes/volume2issue11/ ijcset2012021105.pdf. – Access Date: 05.04.2014. 3. Steganography Algorithm to Hide Secret Message inside an Im- age/ Rosziati Ibrahim and Teoh Suk Kuan – 2010. – Access mode: http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1112/1112.2809.pdf. – Access Date: 15.03.2014. 32 УДК 004.4 ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ РАЗНОВРЕМЕННЫХ АВИАЦИОННЫХ СНИМКОВ студентка гр. 103619 Романович К. А., Научный руководитель – канд. техн. наук Мурашко Н. И. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Задача геометрической коррекции разновременных авиационных снимков возникает при автоматическом поиске изменений на них. Изменения на снимках связаны с возникновением чрезвычайных ситуациях в различных отраслях, будь то нефтяная и газовая про- мышленность, лесное или сельское хозяйство. В ряде случаев снимки получаются снятые с летательного аппа- рата не в надир, то есть камера в момент съемки относительно сни- маемой плоскости была расположена под углом не равном нулю. Такие снимки непригодны для автоматической обработки пакета изображений. В этом случае необходимо прибегнуть к геометриче- ской коррекции полученного снимка. Одним из методов является передискре-тизация изображения. Самыми распространенными методами передискретизации яв- ляются: ближайшего соседа, билинейной интерполяции, бикубиче- ской интерполяции [1]. Метод ближайшего соседа состоит в том, чтобы заполнять недо- стающие пиксели такими же соседними пикселями, то есть присва- ивается значение яркости соседнего пикселя интерполируемому пикселю, увеличивая тем самым область с такой же яркостью. Этот метод очень прост в реализации. Но при этом качество изображения ухудшается, появляются нежелательные артефакты, линии приоб- ретают ступенчатые контуры на изображениях с высоки разрешени- ем. Другой метод, билинейная интерполяция, в нем используются значения яркости четырех ближайших соседних пикселей. Этот ме- тод требует больших вычислительных мощностей, но контуры на изображении после обработки получается менее ступенчатыми, а это означает, что изображение приближено к реальным данным. 33 Алгоритм бикубической интерполяции вычисления яркости пик- селей подобен методу билинейной интерполяции, единственным отличием является использование в вычислении не 4 соседних пик- селей, а уже 16 пикселей. При этом результат обработки изображе- ния получается более качественным в сравнении с билинейной ин- терполяцией, но сложность вычисления возрастает в несколько раз. Таким образом, для геометрической коррекции разновременных авиационных снимков целесообразно использовать билинейную или бикубическую интерполяции. Литература 1. Кравцов, С. Л. Обработка изображений дистанционного зондирования Земли (анализ методов) / С. Л. Кравцов — Минск: ОИПИ НАН Беларуси, 2008. — 256 с. УДК 004.4 ПОИСК ОБЪЕКТОВ НА РАЗНОВРЕМЕННЫХ АВИАЦИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ студентка гр. 103619 Романович К. А., Научный руководитель - магистр техн. наук Снигирев С. А. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Одной из основных задач обработки авиационных изображений является поиск объектов на текущем изображении. Для того чтобы обнаружить здание, дорогу или сельскохозяйственные земли, необ- ходимо совместить базовый снимок с текущим снимком предвари- тельно проведя ряд операций таких как: геометрическая коррекция, масштабирование и т. п. После базовый снимок и текущий обрабо- танный снимок необходимо совместить и найти заданный объект, если таковой имеется. Поиск объекта возможно реализовать при помощи коэффициент корреляции пикселей между базовым и обра- ботанным текущим изображениями. Коэффициент корреляции — это показатель отражающий взаи- мосвязь между двумя наборами данных. Коэффициент корреляции может быть как положительный, так и отрицательный. Отрицатель- 34 ный коэффициент показывает, что данные взаимосвязано расходят- ся, при возрастании значений одних из них значения другой убыва- ют, положительный — что данные взаимосвязано растут, 0 и близ- кие значения говорят о том, что данные не связаны друг с другом.[1] Для обработки изображений чаще всего используют коэффици- ент корреляции Пирсона, который вычисляется следующим обра- зом 22 )()( )()( твапiтвапi твапiтвапi YYXX YYXX K    где Xi – значение яркости пикселя первого изображения; Yi – значение яркости пикселя второго изображения; Xmean – среднее значения яркости пикселей первого изображения; Ymean – среднее значения яркости пикселей второго изобра- жения. Такой метод совмещения является наиболее точным и простым в вычислительных операциях, что тем самым снижает затраты на об- работку изображений. Результаты поиска объекта «дом» показаны на рис. 1. а) б) в) Рис 1. Отображение исходного изображения (а) и текущего (б), в – результат совмещения изображений. 35 Литература 1. GISLAB, географические информационные системы и ди- станционное зондирование [Электронный ресурс] / Расчеты коэф- фициента линейной корреляции. Дубин М., 2003–2013. – Режим до- ступа: http://gis-lab.info/qa/correlation.html#sel=, свободный. – Загл. c экрана. — Яз. рус., англ. УДК 004.9 AB-INITIO МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СВОЙСТВ ФТОРИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ студентки гр. 103719 Романова А. Р., Мацук Н. А., магистрант Бобачёнок И. А., Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент, Гулай А.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь В последние годы значительно возрос интерес к исследованиям фтористых соединений редкоземельных элементов (РЗЭ). Это объ- ясняется появлением новых областей применения трифторидов РЗЭ и их соединении с фторидами других элементов, например таких, как лазерная техника и микроэлектроника. Задачей исследования является проектирование и моделирование атомно-структурных и электронных свойств сенсорных материалов на основе фторидов редкоземельных элементов. В качестве среды моделирования используется программный пакет VASP (Vienna Ab- Initio Simulation Package), позволяющий выполнять расчеты из пер- вых принципов методами квантовой механики и молекулярной ди- намики. Для определения поведения твердых, аморфных и жидких тел VASP использует различные алгоритмы расчета основного электронного состояния. Для моделирования выбраны фториды редкоземельных элемен- тов, а именно: NdF3, LaF3, YF3. Эти материалы представляют боль- шой интерес для применения в сенсорной технике. Фторид неодима NdF3 входит в цериевую подгруппу, элементы которой называются 36 лёгкими, а фториды иттрия и лантана входят в иттриевую подгруп- пу, элементы которой – тяжелые. Фториды редкоземельных элементов при комнатной температу- ре могут образовывать кристаллические решетки двух типов — гек- сагональную (элементарная ячейка строится на трёх базовых векто- рах, два из которых равны и образуют угол 120°, а третий им пер- пендикулярен, три элементарных ячейки образуют правильную призму на шестигранном основании) и орторомбическую (опреде- ляется тремя базовыми векторами, все три вектора перпендикуляр- ны друг к другу, но не равны между собой). Выполнялись следующие процедуры моделирования оксидов ванадия: формирование входных файлов с заданием на моделиро- вание; релаксация кристаллографической структуры; проведение анализа кристаллографической ячейки; определение электронной структуры фторидов редкоземельных элементов. Кристаллографи- ческие структуры показаны на рис. 1. а) б) в) Рис. 1. Кристаллическая решетка: а – NdF3, б – LaF3, в – YF3 37 По результатам моделирования рассчитана и построена элек- тронная плотность соединений. Установлено, что уровень Ферми имеет значения: EF(NdF3) = 1,8260 эВ, EF(LaF3) = 2,1413 эВ, EF(YF3) = 5,9112 эВ. Полученные электронные плотности представ- лены на рисунке 2. а) б) в) Рис. 2. Электронная плотность: а – NdF3, б – LaF3, в – YF3. 38 УДК 621.7, 004.4 ИССЛЕДОВАНИЕ ФЕРРОМАГНЕТИЗМА НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ОКСИДА ЦИНКА. AB-INITIO МОДЕЛИРОВАНИЕ Студентки Зеленина М.С., Козлова О.А., Научн. руководитель - канд. техн. наук, доцент, Стемпицкий В.Р. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Минск, Беларусь Помимо интересных электрофизических и оптических свойств, оксид цинка является материалом, проявляющим высокотемпера- турный ферромагнетизм. Ранее удавалось получать соединения на основе оксида цинка с температурой Кюри выше комнатной. Одна- ко, результаты, полученные исследователями, не сводятся к едино- му выводу, а именно, если одна группа коллективов эксперимента- торов получила проявление ферромагнетизма, то другая группа не смогла выявить его. Высокотемпературный ферромагнетизм наблюдается у оксида цинка легированного переходными 3d элементами. Магнитные ио- ны примеси в узлах металлической подрешетки кристалла, вызыва- ют проявление магнитных свойств. Следует заметить, что зависи- мость намагниченности насыщения легированных пленок оксида цинка от концентрации примеси магнитных ионов немонотонна: чем больше возможных степеней окисления у легирующих ионов, тем сложнее поведение концентрационной зависимости [1]. Исследования серии пленок ZnO:Co и ZnO, осажденных на под- ложках различных типов с помощью процесса MOCVD с использо- ванием в качестве активного газа кислорода или водяного пара, по- казали, что решающее влияние на возникновение магнетизма в пленках ZnO: Co оказывает структура поверхности пленки, а не допирующая примесь [2]. Предполагается, что причиной фер- ромагнетизма низкоразмерных форм ZnO является нестехиометрия по кислороду. Для анализа магнитного состояния наноструктуры используют современные методы зонных расчетов, основанных на теории функционала электронной плотности. Наиболее популярными сре- 39 ди них является первопринципный (ab initio) метод псевдопотенци- алов, реализованный в программном пакете VASP. Используя первопринципные методы, было подтверждено нали- чие ферромагнитных свойств у оксида цинка легированного пере- ходными 3d элементами [3–5]. Однако особый интерес представля- ют случаи обнаружения подобных свойств у чистого ZnO. Посредством программного комплекса VASP проведены расчеты магнитных свойств в чистом оксиде цинка с наличием точечных дефектов [6]. Построены суперячейки размером 2×2×2 (Zn16O16) с внедрениями (вакансиями) атомов цинка и кислорода. Расчет про- изводился в два этапа: структурная релаксация и расчет электрон- ных и магнитных свойств материала. Обнаружено, что полный маг- нитный момент, приходящийся на суперячейку, отличен от нуля в случаях вакансии цинка либо при наличии внедренного атома кис- лорода. Основным магнитным состоянием системы при наличии таких точечных дефектов является ферромагнитное состояние. Объектом изучения настоящей работы является оксид цинка. Как известно, пленки оксида цинка имеют зернистую структуру. В целях получения достоверных результатов теоретических расчетов, была воспроизведена модель границы зерна и проведено моделирование полученной структуры в программном комплексе VASP. Межзеренную границу можно рассматривать как область, в кото- рой осуществляется контакт двух кристаллов, различающихся толь- ко ориентацией. Граница зерен ‒ атомный слой толщиной 1-2 атом- ных диаметра, по обе стороны от которого кристаллические решет- ки различаются только пространственной разориентацией. Применяя подход, изложенный выше, была построена модель межзереннной границы, у которой угол разориентации между кри- сталлитами составляет десять градусов. На рис. 1 изображена структура после процесса релаксации. Рис. 1. Малоугловая модель границы зерна оксида цинка 40 Было получено подтверждение того, что межзеренная граница имеет свойства ферромагнетика. Магнитный момент равен 2 µB. Та- ким образом, в структуре существует система неспаренных элек- тронов. На рисунке 2 представлено распределение намагниченности насыщения. Как видно, все неспаренные электроны локализованы на межзерененной границе. Рис. 2. Распределения намагниченности насыщения, в структуре моделирующей границу зерна оксида цинка Причины их возникновения можно связать с нарушениями трансляционной симметрии системы, которые инициируют значи- тельные зарядовые и спиновые перераспределения, а также обу- словленные этим эффекты локализации-делокализации прифермев- ских электронов с образованием атомных магнитных моментов. Литература 1. Страумал Б. Б., Протасова С. Г., Мазилкин А. А. и др. // Пись- ма в ЖЭТФ. 2013. Т. 97, с. 415–426 2. Ивановский А. Л. // УФН. 2007. Т. 177, № 10, С. 1083–1104. 3. Byung-Sub Kang, Kwang-Pyo Chae. // J. Mag. 2012. 17 (3). 163– 167. 4. Bin Shao, Hong Liu, Jian Wu et al. // J. Appl. Phys. 2012. 111, 07C301-07C301-3. 5. Bin Shao, Min Feng, Hong Liu et al. // J. Appl. Phys. 2013. 17C728-17C725-3. 41 6. Xu Zuo, Soack-Dae Yoon, Aria Yang et al. // J. Appl. Phys. 2009. 105. 07C508-1-07C508-3. УДК 004.9 ЦВЕТОВАЯ ПАЛИТРА ХУДОЖЕСТВЕННОЙ КНИГИ студент гр. 103610 Ходар М.С. Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент Романюк Г.Э. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Введение. Ни один человек не станет спорить с тем, что различ- ные цвета окружающие нас, тем или иным способом влияют на че- ловека. И влияние это может оказывать не только психологическое воздействие, но и физиологическое. Ярким примером тому будет служить лимон. Стоит нам только посмотреть на этот яркий, жел- тый фрукт и у многих из нас появится желание скривить лицо или ощущение кислинки во рту. Ощущения и эмоции, вызываемые ка- ким либо цветом, аналогичны ощущениям, связанным с предметом или явлением, постоянно окрашенным в данный цвет. Влияние цвета на человека. Со времен развития науки были проведены многочисленные исследования в направлении влияния различных цветов на человека. К примеру, Р. Франсе, М. Сент- Джордж, В. Уолтон и др. [1, 2] в результате многочисленных иссле- дований пришли к выводу, что существует биологическая врожден- ность предпочтений цветов. Так, дети в возрасте до одного года независимо от расы и места проживания обнаруживают одинаковые предпочтения: красный, оранжевый и желтый они предпочитают зеленому, голубому и фиолетовому. Среди подростков и взрослых цвета по своей популярности распределяются следующим образом: голубой, зеленый, красный, желтый, оранжевый, фиолетовый, бе- лый. Другие исследования в области маркетинга определяли реакцию потребителей на различные цвета той или иной продукции. Пред- ставлена часть результатов, полученных после исследования. [4] Черный используют компании, которые гордятся классической изысканностью. Черный работает особенно хорошо для дорогих товаров. Код цвета: престиж, ценность, вечность, изысканность. 42 Белый символизирует непорочность (вспомните белое платье) и чистоту (халат врача). Белый пользуется популярностью у брен- дов, связанных с детьми и медицинским обслуживанием. Код цвета: невинный, благородный, чистый, мягкий. Зеленый – синоним спокойствия, свежести и здоровья. Но суще- ствуют значительные различия между его оттенками. Насыщенный зеленый ассоциируется с изобилием, а светлый зеленый – с безмятежностью. Код цвета: достаток, здоровье, престиж, спокой- ствие. Красный вызывает страстный, интуитивный отклик. Этот цвет учащает ритм сердца, заставляет нас дышать быстрее и активизиру- ет деятельность гипофиза. Код цвета: агрессивный, энергичный, привлекающий внимание, провокационный. Фиолетовый – изысканный и таинственный цвет, он раскрывает спрятанные в нас благородство и утонченность. Код цвета: королев- ское достоинство, изысканность, ностальгия, тайна, одухотворен- ность. Так были исследованы все основные цвета и оттенки. На основа- нии этих данных теперь работают многие художники и дизайнеры. И в одной из версий применения данной технологии был замечен большой недостаток и увидена огромная перспектива для исправле- ния этого недостатка. Или, к примеру, ожидание сюжета, судя по обложке, не соответствует сюжету в самом тексте. Покупая книги в книжных магазинах, читатели в первую очередь обращают внимание на обложку книги и только после этого читают название и пролистывают книгу. Но зачастую под очень привлека- тельной и интересной обложкой находится весьма посредственное содержание. Многие дизайнеры и художники часто рисуют облож- ки, даже не прочитав книг. Их основная задача не передать дух, настроение и сюжет книги, а увеличить количество продаж, при- влечь покупателя. Так на свет родилась идея найти зависимость между смысловым содержанием книги и ее цветовым изображени- ем. Читая очередную художественную книгу, мы встречаем описа- ние за описанием. И именно эти описания создают у нас в голове определенную картинку, атмосферу, настроение. 43 В качестве примера можно привести отрывок из книги «Высокий дом» Джеймса Стоддарда [5]. «Он вынул из кармана ключи, и во рту у него неожиданно пересохло. Ключи мерцали в руке, словно светящиеся камешки – разноцветные, все- возможных размеров, с головками разнообразной формы – круглыми, овальными, квадратными, треугольными. У некоторых головки представ- ляли собой крылышки или головки ангелов, а головка одного ключа была в форме желудя с глазками. Каждый ключ, казалось, излучал особое ощу- щение. От темно-синего с серыми искорками веяло покоем, золотой вол- новал, будоражил, серебряный обещал невиданные чудеса, красный преду- преждал об опасности, ржавый говорил о прахе и тлене. Картер попро- бовал пересчитать ключи, но всякий раз сбивался со счета. В них была власть, сила – пугающая и волнующая одновременно. Казалось, их изгото- вили не простые смертные. Дрожащими руками Картер отобрал малахитовый ключ и вставил его в серую замочную скважину. Мгновение — и ключ с громким щелчком по- вернулся. Картер осторожно приоткрыл дверь и заглянул за нее. Не за- метив ничего опасного, он шагнул в серый коридор, затянутый легкой дымкой. Пол покрывал пепельно-серый ковер, на тусклых стенах висели серые картины с изображением серых цветов. Коридор уводил вправо и влево. После недолгих раздумий Картер зашагал направо.» В этом небольшом кусочке текста каждый упомянутый цвет вы- зывает определенные чувства, ассоциации, эмоции, настроение. В зависимости от характера, предпочтений и прочих психо- логических факторов один и тот же цвет у разных людей может вы- зывать разные ассоциации. Поэтому одна и та же книга может оста- вить разное впечатление. В данном исследовании была поставлена цель: найти зависи- мость между текстом книги и ее цветовым изображением. Цветовой анализ художественной литературы. Было проана- лизировано 5 книг из области художественной литературы. Для это- го была создана программа, обрабатывающая тексты книг. Суть программы состоит в том, что сначала в нее загружается текст вы- бранной книги. Затем, используя базу данных, содержащую словарь цветов [6], ищутся любые упоминания слов, обозначающих цвет в тексте. Найдя слово, соответствующее цвету, программа делает со- ответствующую пометку в файл и продолжает искать следующее слово. Когда поиск слов завершен и все цвета записаны в файл в том порядке и количестве, в котором они содержатся в тексте, поль- 44 зователь визуализирует данный файл. Каждый цвет имеет не только название, но и цифровые координаты на цветовой палитре, которые также содержатся в словаре цветов. Далее приведен отрывок из словаря, где в первом столбце представлен международный вариант названия цвета, далее идет его русское название, затем его визуаль- ное изображение, шестнадцатеричное значение и цветовые коорди- наты в трех различных цветовых схемах (табл. 1). В данной работе мы использована схему CMYK, так как основ- ная масса типографий и изданий работают по большей части имен- но с ней [7]. После замены в полученном файле всей текстовой информации на ее графическое изображение, данный файл отправляется в гра- фический редактор, где, по одинаковому для всех файлов алгорит- му, добавляется несколько графических фильтров для получения более наглядного изображения цветовой палитры художественной книги. Таблица 1 Пример таблицы кодирования цвета 45 Таким образом, получаются изображения как на рис. 1. С точки зрения физиологического воздействия все цвета и их со- четания можно разделить на две основные группы: «А». Простые, чистые, яркие цвета. Контрастные сочетания. «Б». Сложные, малонасыщенные цвета (разбеленные, ломаные, зачерненные), а также ахроматические. Нюансные сочетания. Рис. 1. Цветовые палитры пяти различных книг: 1 – «Мастер и Маргарита», Михаил Булгаков [8]; 2 – «Гордость и предубеждение», Джейн Остин [9]; 3 – «Гарри Поттер и Дары смерти», Джоан Роулинг [10]; 4 – «Фуа-гра из топора», Дарья Донцова [11]; 5 – «Милые кости», Элис Сиболд [12] Цвета группы «А» действуют как сильные, активные раздражи- тели. Они удовлетворяют потребностям людей со здоровой, не- утомленной нервной системой. К таким субъектам относятся дети, 46 подростки, молодежь, крестьяне, люди физического труда, люди, обладающие кипучим темпераментом и открытой, прямой натурой. И действительно, цвета и сочетания такого типа встречаются в сле- дующих случаях: в детском художественном творчестве; в моло- дежной моде на одежду; в декоративно-прикладном искусстве народов всего земного шара; в самодеятельном «городском фольк- лоре», творцы которого – люди неинтеллигентного труда; в искус- стве художников-революционеров XX в., ломающих каноны (Ма- тисс, Корбюзье, Леже, Маяковский). Цвета группы «Б» скорее успокаивают, чем возбуждают; они вы- зывают сложные, неоднозначные эмоции, нуждаются в более дли- тельном созерцании для их восприятия, удовлетворяют потребность в тонких и изысканных ощущениях, а такая потребность возникает у субъектов достаточно высокого культурного уровня. По всем этим причинам цвета группы «Б» предпочитаются людьми среднего и пожилого возраста, интеллигентного труда, людьми с утомленной и тонко организованной нервной системой. Цвета и сочетания дан- ного типа встречаются: в европейском костюме для среднего и по- жилого возраста; в интерьере жилищ городской интеллигенции; в живописи и прикладном искусстве классов, уходящих с историче- ской арены (XVIII в. – рококо, XIX-XX вв. – модерн); в современ- ной проектной графике и окраске подавляющего большинства ар- хитектурных объектов и т. д. [13] На основании этих данных часть цветовых палитр можно отне- сти к группе А, а это значит, что цвета этой книги больше будут воздействовать на детей, подростков, молодежь, крестьян, людей физического труда. Ну а другая часть палитр содержит более слож- ные и глубокие оттенки цветов. Поэтому можно предположить, что в книгах, относящихся к этим палитрам, возможно, сам сюжет, а возможно, и просто стиль написания более неоднозначный и тре- бует более глубокого эмоционального восприятия. Чем богаче наша палитра в цветовом отношении, тем богаче на эпитеты и описания был автор этой книги. К примеру, если срав- нить палитру 2 и палитру 3, то видно, что третья палитра куда более богата в цветовом понимании. Ее рисунок гораздо сложнее, преоб- ладают теплые цвета, вызывающие более яркие эмоции. Красный, желтый, оранжевый. Доказано, что данные цвета не просто вызы- 47 вают в человеке чувство страсти, агрессии, повышают выброс адре- налина и т. д., но и возбуждают кору головного мозга, увеличивают частоту сердцебиения. Можно однозначно сказать, что книга, при- надлежащая палитре номер 3, куда более богата на события и дер- жит читателя в напряжении, в отличии от палитры номер 2, где цве- та теплых тонов уравновешивают холодные оттенки, рисунок более прост, на основании чего смело моно сказать, что сюжет палитр 2 и 4 носит относительно линейный характер. Так как в этих же па- литрах цвета более нежные, переходы более плавные, то можно ска- зать, что текст подходит больше для женского романа, нежели для мужского боевика. Теперь взглянем на палитры 1 и 5. Казалось бы, что на палитре 5 цветов гораздо больше; оттенки, относящиеся к группе В, со слож- ным восприятием, также преобладают на палитре 5. На палитре 1 цвета более яркие, четкие, насыщенные. И в то же время палитра 1 обладает более сложным рисунком и требует более глубокого вос- приятия не столько из-за самих цветов, сколько из-за их сочетания. Палитра 5 не вызывает у нас желания длительного созерцания и понимания. Мы взглянули на нее, посмотрели и увели взгляд на другую палитру или просто в сторону и она у нас не вызывает же- лания посмотреть на нее еще и еще. Палитра 1, напротив, не просто притягивает, она пугает своими воинствующими противоположны- ми оттенками, которые будто прямо на картинке устроили битву. Битва белого и черного, что в свою очередь породило красное и другие цвета. Палитра 5 достаточно запутана, но цвета на ней изоб- ражены довольно хаотично и слишком пестрые. Будто автор пытал- ся искусственно улучшить визуальное восприятие своей книги и значительно переборщил. На палитре 4 мы видим простой сюжет, незначительное количество цветов, простые формы. И в то же вре- мя эта палитра является довольно привлекательной. Если задумать- ся о том, что на палитре мы видим все цветовое содержание книги, то наверняка это может означать, что эмоции и чувства, вызывае- мые этими цветами, останутся и после ее прочтения. На основании этого можно сделать вывод, что после прочтения книги, скрытой за палитрой номер 4, у читателя должны остаться легкие и приятные впечатления, непринужденность, воздушность. Палитре номер 2, скорее, больше подходит описание отстраненности, блаженства, 48 задумчивости. Никаких сложных и противоречивых чувств. Палит- ра 1 – просто огонь, борьба, эмоции, тяжесть от того, что мозг усво- ил что-то очень напряженное и интенсивное. 3-я палитра будто це- лый мир, где просматривается очень сложный и богатый сюжет. Море разнообразных, противоречивых впечатлений. И независимо от того, что на этой палитре много агрессивного красного, присут- ствуют явные воинствующие сочетания черный и желтый, красный и желтый, все равно картинка завораживает и ни в коем случае не отталкивает. Она будто гипнотизирует своей магией, своей необыч- ностью. Теперь представим краткое описание каждой из книг. После ознакомления с содержанием книги вы можете попытаться пра- вильно сопоставить книгу и обложку. Следует понимать, что цвето- вое содержание палитры книги должно на эмоциональном уровне отражать содержание книги. 1. «Мастер и Маргарита» – Михаил Булгаков «Действие происходит в 1920–1930-е годы в сталинской Москве и в годы жизни Иисуса Христа в Ершалаиме. Мастер с гениальным озарением описал последние дни жизни Спасителя в своем романе о Понтии Пилате, за который поплатился свободой. Его тайная возлюбленная Маргарита готова на сделку с дьяволом, лишь бы спасти Мастера. В это время некто Воланд, посетивший Москву со своей свитой, наводит ужас на обывателей. Но в мире, где уко- ренилось зло, и засела нечистая сила, проделки сатаны, окрашен- ные искрометным юмором, оборачиваются возмездием за людские грехи и пороки.» 2. «Гордость и предубеждение» – Джейн Остин «Англия, конец XVIII века. Родители пятерых сестер Беннет озабочены тем, чтобы удачно выдать дочерей замуж. И потому размеренная жизнь солидного семейства переворачивается вверх дном, когда по соседству появляется молодой джентльмен — ми- стер Бингли… Само собой, среди друзей нового соседа оказывается немало утонченных аристократов, которые не прочь поухаживать за очаровательными сестрами. Однако, все не так просто. Свое- вольная Элизабет знакомится с другом Бингли — красивым и высо- комерным мистером Дарси, и между ними разгорается нешуточ- 49 ное противостояние, результатом которого может стать как любовь, так и ненависть…» 3. «Гарри Поттер и Дары смерти» – Джоан Роулинг «В грандиозной последней главе битва между добрыми и злыми силами мира волшебников перерастает во всеобщую войну. Все сходиться в одной точке. Ставки ещё никогда не были так высоки, а поиск убежища — столь сложен. И быть может именно Гарри Поттеру придется пожертвовать всем в финальном сражении с Волан-де-Мортом. Способен ли наш герой спасти мир? Или погиб- нут сотни его друзей? Все закончится здесь!» 4. «Фуа-гра из топора» – Дарья Донцова «Татьяна Сергеева выбилась в начальницы! Правда, подчинен- ные ей достались словно на подбор — с левой резьбой. Секретарша, например, превратила Танин кабинет в… столовую! И как в таком дурдоме разбираться со сложным делом? Ванда, домоправитель- ница известного композитора Ксении Кауф, попросила расследо- вать гибель своей хозяйки. Та якобы покончила с собой, но Ванда кое-что разузнала и поняла: переселиться в мир иной Ксении явно помогли! Правда, вскоре выяснилось, что сделала это… сама Ван- да! Да-да, она написала покаянное письмо, где призналась в убий- стве, и сиганула с обрыва в реку… Вроде бы все разрешилось само собой, но Танюшу не так легко провести, даже этим блестяще по- ставленным спектаклем!» 5. «Милые кости» – Элис Сиболд «“Милые кости” — это история, рассказанная от лица девочки по имени Сюзи Сэлмон, которая в возрасте 14 лет была изнасило- вана, убита и расчленена человеком, жившим по соседству. Пре- ступление совершается на самых первых страницах книги, его да- та — 6 декабря 1973 года; следующие несколько лет Сюзи, попав- шая в свой персональный рай, наблюдает за жизнью своих близких и убийцы и размышляет об их судьбах. Сюзи не может повлиять на происходящее в её отсутствие на Земле, однако несколько раз ей удаётся на короткое время появиться перед своими родными, и более того, однажды девочка вселяется в тело девушки Рут для того, чтобы заняться любовью с парнем, в которого она была влюблена в школе. Сюжет романа носит линейный характер: по- чти всё повествование сводится к тому, что Сюзи, видя «сверху» 50 то, что происходит после её смерти, комментирует происходя- щие, иногда с краткими экскурсами в прошлое или будущее. Исто- рия, начинаясь с гибели Сюзи, следует через распад семьи Сэлмон и завершается рождением ребёнка у Линдси, младшей сестры Сю- зи.» Заключение Теперь, зная правильные ответы, можно еще раз взглянуть на палитры книг. Если неизвестно, какая книга относится к какой па- литре, то предпочтение отдавалось бы определенной картинке. Можно проверить свои предпочтения в литературе и сопоставить их с изображением. Наверняка многие из вас увидели непосредственную связь. А те- перь представьте такую ситуации, что мы заходим в книжный мага- зин, и еще не зная, какую книгу мы хотим найти, мы уже ее чув- ствуем визуально. И мы наверняка знаем, что обложка нас не обма- нывает, что на ней изображен в прямом смысле весь внутренний мир книги. Мы считаем, что применение описанной программы непосредственно на этапе производства книг, может принести зна- чительные улучшения в качестве продажи литературы, упростить поиск таковой для покупателя, а также это позволит применить ис- следования сотен ученых, занимавшейся загадкой влияния цветов на человека, непосредственно на практике. Литература 1. Франсе Р. «Психология эстетики» Изд. «Вече: Персей», 1996. 2. М. Афасижев. М. Сент-Джордж и В. Уолтон. Искусство, № 4, 1971. 3. Психология: Словарь. – М.: Наука, 1990. 4. Браун Л. Имидж «Путь к успеху» – СПб.: Питер Пресс, 1996. 5. Джеймс Стоддард «Высокий Дом роман» Изд. «Эксмо», 1998. 6. http://ru.wikipedia.org/wiki/Список_цветов 21.03.2013 г. 7. Домасев М. В., Гнатюк С. П. Реже, «Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения». СПб., Питер, 2009. 8. Булгаков М. «Мастер и Маргарита» Изд. «Москва» 1984. 9. Остен Д. «Гордость и предубеждение» Изд. «Эксмо», 2009 51 10. Роулинг К. Д. «Гарри Поттер и Дары Смерти» (книга седь- мая), Изд. «Эксмо» 2010. 11. Донцова Д. «Фуа-гра из топора» Изд. «Эксмо», 2013. 12. Сиболд Э. «Милые кости» Изд. «Эксмо», 2009. 13. Люшер М. «Цвет вашего характера» Изд. «Питер», 1995. УДК 004.4 МЕТОДЫ И ИНФРАСТРУКТУРА ОБЛАЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ УСТРОЙСТВ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ студент Садов С.В. Научн. руководитель - канд. физ.-мат. наук, доцент Козлова Е.И. Белорусский государственный университет Минск, Беларусь За последние несколько лет в отрасли информационных техно- логий получила развитие концепция облачных вычислений. Суть ее состоит в предоставлении пользователям удаленного динамическо- го доступа к услугам, вычислительным ресурсам и приложениям посредством сети Интернет. Компьютеры в облаке настроены на совместную работу, а различные приложения используют совокуп- ную вычислительную мощность. Вычислительные облака состоят из тысяч серверов, размещенных в центрах хранения и обработки данных, обеспечивающих работу десятков тысяч приложений, ко- торые одновременно используют миллионы пользователей. Важ- ным условием эффективного управления такой крупномасштабной инфраструктурой является максимально полная автоматизация. Кроме того, для обеспечения защищенного доступа к вычислитель- ным ресурсам облачная инфраструктура должна предусматривать возможность самоуправления и делегирования полномочий. Наибольшую популярность облачные системы получили благо- даря развитию сервисов, позволяющих осуществлять хранение фай- лов, в том числе и резервных копий, в специально созданном ин- тернет-хранилище. При этом облачные хранилища можно исполь- зовать и для синхронизации данных между различными компью- терными устройствами. К наиболее популярным облачным файло- 52 вым хранилищам на сегодняшний день относятся Google Диск, Ян- декс Диск, Microsoft SkyDrive, Dropbox, iCloud. Концепция облака основана на трех уровнях, каждый из которых предоставляет определенную функциональность. Уровень инфра- структуры состоит из физических активов – серверов, сетевых устройств, дисков и т.д. Промежуточным уровнем является плат- форма. Она предоставляет инфраструктуру приложений. Верхний уровень – это уровень приложений, который обычно и изображают в виде облака. Провайдер облачных сервисов может предоставлять пользовате- лю такие услуги, как компьютерную инфраструктуру, компьютер- ную платформу с установленной операционной системой, про- граммное обеспечение, развернутое в облаке, аппаратное обеспече- ние (на правах аренды), рабочее место (его ресурсы ‒ это также ре- сурсы облака), хранение данных, системы защиты информации. Эти услуги могут предоставляться как по отдельности, так и пакетами, в зависимости от потребностей пользователя. Информация и данные, хранимые пользователями в структуре облака, могут представляться в базе данных, структура которой разрабатывается провайдером. Облачные базы данных – это базы данных (БД), которые запус- каются на платформах облачных вычислений, таких как Amazon EC2, GoGrid и Rackspace. Существует два основных метода запуска базы данных в облаке ‒ образ виртуальной машины и база данных как сервис. Образ виртуальной машины облачные платформы поз- воляют приобретать виртуальные машины, где возможно запускать базы данных. База данных, как сервис некоторые облачные плат- формы предлагают сервис баз данных, при помощи которого можно обойтись без виртуальной машины. В данном случае, пользователю не нужно устанавливать и поддерживать базу данных самостоя- тельно. Вместо этого, поставщик сервиса берет на себя ответствен- ность за установку и обслуживание базы данных. Многие провайдеры к базам данных предоставляют веб- интерфейс, при помощи которого пользователи могут устанавли- вать и настраивать экземпляры баз данных. Так же предлагается компонент управления базами данных, который контролирует ос- новную базу данных, используя специальный API сервиса. Подоб- 53 ный сервис делает прозрачным для пользователя весь стек про- граммного обеспечения, который используется для поддержания работоспособности базы. Данный сервис берет на себя масштабиру- емость и доступность базы данных. Необходимо также сказать о различиях баз данных по их типу - реляционные (SQL) и не реляционные (NoSQL). К первому типу относятся такие БД как NuoDB, Oracle Database, Microsoft SQL Server и MySQL. Любую из них можно запускать в облаке, однако их трудно масштабировать, потому что изначально они не были рассчитаны на облачную среду. БД второго типа — NoSQL, такие как Apache Cassandra, CouchDB и MongoDB ‒ были созданы, чтобы выдерживать большую нагрузку на чтение/запись данных, а также легко расширяться и уменьшаться, и изначально предназначались для работы на облачных платформах. Однако вследствие того, что большинство современных программ было создано с использовани- ем SQL, работа с NoSQL базами данных часто требует полного из- менения кода приложения. Одной из задач современного высокотехнологичного производ- ства, например, в области микроэлектроники, является обеспечение автоматизации управления предприятиями и инфраструктурами. С этой задачей хорошо справляются так называемые ERP-системы (системы планирования ресурсов предприятия). Это готовые про- граммные продукты, которые реализуют стратегию интеграции производства и операций управления трудовыми и финансовыми ресурсами, управления активами. В течение нескольких последних лет основные производители ERP-систем все больше обращались к технологиям облачных вы- числений, и в настоящее время эта тенденция получает наибольшее развитие. Крупнейшим и самым известным производителем ERP- систем для производственных организаций является компания SAP AG – мировой лидер среди поставщиков программных решений для управления бизнесом. Компания занимается разработкой автомати- зированных систем управления такими внутренними процессами предприятия, как бухгалтерский учет, торговля, производство, фи- нансы, управление персоналом, управление складами. Одним из предлагаемых этой компанией программных продук- тов для интегрированного решения задач управления работой ма- 54 лых и средних компаний является программа SAP Business One. Она поддерживает все основные функции комплексного управле- ния, в том числе финансовый учет, управление клиентами, продажи, бизнес-процессы и логистику. SAP Business One может использо- ваться как самостоятельное решение для среднего и малого бизнеса, так и в составе сложных информационных систем более крупных предприятий. Система также позволяет координировать работу ру- ководства, сотрудников, клиентов и деловых партнеров. Для рас- ширения доступности сведений о предприятии вне офиса предо- ставляется мобильное решение для iPhone. Анализ производственных, технологических и управленческих процессов на предприятии по производству микроэлектронных компонентов на заказ показал, что существует ряд «слабых мест», возникающих вследствие большой вовлеченности персонала в рутинную работу, включающую также и документооборот. Низ- кий уровень автоматизации на таких местах снижает как эффектив- ность работы специалистов, так и всего предприятия в целом. Была создана демо-версия применения на таком предприятии программ- ного продукта SAP Business One, основанного на применении об- лачных технологий ведения учета и контроля производства. В результате моделирования бизнес-процессов предприятия с при- менением этого облачного продукта было установлено, что эффек- тивность работы производства на всех стадиях может быть повы- шена в среднем на 25-40%. Это обусловлено упорядочением и ав- томатизацией обработки и оборота документации, управления запа- сами на складах, обоснованным планированием закупок материалов и других расходов предприятия, повышением скорости реакции на возникающие неполадки и проблемы, что существенно влияет на качество продукции и конкурентоспособность. Кроме того, руково- дитель получает возможность контроля за всеми процессами пред- приятия практически в режиме реального времени, поскольку про- грамма предлагает возможность получения отчета по запросу на основе самых актуальных на время запроса данных. Таким образом, представляется обоснованным и целесообразным применение решений на основе облачных технологий для повыше- ния эффективности и конкурентоспособности предприятия, произ- водства элементов микроэлектроники на заказ. 55 УДК 004.4 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ МИРОВ НА ОСНОВЕ ГИБКИХ ГРАФИЧЕСКИХ КОНВЕЙЕРОВ студент Копоть А.С. Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент Шестаков К.М. Белорусский государственный университет Минск, Беларусь Визуальные эффекты не всегда привязаны тому, что они изобра- жают. Результаты вычислений на основе сложных с точки зрения физических расчётов можно имитировать, используя значительно менее ресурсоёмкие вычисления, получая при этом достаточно схожее конечное изображение. Далее анализируется один из таких аспектов и реализуется мо- дель, имитирующая внешний вид и поведение поверхности звезды – жёлтого карлика. В процессе анализа принципов построения программ, ис- пользующих различные графические конвейеры, к программе- визуализатору выдвинуты следующие требования: 1) функциони- рующий жёсткий графический конвейер на случай отказа системы поддержки шейдеров; 2) система загрузки кода шейдеров из фай- лов; 3) возможность регистрации шейдерных констант для воз- можности реализации сложных графических эффектов; 4) агрузка из файлов 3D-моделей и текстур для них; 5) обработка информации с клавиатуры и мыши. В магнитогидродинамическом приближении для описания пове- дения непрерывной плазмы звезды используются уравнения Макс- велла, закон Ома, уравнение сохранения массы, уравнение движе- ния, закон идеального газа, уравнения теплопереноса и теплопро- водности, уравнения нагрева и излучения и другие. Прямое решение задачи требует больших вычислительных ре- сурсов. Поэтому рассматривается модель, дающая схожее конечное изображение, но требующая значительно меньших вычислительных затрат. Для имитации поверхности жёлтого карлика за основу взяты следующие утверждения: 1) основной цвет поверхности соответ- ствует видимому цвету абсолютно чёрного тела при температуре 56 6000 K (жёлтый); 2) основа поверхности звезды – светлая, по всей поверхности относительно равномерно распределены более тёмные области; 3) фрагменты поверхности непрерывно изменяют свой цвет по синусоидальному закону вокруг положения равновесия, своего для каждого фрагмента поверхности; 4) визуальный эффект возникновения, развития и исчезновения гранул достигается тем, что соседние фрагменты флуктуируют с различным периодом. В качестве основы для конечного изображения поверхности используется чёрно-белая текстура, содержащая белый шум. В качестве генератора периодов колебаний цвета элементов по- верхности взята следующая хэш-подобная функция: 1. На входе текстурные координаты фрагмента поверхности; 2. На выходе частота флуктуации; 3. Для близких чисел должны даваться различные результаты; 4. Изменяя число возможных состояний выхода генератора, можно влиять на плавность «течения» поверхности. Флуктуации поверхности реализуются в виде уникального для каждого фрагмента добавочного коэффициента. Выводы. Шейдеры предоставляют возможности для визуализа- ции виртуальных миров с применением разнообразных эффектов. Эксперименты с программным кодом шейдеров могут приводить к открытию новых интересных графических эффектов Сложные с точки зрения расчётов модели физических процессов можно имитировать, добиваясь достаточно схожего изображения при небольших вычислительных затратах. УДК 621.382 МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДИНОЧНОГО СБОЯ В МОП-ТРАНЗИСТОРЕ студент Ловшенко И. Ю., Научн. руководитель - канд. техн. наук, доцент, Стемпицкий В. Р. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Минск, Беларусь С развитием полупроводниковых технологий, когда постоянно уменьшаются размеры и напряжение питания интегральных микро- 57 схем (ИМС), а тактовая частота растет, задача повышения радиаци- онной стойкости становится важной для производителей коммерче- ской микроэлектроники. Ее решение требует принятия мер на всех уровнях разработки ИМС: синтеза и верификации, трассировки шин питания, конструирования библиотечных элементов схем, техноло- гического процесса изготовления. Моделирование радиационных эффектов позволяет значительно сократить время и затраты на раз- работку радиационно стойких ИМС. Одиночный сбой (ОС, англ. Single-event Upset, SEU) является наиболее распространенным и наименее опасным последствием ионизирующего воздействия. Обычно ОС происходят, когда тяже- лые частицы (космические лучи, протоны, электроны, альфа- частицы, термические нейтроны и т.д.) попадают в ИМС. Проникая вглубь полупроводникового материала, они оставляют за собой след свободных носителей заряда[1-2]. В случае обычных МОП- схем в подзатворном диэлектрике происходит генерация электрон- но-дырочных пар. Импульс тока, вызванный рекомбинацией инду- цированных ионом дырок и электронов, изменяет состояние логи- ческого элемента. С уменьшением размеров транзисторов уменьша- ется и величина ионизирующего заряда, достаточного для ОС, ко- торый зависит от напряжений на электродах прибора и линейной передачи энергии (ЛПЭ, англ. Linear energy transfer, LET). Основ- ные принципы учета радиационных эффектов при моделировании ИС изложены в [3]. Моделирование технологического маршрута формирования и электрических характеристик структуры мощного МОП-транзистора выполнялось с использованием программного ком-плекса компании SILVACO [4]. ОС вызван частицей с линейной энергией транспорта равной 37,2 МэВ·см2/мг (что соответствует иону брома [1]), проходящей в центре устройства (х = 0). В момент удара напряжение на затворе равно –13,9 В, на коллекторе 30 В. Распределение концентрации дырок через 5, 50 и 150 пикосекунд после радиационного воздействия показаны на рис. 1. Результаты моделирования тока коллектора представлены на рис. 2. Результаты моделирования показывают, что отдельная ядерная частица (ОЯЧ) вызывает генерацию дополнительных носителей заряда. 58 Рис. 1. Распределение концентрации дырок в структуре мощного МОП-транзистора в момент времени t = 0 с (а), t = 5·10-12 с (б), t = 50·10-12 с (в), t = 150·10-12 с (г). Рис. 2. Динамика изменения тока коллектора 59 Эти носители заряда являются причиной увеличения тока кол- лектора до значения 60 мА. В дальнейшем ток коллектора снижение до первоначальной величины (момент времени t = 9·10-10 с). Один из распространенных способов борьбы с ОС и накоплени- ем индуцированного излучением заряда — изготовление ИС по технологии «Кремний на изоляторе» (КНИ, англ. Silicon-on- insulator, SOI). Литература 1. Никифоров А. Ю. Радиационные эффекты в КМОП ИС. М., 1984. 2. Чумаков А. И. Действие космической радиации на интеграль- ные схемы. М., 2004. 3. Петросянц К. О., Самбурский Л. М., Харитонов И. А. Ком- пактная макромодель КНИ/КНС МОП-транзистора, учитывающая радиационные эффекты // Известия вузов. Электроника. 2011. № 1. С. 20–27. 4. SILVACO. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://silvaco.com/ – Дата доступа: 20.01.2014. УДК 004.4 ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИФФУЗИОННО-ДРЕЙФОВОЙ МОДЕЛИ студенты Боровик А.М., Чан Туан Чунг, Научн. руководитель - канд. техн. наук, доцент, Стемпицкий В.Р. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Минск, Беларусь Каждый переход к новым технологическим нормам проектиро- вания приводит к появлению новых физических эффектов в МОП- транзисторах, для учета которых необходимо создавать новые либо адаптировать существующие модели. Оптимизация как эффектив- ный алгоритм, позволяющий получить область экстремума целевой функции с заданной точностью, является основной областью ис- пользования методов и результатов проведения статистического 60 анализа данных. Особую актуальность имеют методы и алгоритмы, позволяющие получать оценки вектора управляемых переменных, которому соответствует минимальное значение функции f(x). Задача нахождения минимума функции f(х) решается посредством проце- дуры систематического получения последовательности точек х0, х1, .. хk таких, что f(х0) > f ( х1) > ... > f(хk) >... Механизм образования последовательности точек и его эффективность в локализации точ- ки минимума в сильной мере зависят от минимизируемой функции, а также информации, которая может быть использована для опреде- ления следующей точки [1]. К числу особенностей методов прямого поиска следует отнести относительную простоту вычислительных процедур, которые легко реализуются и быстро корректируются. Идея используемой методо- логии заключается в выборе базовой точки и оценке значений целе- вой функции в точках, окружающих ее. Вычисление значений целе- вой функции проводится во всех вершинах, а также в центре тяже- сти гиперкуба. Затем «наилучшая» из исследуемых точек выбирает- ся в качестве следующей базовой точки [2]. Оптимизация модели осуществляется для МОП-транзистора с длиной канала 90 нм, структура и экспериментальные результаты измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ) которого получе- ны Microsystems Technology Laboratory [3]. Оценка соответствия экспериментальным результатам ВАХ, полученных в результате моделирования, проводится по методу наименьших квадратов. С целью адаптации диффузионно-дрейфовой модели для нано- размерных приборов в соответствии с методологией прямого поис- ка варьируются значения плотности состояний в области канала, а также вводятся корректирующие коэффициенты в выражения мо- делей подвижности в поперечном и продольном электрическом по- ле, основываясь на анализе уравнений модели и результатах прове- денных отсеивающих экспериментов по выявлению наиболее зна- чимых параметров. В качестве модели подвижности в поперечном электрическом поле рассматривается модель Дарвиша. На рис. 1 и 2 представлены ВАХ МОП-транзистора, полученные экспериментально и в результате моделирования с использованием диффузионно-дрейфовой модели. При этом использовались значе- 61 ния плотности состояний и выражения модели подвижности как по умолчанию, так и оптимизированные. Рис. 1. ВАХ зависимости тока стока от напряжения на затворе МОП-транзистора при напряжении на стоке 0,21 В Рис. 2. ВАХ зависимости тока стока от напряжения на стоке МОП-транзистора 62 Результаты, полученные с использованием оптимизированных уравнений модели, соответствуют экспериментальным, что свиде- тельствует об эффективности применения предложенного подхода при адаптации диффузионно-дрейфовой модели наноразмерных приборов. Литература 1. Аоки М. Введение в методы оптимизации. М, 1977. 2. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Регсдел К. Оптимизация в тех- нике. Книга 1. М, 1986. 3. "Well-Tempered" Bulk-Si NMOSFET Device Home Page [Элек- тронный ресурс]. – Режим доступа: http://www-mtl.mit.edu/ re- searchgroups/Well/ – Дата доступа: 20.05.2014. УДК 004.8 АССОЦИАТИВНОЕ КОДИРОВАНИЕ ФАЙЛОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХАОТИ- ЧЕСКИХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ студент Трофимук В.Д. Научный руководитель – канд. техн. наук, доцент Садов В.С. Белорусский государственный университет Минск, Беларусь В современном мире, где информационные технологии прони- кают в повседневную жизнь человека с каждым днём всё глубже и глубже, критическую роль играет удовлетворение требованиям конфиденциальности, целостности и доступности данных. Реализа- ция защищённой программной среды, в которой за счёт тех или иных средств обеспечивается соответствие упомянутым выше кри- териям, является важной и актуальной проблемой, интересной как с научной, так и с практической точки зрения (непосредственное воплощение разработок в виде программного кода). Данная работа посвящена созданию системы хранения информации с ассоциатив- ной адресацией и симметричной криптографической обработкой файлов изображений с использованием псевдослучайных числовых последовательностей. 63 Прежде всего, стоит отметить тот факт, что симметричных крип- тосистем известно великое множество. Немалая их часть является блочными и в процессе функционирования в базовой или модифи- цированной форме использует нейронную сеть Фейстеля (алгорит- мы шифрования DES, ГОСТ, Blowfish, RC6). При этом конфиден- циальность информации в подобных системах обеспечивается за счёт сохранения в секрете отправляющей и принимающей сторона- ми шифр-ключа, задающего вектор начальных условий для соответ- ствующего генератора раундовых ключей — процедуры расшире- ния (по одному на каждую итерацию алгоритма). Большинство процедур расширения алгоритмов шифрования на основе сети Фей- стеля используют численные значения, поставляемые предопреде- лёнными методами генерации. Детерминированность используемо- го в процедуре расширения преобразования начального шифр- ключа в совокупность раундовых ключей, по существу является самым слабым местом симметричных блочных криптоалгоритмов, поскольку при использовании различных вариантов таблиц замен и перестановок шифр может как проявлять высокую криптостой- кость, так и быть уязвимым к определённым видам атак (к примеру, 64-битный DES при современных вычислительных мощностях пря- мым перебором ключей взламывается за разумное время, а стой- кость Blowfish напрямую зависит от типа используемой процедуры расширения). Поэтому очевидным улучшением является обеспече- ние большей хаотичности и меньшей предопределённости выбора числовых значений внутри процедуры расширения ключа. В рамках работы проведено исследование генераторов псевдо- случайных числовых последовательностей на основе явления де- терминированного хаоса (системы уравнений Лоренца, схемотех- нической модели Чуа). Также на базе последней разработана реали- зация генератора хаоса с использованием в качестве структурных элементов усилителей и сетевых сумматоров (рис. 1). Исследованы параметры разработанной модели на хаотичность (вид фазового портрета, спектр показателей Ляпунова, автокорре- ляционная функция, взаимная корреляционная функция, энтропия Колмогорова, временной горизонт прогнозирования). Спроектиро- вана структура защищённой информационной системы с ассоциа- 64 тивной адресацией памяти и криптографическим шифрованием файлов изображений (рис. 2). Впоследствии система реализована в виде кроссплатформенного приложения на языке Java с применением СУБД Oracle (рис. 3). Большинство полученных в ходе выполнения работы результа- тов хорошо согласуются с теорией. Разработанный программный комплекс может быть использован в обучающих и научно- практических целях для наглядной демонстрации возможностей криптографического кодирования информации на основе явления детерминированного хаоса. Таким образом, проведённая работа по созданию защищённой информационной системы демонстрирует преимущества примене- ния генераторов хаотических числовых последовательностей. Рис. 1. Модифицированная модель схемы Чуа, построенная на усилителях и сетевых сумматорах 65 Рис. 2. Структурная схема защищённой информационной системы Рис. 3. Основное рабочее окно разработанного приложения В будущем данный труд будет развит за счёт дополнительных исследований реализованной модели генератора хаоса и доработки программного комплекса с целью повышения его криптостойкости. Сеть Фейстеля + Модифициро- ванная схема Чуа Ассоциатив- ная память средствами СУБД + 66 Литература 1. Пономаренко В. И., Бугаевский М. Ю. Исследование поведе- ния цепи Чуа / В. И. Пономаренко, М. Ю. Бугаевский // Саратов- ский филиал института радиотехники и электроники РАН, учебно- научная лаборатория «Нелинейная динамика (физический экспери- мент)». – 1999, С. 4–19. 2. Андриевский Б. Р., Фрадков А. Л. Управление хаосом: методы и приложения / Б. Р. Андриевский, А. Л. Фрадков // Институт про- блем машиноведения РАН, Санкт-Петербург – 2004, С. 11–25. 3. Довгаль В. М., Тарасов А. А. «Криптографическая защита электронных документов на основе сети Фейстеля с применением детерминированных хаотических отображений» / В. М. Довгаль // Известия Курского государственного технического университета, № 1 (30), 2010, С. 44–48 УДК 004.3 ARDUINO КАК УДОБНАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ БЫСТРОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ студент гр. 103710 Малахов Т.И. Научный руководитель - Гулай В.А. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Arduino – аппаратная вычислительная платформа, основными компонентами которой являются простая плата ввода-вывода и сре- да разработки на языке Processing/Wiring. Arduino может ис- пользоваться как для создания автономных интерактивных объек- тов, так и подключаться к программному обеспечению, выполняе- мому на компьютере (например, Adobe Flash, Processing, Max). Плата Arduino состоит из микроконтроллера Atmel AVR (ATmega328P и ATmega168 в новых версиях и ATmega8 в старых), а также элементов обвязки для программирования и интеграции с другими схемами (рис. 1). На многих платах присутствует линей- ный стабилизатор напряжения +5 В или +3,3 В. Тактирование осу- ществляется на частоте 16 или 8 МГц кварцевым резонатором (в 67 некоторых версиях керамическим резонатором). В микроконтрол- лер предварительно прошивается загрузчик BootLoader, поэтому внешний программатор не нужен. На концептуальном уровне все платы программируются через RS-232 (последовательное соедине- ние), но реализация этого способа отличается от версии к версии. Рис. 1. Различные версии Рис. 2. Устройство платы Arduino определяющее расстояние Плата Serial Arduino содержит простую инвертирующую схему для конвертирования уровней сигналов RS-232 в уровни ТТЛ, и наоборот. Более поздние версии, программируются через USB, что осуществляется благодаря микросхеме конвертера USB-to-Serial FTDI FT232R. В версии платформы Arduino Uno в качестве конвер- тера используется микроконтроллер Atmega8U2 в SMD-корпусе. Данное решение позволяет программировать конвертер так, чтобы платформа сразу определялась как мышь, джойстик или иное устройство по усмотрению разработчика со всеми необходимыми дополнительными сигналами управления. Работа производится с аналоговыми и логическими контактами, которые могут служить как входами, так и выходами сигналов. Можно непосредственно из среды использовать широтно-им- пульсную модуляцию или аналого-цифровые преобразования с дис- кретизацией от 0 до 254 или от 0 до 1023 в зависимости от выбран- ного типа входа/выхода. Также плату Arduino можно использовать как ISP программатор для контроллеров семейства AVR, что значи- тельно облегчает разработку и отладку устройства, т.к. нет необхо- димости извлекать контроллер для его перепрограммирования. 68 Габариты некоторых плат Arduino позволяют использовать их непосредственно в конечных устройствах, что облегчает быстрое создание изделия практически с нуля без глубокого знания теории программирования микроконтроллеров или их устройства и прин- ципа организации их работы. Конечно же, при таком подходе не стоит говорить о высокой эффективности организации работы на микроконтроллере, т. к. множество существующих библиотек зна- чительно облегчают работу с готовыми периферическими устрой- ствами, что отдаляет разработчика от понимания процессов, проис- ходящих непосредственно в контроллере и некоторых аспектах ра- боты периферических устройств и обмена данных с ними. В некоторых платах (например, Arduino Uno, Arduino diecimila) установлен микроконтроллер в dip корпусе, что позволяет приме- нять его отдельно, с использованием среды разработки Arduino IDE, прошивая непосредственно в плате. В качестве примера такого ис- пользования приводится устройство, разработанное в течение часа (именно разработанное, изготовление печатной платы заняло не- много больше времени) после первого знакомства с этой платфор- мой. Устройство с помощью ультразвукового сенсора определяет расстояние до объекта, выводит расстояние в сантиметрах на жид- кокристаллический дисплей, и, при приближении чего-либо к чув- ствительному элементу устройства на расстояние менее 10 санти- метров, сигнализирует об этом надписью на дисплее «Red Alert!!!!» с одновременным миганием светодиода (рис. 2). Таким образом, аппаратная вычислительная платформа Arduino хорошо подходит на роль инструмента для быстрой разработки и отладки электронных устройств с использованием микро- контроллеров. Она позволяет использовать микроконтроллер без знания принципов его работы (что также является минусом этой системы для конечной разработки) и следует подчеркнуть, что у этой платформы существует достаточно развитая база и огромное количество поклонников, что в значительной мере упрощает обуче- ние. 69 УДК 539.3 ДИАГНОСТИКА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СОСТАВНЫХ ТОЛСТОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРОВ ДЛЯ АППАРАТОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ИЗГОТОВ- ЛЕНИИ ИСКУССТВЕННЫХ АЛМАЗОВ Студентка гр. 103819 Важинская А.В. Научный руководитель – докт. физ.-мат. наук, проф. Василевич Ю.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Одним из направлений совершенствования режущих свойств ин- струментов, позволяющим повысить производительность труда при механической обработке, является повышение твердости и тепло- стойкости инструментальных материалов. Наиболее перспективны- ми в этом отношении являются алмаз. Алмазы и алмазные инстру- менты широко используются при обработке деталей из различных материалов. Для алмазов характерны исключительно высокая твер- дость и износостойкость. По абсолютной твердости алмаз в 4 - 5 раз тверже твердых сплавов и в десятки и сотни раз превышает износо- стойкость других инструментальных материалов при обработке цветных сплавов и пластмасс. Кроме того, вследствие высокой теп- лопроводности алмазы лучше отводят теплоту из зоны резания, что способствует гарантированному получению деталей с бесприжого- вой поверхностью. Однако алмазы весьма хрупки, что сильно сужа- ет область их применения. [1] Для изготовления режущих инструментов основное применение получили искусственные алмазы, которые по своим свойствам близки к естественным. Основой получения синтетических алмазов является необратимое фа- зовое превращение в углероде, происходящие при высоких давлениях и температурах. Это область прямых фазовых превращений (Р=12-15 ГПа, Т=2500-3000К), характеризующаяся неравновесной наведенной дефектной структурой и мелкозернистым строением поликристаллического материа- ла и область каталитического синтеза (Р=4,0-5,5ГПа, Т=1400-2000К), в которой образуются более структурно совершенные и крупные зерна ал- маза. Поэтому для достижения требуемых параметров синтеза в области термодинамической устойчивости требуется специальная техника высоко- го давления (камеры, контейнеры, нагревательные элементы и др.). 70 При больших давлениях и температурах в искусственных алма- зах удается получить такое же расположение атомов углерода, как и в естественных. Масса одного искусственного алмаза обычно со- ставляет 1/8-1/10 карата (1 карат-0,2 г). Вследствие малости разме- ров искусственных кристаллов они непригодны для изготовления таких инструментов, как сверла, резцы и другие, а поэтому приме- няются при изготовлении порошков для алмазных шлифовальных кругов и притирочных паст. Алмаз как инструментальный материал имеет существенный не- достаток — при повышенной температуре он вступает в химиче- скую реакцию с железом и теряет работоспособность. [2] Для того чтобы обрабатывать стали, чугуны и другие материалы на основе железа, были созданы сверхтвердые материалы, химиче- ски инертные к нему. Такие материалы получены по технологии, близкой к технологии получения алмазов, но в качестве исходного вещества используется не графит, а нитрид бора [3,4]. Расчет элементов теплообменного аппарата Задача о расчете толстостенного цилиндра решается с учетом равномерно распределенного наружного давления Рн и внутреннего давления Рв. Мы исходим из того, что такая нагрузка не может вы- звать деформации изгиба цилиндра, (рис.1). Рис. 1. Расчетная схема составного цилиндра Нормальные напряжения σt в сечениях плоскостями, перпенди- кулярными оси симметрии цилиндра нельзя считать равномерно 71 распределенными по толщине стенки, как это делается при расчете тонкостенных оболочек вращения [5]. Нормальные напряжения σr действующие по цилиндрической поверхности с радиусом r могут быть одного и того же порядка и даже превышать напряжение σt, что при тонкостенных цилиндрах невозможно. В поперечных сечениях цилиндра касательные напряжения так- же предполагаются равными нулю, однако, возможно существова- ние нормальных осевых напряжений σz, которые возникают как следствие нагружения цилиндра силами, действующими вдоль оси. В дальнейшем мы будем рассматривать открытые цилиндры, т.е. не имеющие днищ. Напряжения σz в таких цилиндрах равны нулю. Вывод формул расчета напряжений в толстостенных цилиндрах ос- нован на том, что для них соблюдается гипотеза плоских сечений, т.е. поперечные сечения цилиндра, плоские до нагружения, оста- нутся плоскими и после нагружения. Основными уравнениями для расчета напряжений в толстостен- ных цилиндрах являются формулы Ламе (1) 22 1 2 2 2 2 2 121 2 2 2 1 2 22 2 11 1)( rrr rrPP rr rPrP rt        (1) Аппараты высокого давления, используемые в изготовлении ис- кусственных алмазов контролируют с помощью радиационного и капиллярного метода контроля [6]. Радиационные методы контроля основаны на регистрации и анализе ионизирующего излучения при его взаимодействии с контролируемым изделием [7]. Радиационный контроль применяют для выявления трещин, непроваров, пор, шла- ковых, вольфрамовых, окисных и других включений. При радиационном контроле используют, как минимум, три ос- новных элемента: источник ионизирующего излучения; контроли- руемый объект; детектор, регистрирующий дефектоскопическую информацию. При прохождении через изделие ионизирующее из- лучение ослабляется - поглощается и рассеивается. Степень ослаб- ления зависит от толщины, плотности и атомного номера материала контролируемого объекта, а также от интенсивности и энергии из- лучения. При наличии в веществе дефектов изменяются интенсив- 72 ность и энергия пучка излучения. Методы радиационного контроля различаются способами детектирования дефектоскопической ин- формации и соответственно делятся на радиографические, радио- скопические и радиометрические. Капиллярный контроль – это вид неразрушающего контроля, ко- торый основан на свойствах проникающих жидких веществ в ка- пилляры на поверхностях контролируемого объекта с целью выяв- ления дефектов [8]. Капиллярные методы контроля объектов про- никающими веществами применяют для обнаружения дефектов (типа трещин), выходящих на поверхность. Полости реальных тре- щин, чаще всего являющихся тупиковыми, имеют форму узкого клина, вершина которого обращена внутрь материала. Попав в та- кую трещину, проникающая жидкость смачивает ее полость и про- должает проникать внутрь нее даже после полного удаления с по- верхности объекта контроля. В этом случае проникающая жидкость образует в полости трещины два мениска с радиусами R1 и R2 кри- визны, причем R2 > R1 (рис. 2, а). Эти мениски вызывают появле- ние двух капиллярных давлений р1 и р2, равнодействующая которых Δρ направлена вглубь полости дефекта. Попав в полость дефекта, жидкость будет удерживаться там капиллярными силами. а б Рис. 2. Схемы проникновения жидкостей вглубь тупиковой трещины (а) и проявления индикаторных следов дефектов (б) Если на мениск, расположенный в устье трещины, наложить ка- кое-либо пористое вещество, то он исчезнет и вместо него образу- ется система малых менисков различной формы и большой кривиз- ны, каждый из которых создает свое капиллярное давление. Равно- 73 действующая Δρ созданных менисками капиллярных давлений су- щественно превышает давление р1 и действует в противоположном ему направлении. Под действием суммы давлений пенетрант из полости трещины поднимается на поверхность контролируемого объекта, несколько расплываясь над дефектным участком, и образует индикаторный след, который можно наблюдать невооруженным глазом или в лупу с небольшим увеличением (рис. 2, б). Вещества, вытягивающие пе- нетранты из полостей дефектов, называют проявителями. Индикаторные рисунки, образующиеся при взаимодействии пе- нетранта и проявителя, либо обладают способностью люминесци- ровать при воздействии ультрафиолетового излучения, либо имеют цветовую окраску вследствие избирательного поглощения (отраже- ния) части падающих на них световых лучей. Линии индикаторных рисунков имеют ширину 0,05-0,3 мм и высокие яркостный и цвето- вой контрасты с фоном, поэтому рисунок дефекта обнаружить зна- чительно легче, чем сам дефект. Причем обнаружение его тем про- ще, чем шире индикаторная линия и выше ее контраст с фоном [9]. В данной работе основной задачей служит уменьшение каса- тельного напряжения путем применения составных толстостенных цилиндров, состоящих из более тонких труб, надетых друг на друга, повышение прочности толстостенных цилиндров путем замены сплошного цилиндра составным. Предложены методы неразрушающего контроля (капиллярный и ради- ационный методы), с помощью которых можно не только установить наличие или отсутствие дефектов, но и выяснить степень дефектности, полученная информация позволяет оценить возможность ремонта, выяс- нить причины образования дефектов и наметить мероприятия по предот- вращению их появления. Литература 1. Тонкостенные оболочки вращения, толстостенные и составные цилиндры: методические указания/ В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов ‒ Тамбов: изд-во Тамбовского государственного технического уни- верситета, 2001. 2. Синтетический алмаз/ Г.Н. Безруков. М.: Недра, 1976. 74 3. Сверхтвердые материалы. Получение и применение. Синтез алмаза и подобных материалов/ В.В. Туркевич, под ред. А.А. Шульженко. – Киев: НАНУ, 2003. 4. Устройство для создания высокого давления/ В.Б. Шипило, 1986. 5. Расчеты на прочность в машиностроении. Том 1 / С.Д.Пономарев, В.Л. Бидерман – Москва, 1956. 6. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / под редакцией В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1995. 7. Справочник по радиационному методу неразрушающего кон- троля/ С.В. Румянцев, А.С. Штань, А.В. Гальцев. М.: Энергоиздат, 1982 8. ГОСТ 18442-80 Контроль неразрушающий. Капиллярный ме- тод. Общие требования. 9. Капиллярный контроль. Учебное пособие для подготовки спе- циалистов/ Н.П Калиниченко, А.Н. Калиниченко. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. УДК 539.3 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ТОН- КОСТЕННЫХ СОСУДОВ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕ- ТОДОВ И ПРИБОРОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ Студентка гр. 103819 Ворокомская А.А. Научный руководитель – докт. физ.-мат. наук, проф. Василевич Ю.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Для расчета оболочек, имеющих форму тела вращения, стенки которых тонки, не имеют резких переходов и изломов при действии внутреннего, нормального к стенкам давления, обладающего осевой симметрией, можно пользоваться безмоментной (мембранной) тео- рией расчета. По этой теории, из условия равновесия элемента, вы- деленного около рассматриваемой точки стенки оболочки (сосуда) бесконечно близкими и перпендикулярными им сечениями (рис.1а), получено уравнение Лапласа для определения окружного σt и мери- дионального σm нормальных напряжений [1;3] 75        p m m t t , (1) где t и m − радиусы кривизны окружного (кольцевого) и мериди- онального сечений стенки оболочки (сосуда) на уровне рассматри- ваемой точки; p − интенсивность внутреннего давления, являющегося функци- ей только координаты z;  – толщина стенки сосуда. Рис.1. Расчетные схемы а – из условия равновесия элемента; б – из условия равноывесия сечения на уровне рассматриваемй точки Из условия равновесия части сосуда, отделенной сечениями пер- пендикулярными меридианам на уровне рассматриваемой точки (рис.1,б), получается дополнительное уравнение Zxm  cos , (2) где  – угол между осью Z и касательной к меридиану на рассмат- риваемом уровне; x – радиус окружности кольцевого сечения на том же уровне, Z – сумма проекций на ось Z сил, действующих на отсеченную часть сосуда. 76  1 0 11 x dxpxZ . (3) Здесь 1x – текущий радиус окружности кольцевого сечения сосу- да. Решение уравнений (1) и (2) дает следующие значения напряже- ний σt и σm      2cosm t t Z p ;   2cost m Z . (4) Частные случаи: 1.  tm , – сосуд с прямолинейной образующей (ци- линдр, конус)    tt p ;   2cos Z m . (5) 2.  tm – сферический сосуд      2cos Z p tt ;   2cos Z m (6) а) p = const (давление газа), 2 cos 2 222   tp px Z ,               m tt t p 2 2 ,    2 t m p ; (7) при  tm ,    tmt p2 , 77 при  tm    2 t mt p . б) p = γ (h – z) (давление жидкости, рис.2), где γ – удельный вес жидкости; h – высота уровня жидкости в сосуде; z- текущая координата, 1 22 2 cos Z hp Z t    ;  x dxzxZ 0 1 . (8) Z1 – определяется, если дано уравнение образующей сосуда Z = Z(x). На внутренней поверхности стенок сосуда третье главное напряжение σr = – p. В большинстве случаев оно мало по сравне- нию с σt и σm , и при расчете на прочность им можно пренебречь. Если стенки сосуда имеют резкий излом (рис.3, а), то в переход- ном сечении возникают краевые силы, которые могут вызвать зна- чительные напряжения, которые не учитываются безмоментной теорией. Чтобы уменьшить влияние этих сил, стыковое кольцо ча- сто упрочняют распорным кольцом [1;4]. Если меридиональные напряжения в сечении стыка σm = σ0 (рис.3,б), то распределенная распорная сила q0 = σ0. Необходимая площадь F распорного кольца радиусом r может быть найдена по формуле     1  r , F = q0 σ0. (9) 78 Рис. 2. К определению давления жидкости Рис.3. Схема расчета при резком изломе стенок сосуда Для оценки качества материала исследуемого сосуда рекоменду- ется использовать следующие виды неразрушающего контроля: ка- пиллярный, визуальный, ультразвуковой [2]. Капиллярные методы неразрушающего контроля основаны на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей (пенетран- тов) в полости поверхностных и сквозных несплошностей материа- ла объектов контроля и регистрации образующихся индикаторных следов визуальным способом или с помощью преобразователя. Ка- пиллярный НК предназначен для обнаружения невидимых или сла- бовидимых невооруженным глазом поверхностных и сквозных де- фектов в объектах контроля, определения их расположения, протя- женности (для дефектов типа трещин) и ориентации по поверхно- сти. Этот вид контроля позволяет диагностировать объекты любых размеров и форм, изготовленные из черных и цветных металлов и сплавов, пластмасс, стекла, керамики, а также других твердых не- ферромагнитных материалов. Капиллярный контроль применяется также при течеискании и, в совокупности с другими методами, при мониторинге ответственных объектов и объектов в процессе экс- плуатации. Визуальный метод дефектоскопии относиться к неразрушающе- му контролю. Визуальный контроль занимает важное место среди различных видов контроля изделий. Визуальный контроль - это единственный неразрушающий метод контроля, который может выполняться и часто выполняется без какого-либо оборудования и проводится с использованием простейших измерительных средств. 79 Визуальный контроль во многих случаях достаточно информативен и является наиболее дешевым и оперативным методом контроля. Некоторые технические средства визуального и измерительного контроля доступны каждому, а сама процедура контроля является достаточно простой. Однако визуальный контроль является таким же современным видом контроля, как радиационный и ультразву- ковой. Ультразвуковая дефектоскопия – поиск дефектов в материале изделия ультразвуковым методом, то есть путём излучения и при- нятия ультразвуковых колебаний, отраженных от внутренних не- сплошностей (дефектов), и дальнейшего анализа их амплитуды, времени прихода, формы и других характеристик с помощью спе- циального оборудования – ультразвукового дефектоскопа. Является одним из самых распространенных методов неразрушающего кон- троля. Ультразвуковая дефектоскопия основана на использовании упругих колебаний, главным образом ультразвукового диапазона частот. Нарушения сплошности или однородности среды влияют на распространение упругих волн в изделии или на режим колебаний изделия. Основные методы: эхо-метод, теневой, зеркально-теневом метод. При теневом методе признаком обнаружения дефекта слу- жит уменьшение интенсивности (амплитуды) ультразвуковой вол- ны, прошедшей от излучающего пьезопреобразователя к приемно- му. Недостатки метода — необходимость двустороннего доступа к изделию и малая точность оценки координат дефектов, достоинство — высокая помехоустойчивость. Метод может применяться для из- делий с грубо обработанной поверхностью. При зеркально-теневом методе признаком обнаружения дефекта является уменьшение ин- тенсивности (амплитуды) ультразвуковой волны, отраженной от противоположной поверхности изделия. Отраженный сигнал назы- вается донным. Метод не требует двустороннего доступа к контро- лируемому изделию, позволяет более достоверно выявлять корне- вые дефекты в стыковых швах, помехоустойчив, применяется для изделий небольшой толщины с грубо обработанной поверхностью. Однако точность определения координат дефекта и при этом методе невысока. Наиболее широкое распространение получил метод от- ражения, или эхо-метод. 80 Литература 1. Расчетные и курсовые работы по сопротивлению материалов. Алмаметов Ф.З. – Москва: Высш. Шк., 1992. 2. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / Клю- ев В.В., Соснин Ф.Р. и др. – М.: Машиностроение, 2005. 3. Прикладные методы расчета оболочек и тонкостенных кон- струкций. Авдонин А.С. - М.: Машиностроение, 1969. 4. Сопротивление материалов: учебник / Подскребко М.Д. – Минск: Выш. шк., 2007. УДК 539.3 ДИАГНОСТИКА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА КОЛЬЦЕВЫХ СТАЛЬНЫХ ПРУЖИН Студент гр. 103819 Гуринович И.Н. Научный руководитель – докт. физ.-мат. наук, проф. Василевич Ю.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Кольцевые стальные пружины широко применяют в инженерной практике для поглощения и рассеивания энергии от динамической ударной нагрузки, прилагаемой к сжимаемой пружине. Такие пружины обладают рядом особенностей, благодаря кото- рым их применение является весьма рациональным. Дисковые пру- жины занимают мало места по высоте. Их жёсткость легко регули- руется изменением количества дисков. Они дешёвы в изготовлении, а их термообработка проще, чем у винтовых пружин сжатия, сви- тых из прутков большого диаметра. Дисковые пружины в отличие от винтовых весьма устойчивы к восприятию боковых усилий. В некоторых случаях функции пружины выполняет всего одна пла- стина. При этом обеспечивается компактность конструкции. Из этих соображений следует произвести расчёт на прочность одного из пружинных дисков, изображённого на рис. 1, после чего можно будет судить о прочности дисковой пружины [1]. Рассмотрим участок пластины на рис. 2. Определим поперечную силу, действующую на кольцевой поверхности радиуса r из условий равновесия. 81 Рис. 1. Расчётная схема пружинной пластины Сумма сил на ось zP r P QPrQPz   2 ;02;0 . (1) Рис. 2. Участок пластины Угол поворота кольцевого сечения относительно оси z    drQdrr Drr c rc 12 1 . (2) Анализ выражения для угла поворота (2) показывает, что посто- янные интегрирования 1c и 2c определяют из граничных условий при 1Rr  , 0rM ; (3) при 2Rr  , 0rM . (4) 82 Радиальный и окружной изгибающие моменты определяют по формулам (5) и (6) соответственно           rdr d DM r , (5)           dr d r DM t . (6) Далее при помощи формул (5) и (6) проводят расчёт распределе- ния окружных изгибающих моментов в пластине в зависимости от ее размеров. По полученным данным строят эпюры распределения радиальных и окружных изгибающих моментов в пластине в зави- симости от ее размеров. Анализируя построенные эпюры следует определить опасные сечения и проверить их на прочность по критерию Баландина. Опасное сечение - это поперечное сечение, в котором действуют наибольшие внутренний силовой фактор [2]. Согласно критерию Баландина   ПЦ213232221экв )()()( 2 1  . (7) Для контроля качества кольцевых пружин предложены наиболее подходящие неразрушающие методы – магнитопорошковый и ка- пиллярный методы неразрушающего контроля. Магнитопорошковый метод предназначен для выявления по- верхностных и под поверхностных (на глубине до (1,5 ... 2) мм) де- фектов типа нарушения сплошности материала изделия: трещины, волосовины, расслоения, непровар стыковых сварных соединений, закатов и т.д. Магнитные частицы порошка, попадая в поле дефекта под дей- ствием электрического тока, намагничиваются и в результате при- тягивающей силы перемещаются в зону наибольшей неоднородно- сти магнитного поля. Порошинки, притягиваясь друг к другу, вы- страиваются в цепочки, ориентируясь по магнитным силовым ли- ниям, и, накапливаясь, образуют характерные рисунки в виде вали- 83 ков, по которым судят о наличии дефекта. Этим методом можно контролировать изделия любых габаритов размеров и форм, если магнитные свойства материала изделия (относительная максималь- ная магнитная проницаемость не менее 40) позволяют намагничи- вать его до степени, достаточной для создания поля рассеяния де- фекта, способного притянуть частицы ферромагнитного порошка. Для контроля качества кольцевых дисков магнитопорошковым методом применяют дефектоскоп Magnaflux HWSL 3656. Магнитопорошковый дефектоскоп HWSL 3656 предназначен для контроля объектов контроля имеющих форму диска с максималь- ным диаметром 725 мм, минимальным диаметром отверстия 38 мм и максимальной толщиной 75 мм. Спиральная намагничивающая катушка и центральный проводник имеют свободные концы кабеля сечением 108 мм², которые крепятся к контактным блокам. Данные блоки зажимаются между головным и задним блоками рабочего стола. Ток может подаваться как на спиральную катушку, так и на центральный проводник путем зажатия соответствующего контакт- ного блока с возможностью регулировки тока [4]. Капиллярный контроль – это вид неразрушающего контроля, ко- торый основан на свойствах проникающих жидких веществ в ка- пилляры на поверхностях контролируемого объекта с целью выяв- ления дефектов [3]. Капиллярные методы контроля объектов проникающими веще- ствами применяют для обнаружения дефектов (типа трещин), выхо- дящих на поверхность. Полости реальных трещин, чаще всего яв- ляющихся тупиковыми, имеют форму узкого клина, вершина кото- рого обращена внутрь материала. Попав в такую трещину, прони- кающая жидкость смачивает ее полость и продолжает проникать внутрь нее даже после полного удаления с поверхности объекта контроля. В этом случае проникающая жидкость образует в полости трещины два мениска с радиусами R1 и R2 кривизны, причем R2 > R1 (рис. 3, а). Эти мениски вызывают появление двух капиллярных давлений р1 и р2, равнодействующая которых Δр направлена вглубь полости дефекта. Попав в полость дефекта, жидкость будет удер- живаться там капиллярными силами. 84 Рис. 3. Схемы проникновения жидкостей вглубь тупиковой трещины (а) и проявления индикаторных следов дефектов (б) Если на мениск, расположенный в устье трещины, наложить ка- кое-либо пористое вещество, то он исчезнет и вместо него образу- ется система малых менисков различной формы и большой кривиз- ны, каждый из которых создает свое капиллярное давление. Равно- действующая Δр созданных менисками капиллярных давлений су- щественно превышает давление р1 и действует в противоположном ему направлении. Под действием суммы давлений пенетрант из полости трещины поднимается на поверхность контролируемого объекта, несколько расплываясь над дефектным участком, и образует индикаторный след, который можно наблюдать невооруженным глазом или в лупу с небольшим увеличением (рис. 3, б). Вещества, вытягивающие пе- нетранты из полостей дефектов, называют проявителями. Индикаторные рисунки, образующиеся при взаимодействии пе- нетранта и проявителя, либо обладают способностью люминесци- ровать при воздействии ультрафиолетового излучения, либо имеют цветовую окраску вследствие избирательного поглощения (отраже- ния) части падающих на них световых лучей. Линии индикаторных рисунков имеют ширину 0,05-0,3 мм и высокие яркостный и цвето- вой контрасты с фоном, поэтому рисунок дефекта обнаружить зна- чительно легче, чем сам дефект. Причем обнаружение его тем про- ще, чем шире индикаторная линия и выше ее контраст с фоном [5]. В работе описана методика расчёта на прочность кольцевой пла- стины (диска), предложены наиболее подходящие методы неразру- шающего контроля, с помощью которых можно оценить состояние дисковой пружины, установить наличие или отсутствие поверх- 85 ностных дефектов, выяснить причины образования дефектов и наметить мероприятия по их обнаружению. Литература 1. Бережницкий Л.Т., Делявский М. В, Панасюк В.В. Изгиб тон- ких пластин с дефектами типа трещин – Киев: Навуковая думка, 1979. 2. Расчёты на прочность в машиностроении/ C. Д. Пономарёв, В. Л. Бидерман, К. К. Лихарёв – Москва: Государственное научно- техническое издательство машиностроительной литературы, 1958. 3. Неразрушающий контроль. Справочник в 8 томах. Том 1. Кни- га 1. Капиллярный и измерительный контроль. М.: Машинострое- ние, 2008. 4. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изде- лий. Справочник / Под ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение. 1986. 5. Прохоренко П.П., Мигун Н.П., Секерин А.М., Стойчева И. В. Капиллярный неразрушающий контроль: Контроля проникающими веществами. Минск: ИПФ,1998. УДК 539.3 МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПО ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУБ Студентка гр. 103819 Дивак В.Н. Научный руководитель – докт. физ.-мат. наук, проф. Василевич Ю.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь При проведении мониторинга технического состояния (ТС) сложных систем и агрегатов одной из наиболее актуальных являет- ся задача объективного своевременного обнаружения дефектов раз- личной природы и организация контроля за развитием дефектов из- за старения элементов при эксплуатации. Одним из путей предотвращения нежелательных последствий от эксплуатации изделий с дефектами является систематичное исполь- зование методов НК. 86 Неразрушающий контроль (НК) – контроль надежности и основ- ных рабочих свойств и параметров объекта или отдельных его эле- ментов, не требующий выведения объекта из работы либо его де- монтажа. Роль трубопроводного транспорта в экономической си- стем для наиболее экономически выгодным способом доставки сы- рья является транспортировка с использование трубопровода, что обуславливает особое внимание к вопросам их диагностики. Про- блемы техногенной безопасности заслуживают постоянного внима- ния и усовершенствования средств и методов НК. Основная часть химических, нефтехимических, водонапорных трубопроводов эксплуатируется в напряженных условиях, имею- щих длительный период непрерывной работы, что в значительной степени определяет их эффективность. Ухудшение состояния труб сказывается на технических параметрах, приводит к нарушению режима эксплуатации, уменьшению выхода конечного продукта. Поэтому повышение надежности трубопровода необходимо для уменьшения затрат на обслуживание и ремонт, доставки продукции в полном объеме к потребителю. Работоспособность оборудования и восстановление его основ- ных технических характеристик достигаются в результате исполь- зования системы технического обслуживания. Получаемая инфор- мация при техническом обслуживании позволяет оценить возмож- ность ремонта, выяснить причины образования дефекта и наметить мероприятия по предотвращению его появления. Для оценки состояния труб, принятия обоснованного решения о выводе труб в ремонт, необходимо получить надежную и обосно- ванную оценку об остаточном ресурсе. Техническая диагностика проводиться при помощи диагностического оборудования или диа- гностических программ Современные методы неразрушающего контроля и средства диа- гностики трубопроводов, получили широкое развитие и распро- странение. Данные методы применяются при контроле различных дефектов, нарушения герметичности, контроле напряженного со- стояния, контроле сварных соединений, контроле протечек, выявле- ние степени дефектности (размеры и характер дефекта) и др. парамет- ров, ответственных за эксплуатационную надежность трубопрово- 87 дов. Для контроля многослойных труб используют такие методы как:  Ультразвуковой контроль (УЗК). Суть ультразвукового метода заключается в излучении в изделие и последующем принятии отра- женных ультразвуковых колебаний с помощью специального обо- рудования – ультразвукового дефектоскопа и пьезоэлектропреоб- разователей и дальнейшем анализе полученных данных с целью определения наличия дефектов, а также их эквивалентного размера, формы (объемный/плоскостной), вида (точечный/протяженный), глубины залегания и пр.  Акустико–эмиссионный (АЭ) метод неразрушающего контроля основан на изучении и регистрации волн напряжений при быстрой локальной перестройке структуры напряженного материала и при- меняется для определения степени опасности обследуемого объекта в целом. Классическими источниками АЭ является процесс дефор- мирования, связанный с ростом дефектов, например, трещины или зоны пластической деформации.  Вихретоковый метод контроля основан на анализе взаимодей- ствия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электро- проводящем объекте контроля (ОК) этим полем. В качестве источ- ника электромагнитного поля чаще всего используется индуктивная катушка (одна или несколько), называемая вихретоковым преобра- зователем (ВТП). Синусоидальный (или импульсный) ток, дей- ствующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, кото- рое возбуждает вихревые токи в электромагнитном объекте. Элек- тромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преоб- разователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное электрическое сопротивление. Применение каждого из методов НК в каждом конкретном слу- чае характеризуется вероятностью выявления дефектов. На вероят- ность выявления дефектов влияют чувствительность метода, а так- же условия проведения процедуры контроля. Определение вероят- ности выявления дефектов является достаточно сложной задачей, которая еще более усложняется, если для повышения достоверности определения дефектов приходится комбинировать методы кон- троля. Комбинирование методов подразумевает не только исполь- 88 зование нескольких методов, но и чередование их в определенной последовательности (технологии). Вместе с тем, стоимость приме- нения метода контроля или их совокупности должна быть по воз- можности ниже. Таким образом, выбор стратегии применения ме- тодов контроля основывается на стремлении, с одной стороны, по- высить вероятность выявления дефектов и, с другой стороны, сни- зить различные технико-экономические затраты на проведение кон- троля. Литература 1. Адриан Поллок.Physical Acoustics Corporation (РАС). Автор- ская перепечатка из книги Металлы (METALS HANDBOOK), 9-ое издание, Т. 17, ASM.International. 1989. 2. С.С. Савицкий. Методы и средства не разрушающего кон- троля. Учебное пособие. М.: Машиностроение, 2012. 3. ГОСТ 53630-2009. Трубы напорные многослойные для си- стем водоснабжения и отопления. Общие технические условия. 4. Алешин Н.П. Повышение уровня сигнал-помеха при УЗК сварных соединений труб. М.: Машиностроение. 1975. УДК 539.3 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕСУРСА ЗАМКНУТОЙ ЦИ- ЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ, НАХОДЯЩЕЙСЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ Студентка гр. 103819 Немкович И.С. Научный руководитель – докт. физ.-мат. наук, проф. Василевич Ю.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Под осесимметричными или просто симметричными оболочками понимаются оболочки, срединная поверхность которых представля- ет собой поверхность вращения. Примем, что нагрузка, действую- щая на такую оболочку, также обладает свойствами осевой симмет- рии. Существенным упрощением расчета оболочек подобного типа является то обстоятельство, что производные от всех геометриче- 89 ских параметров, напряжений, усилий и деформаций, возникающих в оболочке, по полярному углу обращаются в нуль. При этом задача после принятия некоторых гипотез, оправдываемых тонкостенно- стью, становится одномерной, т. е. решается с использованием функции одного независимого переменного, например текущего радиуса, задача же о расчете несимметричных оболочек решается c использованием функции двух независимых переменных. К схеме симметричной оболочки сводится решение многих практических задач. Сюда относится расчет безбалочных перекры- тий, стенок баков, температурных компенсаторов и многие другие задачи. Техническая теория тонкостенных оболочек основана на приня- тии тех же гипотез, что и теория пластин. При расчете оболочек принимают обычно гипотезу неизменности нормали и гипотезу не- надавливания слоев оболочки друг на друга [1]. Исследован замкнутый цилиндр постоянной толщины h = 20мм и диаметром d = 2000мм под воздействием внутреннего давления p = 100МПа (т.к. данное давление p = 100МПа 0,07МПа, то данный сосуд подвергается надзору «Правила устройства и безопасной экс- плуатации сосудов, работающих под давлением»). При этом давле- нии найдены значения σэкв. Для цилиндра у внутренней поверхности σэкв = 438821 МПа, у внешней поверхности σэкв = 449379 МПа. Для цилиндра в точках, достаточно удаленных от контура, σэкв = 50000МПа. Таким образом, вблизи контуров сопряжения цилиндра с плоскими днищами возникают весьма высокие, сравнительно с остальными частями цилиндра, напряжения. Численные расчеты напряжений показывают, что столь же высокие напряжения возни- кают и в центральной части плоского днища. При сравнительно ма- лой нагрузке стенок рассматриваемая конструкция дает перегрузку днищ, что может привести к их выпучиванию с последующим рас- крытием швов [2;3]. Конструкция, следовательно, является нерациональной с точки зрения восприятия внутреннего давления. Более равномерное распределение напряжений дает сферическое днище. В центральной части сферы изгибные напряжения сказыва- ются весьма слабо, для уменьшения же контурных моментов дол- жен быть сделан плавный переход от цилиндра к сфере. 90 Для исследования качества материала конструкций цилиндриче- ской формы используются неразрушающие методы контроля. К данной конструкции рекомендуется применить магнитный, капил- лярный и ультразвуковой методы неразрушающего контроля. [4] Магнитные МНК основаны на анализе взаимодействия контро- лируемого объекта с магнитным полем и применяются, как прави- ло, для обнаружения внутренних и поверхностных дефектов объек- тов, изготовленных из ферромагнитных материалов. К основным магнитным методам НК относят магнитопорошко- вый, феррозондовый, индукционный и магнитографический метод. Самым распространённым и надёжным среди МНК своего вида яв- ляется магнитопорошковый – основанный на возникновении неод- нородности магнитного поля над местом дефекта. Для реализации метода необходимо подготовить поверхность контролируемого объекта, намагнитить её и обработать магнитной суспензией. Ме- таллические частицы, попавшие в неоднородное магнитное поле, возникшее над повреждением, притягиваются друг к другу и обра- зуют цепочные структуры, выявляемые при осмотре деталей. Капиллярные методы неразрушающего контроля основаны на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей (пенетран- тов) в полости поверхностных и сквозных несплошностей материа- ла объектов контроля и регистрации образующихся индикаторных следов визуальным способом или с помощью преобразователя. Ка- пиллярный НК предназначен для обнаружения невидимых или сла- бовидимых невооруженным глазом поверхностных и сквозных де- фектов в объектах контроля, определения их расположения, протя- женности (для дефектов типа трещин) и ориентации по поверхно- сти. Этот вид контроля позволяет диагностировать объекты любых размеров и форм, изготовленные из черных и цветных металлов и сплавов, пластмасс, стекла, керамики, а также других твердых не- ферромагнитных материалов. Ультразвуковая дефектоскопия – поиск дефектов в материале изделия ультразвуковым методом, то есть путём излучения и при- нятия ультразвуковых колебаний, отраженных от внутренних не- сплошностей (дефектов), и дальнейшего анализа их амплитуды, времени прихода, формы и других характеристик с помощью спе- циального оборудования – ультразвукового дефектоскопа. Является 91 одним из самых распространенных методов неразрушающего кон- троля. Принцип проведения контроля и измерений при помощи ультра- звукового импульсного метода основан на том, что излучатель по- сылает в изделие ультразвуковые импульсы, а при встрече с прегра- дой, например, с дефектом, часть энергии ультразвуковой волны отражается и возвращается обратно к излучателю. Приёмник уль- тразвуковых колебаний преобразует прошедшие через изделие уль- тразвуковые колебания в электрические, которые поступают на экран – основной индикатор дефектоскопа. Разрешающая способ- ность акустического исследования определяется длиной используе- мой звуковой волны. Это ограничение накладывается тем фактом, что при размере препятствия меньше четверти длины волны, волна от него практически не отражается. Это определяет использование высокочастотных колебаний — ультразвука. С другой стороны, при повышении частоты колебаний быстро растет их затухание, что ограничивает доступную глубину контроля. Для контроля металла наиболее часто используются частоты от 0.5 до 10 МГц. Литература 1. Общая теория оболочек. Власов В.З. Гостехиздат, 1949. 2. Сопротивление материалов: учебник / Подскребко М.Д. – Минск: Выш. шк., 2007. 3. Расчеты на прочность в машиностроении. Пономарев С.Д. и др., т.2. М.: Машиностроение, 1958. 4. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / Клю- ев В.В., Соснин Ф.Р. и др. – М.: Машиностроение, 2005. 92 УДК 539.3 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТА- ТОЧНОГО РЕСУРСА СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ ГРУЗОПОДЪ- ЕМНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО НА ОАО “БЕЛАРУСЬКАЛИЙ” Студентка гр. 103819 Томашева О.А. Научный руководитель – докт. физ.-мат. наук, проф. Василевич Ю.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Стальные канаты широко используются в различных отраслях человеческой деятельности. С их помощью транспортируют грузы, опускаются на большие глубины и поднимаются высоко в горы. Канаты удерживают ответственные элементы строительных кон- струкций, пролеты мостов, морские нефтедобывающие платформы, мачты антенн. Массово канаты используются в составе подъемных сооружений, таких как краны, лифты, канатные дороги, вышки, подъемники. В данной работе используется известная научная ли- тература [1-4]. Канаты являются элементами конструкции грузоподъемных машин, и от их технического состояния непосредственно зависит техническая готовность этих механизмов к работе и безопасность эксплуатации. Стальные канаты подвержены износу под воздействием агрес- сивных факторов окружающей среды (переменные влажность и температура, запыленность и т.д.) и таких условий эксплуатации, как трение и разного рода переменные механические нагрузки. В результате происходит накопление усталости металла проволок, возникают абразивный износ и коррозионные поражения, умень- шающие рабочую (по металлу) площадь поперечного сечения кана- та. Это приводит к снижению запаса прочности каната и к ускорен- ному его разрушению при нагрузке. Стальной канат представляет собой гибкое витое изделие, состо- ящее из стальных проволок круглого или фасонного сечения и ор- ганического или металлического сердечника. Стальную канатную проволоку изготавливают из углеродистой горячекатаной проволо- ки (катанки) методом многократного холодного волочения с про- 93 межуточной термической и химической обработки для получения необходимой прочности. Сердечник каната служит опорой для пря- дей каната. Органический сердечник при этом является аккумуля- тором смазки для шахтных подъемных канатов двойной свивки. Он должен быть изготовлен из сизаля. Металлический сердечник дол- жен изготавливаться из проволоки по ГОСТ 7372-79 [1]. Для оценки качества и прогнозирования остаточного ресурса стальных канатов проводят визуально-оптический метод контроля магнитную дефектоскопию. Визуально-оптический (визуально-измерительный) контроль - это один из методов неразрушающего контроля оптического вида. Он основан на получении первичной информации о контролируе- мом объекте при визуальном наблюдении или с помощью оптиче- ских приборов и средств измерений. При проведении визуально-оптического метода особое внимание обращают на участки каната: - проходящие через подвижные, неподвижные и уравнительные блоки (особенно на тот отрезок, который попадает на подвижный блок в нагруженном состоянии); - у заделки концов каната (с проверкой правильности установки за- жимов); - крепления на барабане, кабине и противовесе; - подверженные истиранию от соприкосновения с выступающими частями подъемной установки и нагреву; - внутреннюю часть на участках интенсивного износа, коррозии или обрывов проволок. У заделки канаты осматриваются с целью обнаружения обрывов и коррозии проволок. Заделки в виде опрессованных втулок прове- ряются на наличие трещин в материале и проскальзывания каната во втулке. Для неподвижных канатов (типа вант или оттяжек) осо- бое внимание необходимо обращать на участки каната с заделкой. Клиновые втулки и зажимы следует проверять на наличие обры- вов проволок вблизи заделки, плотность посадки клиньев и затяжки зажимов Дефектоскопия позволяет избежать затрат на замену новых ка- натов при одновременном повышении достоверности данных о со- стоянии каната. Таким образом, целесообразна полная или частич- 94 ная замена повторных разрушающих испытаний канатов на КИС неразрушающим контролем с помощью дефектоскопов. Инстру- ментальный контроль канатов с помощью современных дефекто- скопов позволяет достаточно точно измерять потери сечения кана- та, а также определят число обрывов проволок на шаге свивки как на поверхности, так и внутри каната. Дефектоскопия включает: разработку методов и аппаратуру (де- фектоскопы и др.); составление методик контроля; обработку пока- заний дефектоскопов. Дефектоскопию стальных канатов выполняют одним из пере- численных ниже магнитных методов неразрушающего контроля: - методом переменного магнитного поля с использованием индук- тивных катушек в качестве измерительных датчиков; - методом постоянного магнитного поля с использованием индук- тивных катушек и/или датчиков Холла в качестве измерительных датчиков. Магнитная дефектоскопия основана на исследовании искажений магнитного поля, возникающих в местах дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов. Индикатором может служить магнит- ный порошок (закись-окись железа) или его суспензия в масле с дисперсностью частиц 5—10 мкм. При намагничивании изделия порошок оседает в местах расположения дефектов (метод магнит- ного порошка). Поле рассеяния можно фиксировать на магнитной ленте, которую накладывают на исследуемый участок намагничен- ного изделия (магнитографический метод). Используют также ма- логабаритные датчики (феррозонды), которые при движении по из- делию в месте дефекта указывают на изменения импульса тока, ре- гистрирующиеся на экране осциллоскопа (феррозондовый метод). Магнитные дефектоскопы позволяют обнаружить дефекты таких как: потеря сечения, обрывы наружных и внутренних прово- лок(прядей), стального сердечника, изменения структуры и прочно- сти стали, как наружные, так и внутренние, а также измерить с не- обходимой точностью потерю сечения в любом месте каната. Ско- рость контроля может достигать 2 м/с. В настоящее время накоплен значительный опыт применения приборов ИНТРОС [3] на шахтных подъемах в горнорудной про- мышленности РБ, в частности на ОАО ”Беларуськалий”. Периодич- 95 ность дефектоскопического обследования канатов определяется техническими требованиями. В отдельных случаях назначаются ча- стые проверки, исходя из срока службы и технического состояния каната. Дефектоскопия позволяет не только своевременно заменять износившиеся канаты, но и продлевать предельный срок службы тех, которые признаны годными по результатам контроля. На предприятии ОАО “Беларуськалий” используются дефекто- скопы типа ИНТРОС, которые реализуют магнитный метод нераз- рушающего контроля. Канат намагничивается вдоль оси, и изме- ряются поля рассеяния над поверхностью каната, вызванные дефек- тами. Дефектоскоп ИНТРОС позволяет осуществлять оперативный контроль, т.е. получать значительный объем информации с ЭБ непосредственно в процессе контроля каната. В этом режиме можно определить максимальное значение потери сечения, максимальный локальный дефект и максимальную плотность ЛД на уже прокон- тролированном участке, а также координаты мест, где они обнару- жены. И все же, наиболее полную информацию о состоянии каната можно получить, анализируя дефектограмму каната на компьютере с помощью специально разработанной программы WINTROS. Итогом своевременной оценке качества и прогнозирования ре- сурса работы канатов грузоподъемного оборудования, используе- мые на ОАО «Беларуськалий» является то, что: - снижаются эксплуатационные затраты предприятия, увеличи- вается прибыль, повышается безопасность труда, охрана окружа- ющей среды, качество продукции и сокращаются отходы. Эффек- тивность производства в целом возрастает на 2…10%. - снижаются расходы на замену канатов за счет увеличения сро- ков их эксплуатации. В результате проведения мониторинга техни- ческого состояния стальных канатов внеплановый объем работ, вы- званный чрезвычайными ситуациями, обычно не превышает 5% от общего объема работ, а время простоя оборудования составляет не более 3% от времени, затраченного на техническое обслуживание. Это позволяет сократить затраты на обслуживание не менее, чем на треть. 96 Литература 1. ГОСТ 3241- 91 Канаты стальные. Технические условия. 2. НК и диагностика стальных канатов: приборы, методики, эф- фективность. В мире НК, №2, 2006г. 3. Зубрилов А.Н. Опыт применения дефектоскопа «ИНТРОС». – Безопасность труда в промышленности, № 7, 1999. 4. Правила технической безопасности при разработке подземным способом соляных месторождений Республики Беларусь. УДК 539.3 КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МЕ- ТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА МАГНИТНОЙ ПАМЯТИ МЕТАЛЛА Студент гр. 103819 Франков Н.В. Научный руководитель – докт. физ.-мат. наук, проф. Василевич Ю.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь В процессе эксплуатации кранов происходят их повреждения, вызывающие большие материальные потери. С целью предотвра- щения повреждений различных элементов кранов необходима раз- работка и внедрение неразрушающих методов контроля, позволя- ющих своевременно выявить зоны концентрации напряжений (ЗКН), являющиеся источниками развития повреждений. Известно, что под действием эксплуатационных нагрузок работа металла в наиболее нагруженных элементах кранов в основном определяется сдвиговой деформацией в ЗКН. При этом накопление усталостной повреждаемости металла с образованием трещин во многих случаях происходит в условиях мало и многоцикловой ра- бочей нагрузки. Очевидно, что традиционные методы неразрушаю- щего контроля (ультразвуковая диагностика, магнитопорошковая дефектоскопия, рентген) направленные по своему назначению на поиск уже развитых дефектов, принципиально не могут предотвра- тить внезапные усталостные повреждения. В ходе промышленных исследований установлено, что только методы диагностики напря- 97 женно-деформированного состояния могут ответить на поставлен- ные вопросы, и являются наиболее пригодными для практики. Основными источниками возникновения повреждений в работа- ющих конструкциях являются зоны концентрации напряжений (КН), в которых процессы коррозии, усталости и ползучести разви- ваются наиболее интенсивно. Следовательно, определение зон КН является одной из важнейших задач диагностики оборудования и конструкций. Процессами, предшествующими эксплуатационному поврежде- нию, являются изменения свойств металла (коррозия, усталость, ползучесть) в зонах концентрации напряжений. Соответственно, изменяется намагниченность металла, отражающая фактическое напряжённо-деформированное состояние трубопроводов, оборудо- вания и конструкций. В настоящее время разработан и успешно внедряется на практи- ке принципиально новый метод диагностики оборудования и кон- струкций, основанный на использовании магнитной памяти металла (МПМ) [1–10]. МПМ объединяет потенциальные возможности не- разрушающего контроля (НК) и механики разрушений, вследствие чего, имеет ряд существенных преимуществ перед другими мето- дами при контроле промышленных объектов. Основные практические преимущества нового метода диагно- стики, по сравнению с известными магнитными и другими тради- ционными методами неразрушающего контроля (НК), следующие: - применение метода не требует специальных намагничивающих устройств, так как используется явление намагничивания узлов оборудования и конструкций в процессе их работы; - места концентрации напряжений от рабочих нагрузок, заранее не известные, определяются в процессе их контроля; - зачистки металла и другой какой-либо подготовки контролируе- мой поверхности не требуется; - для выполнения контроля по предлагаемому методу используются приборы, имеющие малые габариты, автономное питание и реги- стрирующие устройства; - специальные сканирующие устройства позволяют контролировать трубопроводы, сосуды, оборудование в режиме экспресс - контроля со скоростью 100 м/час и более. 98 Метод МПМ является наиболее пригодным для практики мето- дом НК при оценке фактического напряженно – деформированного состояния. Поэтому использование нового метода диагностики наиболее эффективно для ресурсной оценки узлов оборудования. Основная задача метода – определение на объекте контроля наиболее опасных участков и узлов, характеризующихся зонами КН. Затем, с использованием, например, УЗД в зонах КН определя- ется наличие конкретного дефекта. На основе поверочного расчёта на прочность наиболее напряжённых узлов, выявленных методом МПМ, выполняется оценка реального ресурса оборудования. Кроме того, метод МПМ и соответствующие приборы контроля позволяют выполнять раннюю диагностику усталостных поврежде- ний и прогнозировать надёжность оборудования, документировать результаты контроля и составлять банк данных о состоянии обору- дования, осуществлять экспресс-сортировку новых и старых дета- лей по их предрасположенности к повреждениям, определять на объекте контроля с точностью до 1мм место и направление разви- тия будущей трещины, фиксировать уже образовавшиеся трещины, контролировать трубопроводы, сосуды без снятия изоляции. Литература 1. Дубов А.А., Колокольников С.М. Метод магнитной памяти металла и приборы контроля. Учебное пособие. М.: ЗАО "ТИССО", 2003. 2. Власов В.Т., Дубов А.А. Физические основы метода магнит- ной памяти металла. М.: ЗАО "ТИССО", 2004. 424 с. 3. Дубов А.А. А.С. 2029263. Патент России и стран СНГ. Способ определения остаточных напряжений в изделиях из ферромагнит- ных материалов. Бюллетень изобретений, №5, 1995. 4. Дубов А.А., Маннанов Т.Г, Хафизов Ф.М. Краны Грузоподъ- ёмные. Контроль Неразрушающий. РД ИКЦ «Диагностика» 05-112- 2005. 5. Дубов А.А. Исследование свойств металла с использованием метода магнитной памяти // Металловедение и термическая обра- ботка металлов, №9, 1997. 99 6. Дубов А.А. Экспресс-метод контроля сварочных напряжений // Сварочное производство, №11, 1996. 7. Дубов А.А. Диагностика усталостных повреждений рельс с использованием магнитной памяти металла // В мире неразрушаю- щего контроля, №5, 1999. 8. Горицкий В.М., Дубов А.А., Дёмин Е.А. Исследование струк- турной повреждённости стальных образцов с использованием мето- да магнитной памяти металла // Контроль. Диагностика, №7, 2000. 9. Дубов А.А. Проблемы оценки ресурса стареющего оборудо- вания // Безопасность труда в промышленности, №12, 2002. С.30-38. 10. Дубов А.А. Способ определения предельного состояния ме- талла и оценки ресурса оборудования по магнитным диагностиче- ским параметрам // Контроль. Диагностика, №5, 2003. УДК 539.3 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРЕССОВА- НИИ ПОЛИМЕРНО-ДРЕВЕСНЫХ КОМПОЗИТОВ Студентка гр. 103819 Шаркова Ю.В. Научный руководитель – докт. физ.-мат. наук, проф. Василевич Ю.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Древесно-полимерный композит – состав, содержащий полимер химического или натурального происхождения и древесный напол- нитель, модифицированный, как правило, химическими добавками. Производство древесно-полимерных композитов осуществляется в два этапа. Первичное сырьё – полимер, древесная мука и комплекс добавок совмещаются в процессе, называемом компаундирование, при этом происходит равномерное распределение древесины и до- бавок в расплаве полимера. В результате получаются гранулы дре- весно-полимерного композита, которые затем перерабатываются в изделие. Полимерные материалы являются полноценными заменителями цветных и черных металлов. Полимеры занимают одно из ведущих мест среди конструкционных материалов для машиностроения, ав- томобилестроения и других отраслей промышленности. Целесооб- разность использования полимеров в машиностроении определяет- 100 ся возможность удешевления продукции, легкостью обработки. А также малой теплопроводностью и низким коэффициентом темпе- ратурного расширения. В работе особое внимание уделено исследованию параметров процесса прессования, параметров внутреннего и внешнего трения, распределения давлений в рабочей зоне, определению связи между величинами давлений реального и идеального процессов прессова- ния, а также расчету работы прессования. Для некоторых полимерно-композиционных материалов проч- ность преимущественно определяется прочностью полимерной матрицы. Полиэфирные, эпоксидные, фенольные и другие термореактив- ные смолы, наиболее часто используемые в качестве матричных материалов для полимерно-композиционных материалов, представ- ляют собой густо сетчатые, пространственно-сшитые двухфазные вещества. Введение в них жестких дисперсных частиц наполнителя приводит чаще всего к снижению разрушающих напряжений при изгибе и растяжении и повышению модуля упругости, предела те- кучести и прочности при сжатии и сдвиге. На прочность композитов оказывает значительное влияние дис- персность наполнителя. В ряде случаев для повышения прочности полимерно-композитных материалов дисперсность имеет большее значение, чем химическая природа наполнителя или модификация его поверхности. Если прочность композита снижается под влияни- ем наполнителя, то зачастую это снижение удается уменьшить или полностью компенсировать повышением дисперсности. При взаимодействии трещины с частицами, соизмеряемыми со структурными единицами матрицы, они неспособны создавать про- тяженные зоны влияния в матрице и тем самым искривлять и уве- личивать длину трещины. Однако чрезмерно высокая дисперсность наполнителя нежелательна также потому, что при этом повышается его склонность к агрегированию в сухом виде. Малые зазоры между частицами препятствуют затеканию поли- мерного связующего внутрь агрегатов. Для увеличения прочности композита необходима эффективная передача внешнего усилия на все частицы наполнителя через границу раздела фаз. 101 В древесно-полимерных композитах могут возникать следующие дефекты: трещины, вмятины, изменения размеров и геометрических форм, раковины, коробление свыше 0,5 % габаритных размеров, следы от пресс-форм. Для контроля состояния изделий из полимерно-древесных ком- позитов были подобраны методы неразрушающего контроля: уль- тразвуковой и капиллярный. Литература 1. Крыжановский В.К., Кербер М.Л.,Бурлов В.В.,Паниматченко Л.А. Производство изделий из полимерных материалов: Учеб. по- собие СПб.: Профессия, 2004. 2. Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров: Учеб. для хим.-технолог. вузов.-4-е изд., перераб. и доп.-М.: Издательство «Лабиринт» ,1994.. 3. Исследование физико-механических свойств полимеров и по- лимерных композитов: Лабораторные работы / Авт.-сост.: А.Г. Во- ронков, В.П. Ярцев. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. 4. Огневой В.Я. Прессование порошков, пластмасс и компо- зитов: Учеб. пособие. Изд. 2-е, переработанное и дополненное - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. 5. Н. И. Кашубский, А. А. Сельский, А. Ю. Смолин, А. А. Куз- нецов, В. И. Афанасов. Электронный учебно-методический ком- плекс по дисциплине «Методы неразрушающего контроля» ГОУ ВПО Сибирский федеральный университет. – Красноярск: СФУ. 2007. 102 УДК 539.3 РАСЧЕТ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАТЯНУТОГО СТАЛЬНОГО ТРОСА С ОЦЕНКОЙ КАЧЕСТВА ЕГО МАТЕРИАЛА Студентка гр. 103819 Шишко М.А. Научный руководитель – докт. физ.-мат. наук, проф. Василевич Ю.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Стальные тросы широко используются в различных отраслях че- ловеческой деятельности. С их помощью транспортируют грузы, опускаются на большие глубины и поднимаются высоко в горы. Канаты удерживают ответственные элементы строительных кон- струкций, пролеты мостов, морские нефтедобывающие платформы, мачты антенн. Массово тросы используются в составе подъемных сооружений, таких как краны, лифты, канатные дороги. Также ха- рактерным примером применения являются линии воздушных элек- тропередач, провода телеграфных сетей, кабели, подвешенные между двумя неподвижными опорами, и др. Элементы конструкций, которые используются в качестве кана- тов и тросов по своим свойствам приближаются к гибким нитям. Гибкой нитью называется тело постоянного поперечного сечения, у которого длина на несколько порядков больше поперечного размера (диаметра). Вследствие большой длины нити способны сопротив- ляться только растяжению и не могут работать при других видах нагружения: изгибе, сжатии, кручении. Следовательно, единствен- ной внутренней силой в поперечных сечениях нити будут нормаль- ная растягивающая сила. Отсюда происходит название нити – гиб- кая. Рассмотрим пологую нить с точками подвеса, расположенными на одном уровне, принимая нагрузку р равномерно распределенной по длине горизонтальной проекции l нити (рис. 1, а). Выделим эле- мент нити OD и рассмотрим его равновесие как равновесие свобод- ного тела (рис. 1, б). Обозначим провисание нити на расстоянии х от начала коорди- нат через у. 103 Рис. 1. Равновесное состояние элемента гибкой нити Элемент нити OD находится в равновесии под действием верти- кальной силы , представляющей равнодействующую распреде- ленной нагрузки на участке х и растягивающих усилий H и N, направленных по касательной к кривой провисания. Три силы H, ODp , N образуют замкнутый треугольник, из которого следует, что H pODtg . (1) С другой стороны, dy dx tg . (2) Приравнивая (1) к (2) и учитывая, что xppOD  , получаем дифференциальное уравнение нити в виде H xp dy dx   . (3) 104 Раскладывая усилие N в точке D на составляющие V и 1H , из уравнения проекций на ось х, найдем 1HH  . (4) Таким образом, горизонтальная составляющая растягивающего усилия в любом поперечном сечении нити равна усилию в точке О. Интегрируя (3) и принимая во внимания, что усилие H не зави- сит от координаты х и одинаково во всех сечениях нити, а значит, const H p  , получим Cx H p y  2 2 . (5) Так как при х=0, у=0, то произвольная интегрирования С=0 и уравнение (3) имеет вид 2 2 x H p y  . (6) Таким образом, при равномерном распределении нагрузки вдоль пролета кривая провисания нити представляет собой участок пара- болы с вертикальной осью[1]. Усилие H называется горизонтальным натяжением нити. Из си- лового треугольника (рис. 1) нормальная сила в произвольном сече- нии нити равна 22 )(pxHN  . (7) Из (7) следует, что наименьшее значение растягивающая нор- мальная сила N имеет в нижней точке О (при х=0), а наибольшее – в сечении подвеса нити (при 2/lx  ). Подставляя в (6) значение 2/lx  , получим 105 H pll H p fy 822 22 max        . (8) Откуда горизонтальное натяжение нити f pl H 8 2  . (9) Наибольшее значение растягивающей нормальной силы maxN определяем по формуле (5) 1 16 1 16 84644 2 2 2 22222222 2  l f H l f f pllp f lplp HN . (10) Для пологих нитей различие между максимальным и минималь- ным значениями растягивающего усилия невелико и как показыва- ют расчеты, не превышает 3%. Отсюда с достаточной для практики точностью можно считать растягивающее усилие в нити постоянным, равным величине гори- зонтального натяжения H . По величине H производится расчет нити на прочность. Условие прочности для нити запишется в виде   fА pl 8 2 , (11) где   – допускаемое напряжение на растяжение нити. В зависимости от условий, в которых эксплуатируются стальные тросы, они подвергаются различным видам износа. В процессе экс- плуатации они истирается снаружи и изнутри, его проволоки ржа- веют, статические и динамические нагрузки вызывают обрывы про- волок и прядей. По мере появления этих дефектов прочность каната уменьшается, а риск его эксплуатации увеличивается. Поскольку канаты не подлежат ремонту, установлены предельные нормы бра- 106 ковки, при достижении которых канат подлежит замене. Критерии и нормы браковки канатов можно разделить на качественные и ко- личественные. К первым относятся: деформации разных типов, по- вреждения в результате температурного воздействия или электри- ческого дугового разряда, обрыв пряди или сердечника. Количе- ственные критерии (нормы) браковки включают в себя: изменение диаметра каната, поверхностный и внутренний абразивный износ и/или коррозия проволок, уменьшение площади поперечного сече- ния каната по металлу, количество обрывов наружных и внутрен- них проволок на определенной длине. При проверке канатов используют визуальный и магнитные ме- тоды неразрушающего контроля. Визуально определяются дефор- мации и нарушения конструкции каната, наличие наружных обры- вов проволок, видимых следов температурных воздействий, корро- зии и абразивного износа наружных проволок. Очевидно, что визу- альный метод контроля субъективен и позволяет определить состо- яние каната только относительно качественных критериев. Воз- можности визуального контроля существенно ограничены. С его помощью невозможно обнаружить внутренние обрывы проволок, измерить относительную потерю сечения. Далеко не всегда в про- цессе визуального контроля можно обнаружить дефекты даже на поверхности каната: канат обычно трудно осмотреть со всех сторон в движении, взгляд оператора «замыливается», и распознать обрыв нелегко. Тем не менее, визуальный контроль дает важную инфор- мацию о состоянии каната, а его применение в дополнение к нераз- рушающему контролю с помощью специальных дефектоскопов значительно повышает достоверность информации о техническом состоянии каната. Количественные критерии применяют при использовании изме- рительных инструментов контроля. Так, диаметр канатов и отдель- ных проволок измеряется инструментами для линейных измерений (штангенциркулем, микрометром) Для проверки площади поперечного сечения канатов по стали и определения количества обрывов проволок на единицу длины при- меняется магнитная дефектоскопия канатов по всей доступной кон- тролю длине. Метод магнитной дефектоскопии позволяет получить объективные и документированные данные о потере сечения кана- 107 та. Неразрушающий контроль стальных канатов выполняют специ- альными приборами (дефектоскопами) с использованием перемен- ного или постоянного магнитного поля. При использовании переменного магнитного поля магнитный поток вдоль продольной оси участка контролируемого каната со- здают посредством возбуждающей индуктивной катушки с пере- менным током, охватывающей канат. Измерительная катушка также охватывает канат и в ней индуцируется ЭДС, зависящая от площади поперечного сечения каната по металлу. Метод переменного маг- нитного поля используют, как правило, только для измерения поте- ри сечения каната Применение приборов с использованием пере- менного магнитного поля для контроля канатов неэффективно как по причине неудобства использования, так и из-за невозможности обнаруживать локальных дефектов, что очень важно в данном слу- чае. Метод постоянного магнитного поля используют для измерения потери сечения каната и обнаружения локальных дефектов. Посто- янный магнитный поток вдоль продольной оси участка контролиру- емого каната создают постоянными магнитами или электромагни- тами постоянного тока. Общий магнитный поток, создаваемый по- стоянными магнитами или электромагнитом (часть этого потока), измеряют датчиками Холла либо другими датчиками, пригодными для измерения абсолютного значения магнитного потока или изме- нений этого потока. Сигнал датчиков зависит от магнитного потока, проходящего через участок контролируемого каната и, следова- тельно, от поперечного сечения этого участка по металлу. Локальные дефекты каната, например обрывы проволок, создают вблизи себя магнитные потоки рассеяния, которые регистрируются датчиками Холла, катушками или другими магниточувствительны- ми элементами. Датчик Холла (пластина Холла, рис. 2, а) пред- ставляет собой прямоугольную пластину из полупроводникового материала (например, арсенида галлия). Преобразователи Холла работают по принципу возникновения ЭДС в результате искривле- ния пути носителей тока в металлах и полупроводниках, находя- щихся в магнитном поле под действием силы Лоренца [2]. В направлении А–В течет постоянный ток I (управляющий ток). Эффект Холла состоит в том, что при попадании в пластину ло- 108 кального магнитного поля в ней происходит искривление пути но- сителей электрических зарядов (т.е. траектории управляющего то- ка), что вызывает образование разности потенциалов между граня- ми С и D, т.е. возникновение электродвижущей силы Е в цепи ин- дикатора (рис. 2, б). Объект перемещается относительно такой го- ловки, и в случае попадания под нее дефекта на выводах пластины Холла возникает импульс ЭДС, регистрируемый прибором [3]. Сигналы датчиков зависят не только от размеров локальных де- фектов, но и от их типа и положения, поэтому определить количе- ственно параметры дефектов обычно затруднительно. Качествен- ный анализ полученной информации о локальных дефектах выпол- няют по дефектограммам на основании накопленного опыта. а б Рис. 2. Принцип действия пластины Холла а – магнитное воздействие отсутствует; б – влияние локального магнитного поля 109 Литература 1. Сопротивление материалов: учебник / Подскребко М.Д. – Минск: Выш. шк., 2007. 2. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / Клю- ев В.В., Соснин Ф.Р. и др. – М.: Машиностроение, 2005. 3. НК и диагностика стальных канатов: приборы, методики, эф- фективность. В мире НК. №1. 2006. УДК 621.01 ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПЛАСТИНКИ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ Студент гр. 103012-12 Кот П.И. Научный руководитель – ст. преп. Луцко Н.Я. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь При выполнении студенческой научно-исследовательской рабо- ты был создан программно-вычислительный комплекс, позволяю- щий исследовать характер колебаний пластинки в магнитном поле. На пружине с коэффициентом жесткости c, подвешены магнит- ный стержень массы m1, проходящий через соленоид, и медная пла- стинка массы m2, проходящая между полюсами магнита. По соле- ноиду течет ток I(t), который развивает силу взаимодействия с маг- нитным стержнем F(I). Сила торможения медной пластинки вслед- ствие вихревых токов равна F = kvФ2, (1) где k – коэффициент силы торможения, Ф – магнитный поток, v – скорость пластинки. Движение груза описывается дифференциальным уравнением  IFFFmgxm Cупр  . (2) 110 После преобразования уравнения и с учетом начальных условий построена математическая модель исследуемого процесса в виде задачи Коши                           стx t pthxkn dt d dt dx 0 00 00 sin2 2 v v v v . Для ее решения использовался метод Эйлера, был построен ма- тематический аппарат для получения зависимостей x(t) и v(t) и раз- работан программно-вычислительный комплекс (рис. 1). . Рис. 1. Результаты вычислений по программе 111 Программно-вычислительный комплекс, созданный в интегри- рованной среде разработки Delphi 7, позволил автоматизировать вычислительные процессы и визуально отображать законы колеба- ний пластинки при различных значениях исходных данных. Представленное на рис. 1 основное окно комплекса показывает результат одного из проведенных исследований. Построенный инструментальный комплекс предполагается ис- пользовать при выполнении лабораторных работ по техническим дисциплинам, связанным с исследованием колебаний механических систем. Анализ влияния различных параметров на протекание про- цессов и поиск оптимального варианта способствует формирова- нию инженерного мышления студентов. Литература 1. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической меха- нике: Учеб. пособие для техн. вузов / Яблонский А. А., Норейко С. С, Вольфсон С. А. и др.; Под ред. А. А. Яблонского. — 4-е изд., пе- рераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1985. - 367 с. 2. Архангельский, А. Я. Программирование в Delhi 7 / А. Я. Ар- хангельский. – М.: Бином, 2003. УДК 621.01 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЛЫЖНИКА ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ Студент гр. 103015-12 Бабина С.С. Научный руководитель – ст. преп. Луцко Н.Я. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Цель работы состояла в проведении исследований, позволяю- щих: 1) реализовать математическую модель решения задачи в таб- личном процессоре Excel и в виде пользовательской программа на изучаемом алгоритмическом языке Паскаль; 2) выявить оптималь- ные значения исходных данных, обеспечивающих устойчивую схо- димость вычислительного аппарата; 3) определить численные зна- чения параметров исследуемого технического процесса. 112 В качестве тестовой использовалась задача движения лыжника вниз по наклонной плоскости под действием сил тяжести и сопро- тивления. Математическая модель процесса получена из 2-го закона Ньютона и имеет вид  cossin fgmgxm  . В результате математических преобразований дифференциаль- ное уравнение 2-го порядка было приведено к задаче Коши, содер- жащей два дифференциальных уравнения первого порядка и начальные условия. Для ее решения использовался метод Эйлера, реализованный соответствующим набором формул. Реализация математической модели в текстовом процессоре Ex- cel при использовании примерно 100 итераций не позволили вычис- лительному процессу достигнуть устойчивости. Использование пользовательской программы дало возможность провести серию из 10 вычислительных экспериментов и достичь требуемой точности параметров при 1690 итерациях. При выявленном значении Δt = 0,002 с построены зависимости x(t) и v(t). Литература 1. Шпак, Ю. А. Turbo Pascal 7.0 на примерах. – Киев : Юниор, 2003. УДК 621.01 АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ СИЛ, ДЕЙСТВУЮ- ЩИХ НА ЗВЕНЬЯ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА студент гр. 103911 Шашко А.Е. Научный руководитель – канд. техн. наук, доцент Авсиевич А.М. Белорусский национальный технический университет Минск, Республика Беларусь Надежность и долговечность машин и механизмов в значитель- ной мере зависит от работы тех кинематических пар, в которых трение существенно влияет на процесс изнашивания их контакти- 113 рующих поверхностей. В связи с этим для проектирования опти- мальной с точки зрения эксплуатационных показателей машины весьма актуальным является рациональный выбор геометрических параметров, материалов кинематических пар и смазки с учетом из- носа их элементов. Для правильного выбора материалов, мест под- вода смазки и расчета на износостойкость важно знать форму и площадь поверхности трения и распределение износа. Нами была создана программа позволяющая рассчитать величи- ны сил реакций между звеньями и их направления в неподвижной системе координат, а так же углы направления сил относительно подвижных звеньев кривошипно-ползунного механизма в 4- хтактном двигателе. Программа (рис. 1) имеет возможность загруз- ки данных и сохранения сил (в сохранённом файле содержится угол поворота кривошипа, вычисленная сила и угол силы в неподвижной системе координат), а также построение графика. Рис. 1. Главное окно программы Для вычисления сил, а далее получения углов относительно по- движных звеньев использовалась следующие формулы [1] 114 22122121 002  sinRcosRR YXX , 22122121 002  cosRsinRR YXY , 22322323 002  sinRcosRR YXX , 22322323 002  cosRsinRR YXY . Тогда углы наклона векторов 21R и 23R по отношению к оси 2X (рис. 2) определяются на основании следующих выражений 21 21 2 21 R R cos X R  , 21 21 2 21 R R sin Y R  ; 23 23 2 23 R R cos X R  , 23 23 2 23 R R sin Y R  . X0 Y0 F12 F21 1 2 X2 Y2 X1 Y1 φ F21 0 φ F21 2 φ F12 1 Рис. 2 Схема для расчета сил относительно подвижных звеньев В программе нами создан алгоритм определения угла относи- тельно подвижных звеньев механизма, учитывающий особенности 115 работы операторов вычисления в программе С#. Алгоритм работает следующим образом: По заранее рассчитанным косинусам и синусам идет определе- ние четверти, а за тем и определения самого угла. Если косинус и синус больше 0, то это 1-я четверть и угол опре- деляется по формуле 180/14,3)( 23  Rarccos . Если косинус меньше 0, а синус больше 0, то это 2-я четверть и угол определяется по той же формуле. Если косинус и синус меньше 0, то это 3-я четверть и угол опре- деляется по формуле )180/14,3)(180(180 23  Rarccos . Если косинус больше 0, а синус меньше 0, то это 4-я четверть и угол определяется по формуле )180/14,3)(360 23  Rarccos . Литература 1. Анципорович П.П., Акулич В.К., Дубовская Е.М. К вопросу об определении износа во вращательных кинематических парах ры- чажных механизмов // Теоретическая и прикладная механика. Меж- ведомственный сборник научно-методических статей. Вып. 23. – Мн: БНТУ, 2008 – С. 178 – 181. 116 УДК 60.001.11:531.8(076.5) ИНТЕРПОЛЯЦИЯ ДАННЫХ ПРИ МАТЕМАТИЧЕСКОМ ОПИСАНИИ ВИБРАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ Студент гр. 103919 Иванов А.Ю. Научные руководители – канд. техн. наук Кудин В.В., канд. техн. наук Авсиевич А.М. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Виброакустическое воздействие среды на объект виброзащиты получают измерениями возмущающей силы, виброперемещения, виброскорости, виброускорения месте где располагается или пред- полагается расположение защищаемого объекта. При этом возни- кает потребность в наличии инструментов и методик обработки массива значений измеренных параметров. Для эффективной обра- ботки результатов измерений на основе рекомендаций [1,2] создана специальная компьютерная программа. Массив значений измеренных величин в табличном виде записывается в исходный файл. Время задаётся в возрастающем порядке и может не иметь равный шаг. Далее на основе введённых данных проводим интерполяцию, что позволит увеличить точность аппроксимации. Для определения шага интерполяции по времени выбираем минимальный промежуток между значениями времени. В случаи неравномерного задания по времени, это позволит получить массив точек, в котором найдётся такая точка, где значение будет приблизительно равно или равно значению времени из эксперимен- тального массива. Коэффициент интерполяции имеет оптимальное значение от 4 до 10. Выбор коэффициента определяется в зависимо- сти от необходимого вида функции. При его уменьшении график функции имеет более плавные перегибы, но в большей степени от- личается от графика функции экспериментального массива (рис. 1). Интерполяцию проводим, используя уравнения прямой bxay  (1) 117 а б Рис. 1. Графики функции: а – построенный по экспериментальным данным; б – интерполированной функции при коэффициенте интерполяции 10 Зная координаты точки A(x1, y1) и B(x2, y2) через которые прохо- дит прямая, можно составить систему из двух уравнений, для опре- деления коэффициентов a и b      bxay bxay 22 11 . (2) Из системы получаем уравнения для нахождения коэффициентов прямой 21 21 12 12 xx yy xx yy a       , (3) 2211 xayxayb  . (4) За y принимаем измеренный параметр, за x – время. Первым эта- пом интерполяции будет нахождение уравнений прямых. На втором этапе используя полученный шаг интерполяции по времени, найдем все новые значения времени. На последнем этапе найдём все новые 118 значения yi * . Для реализации описанного алгоритма интерполяции создана программа на языке C#. Теперь, имея массив с интерполированными значениями, пере- ходим к аппроксимации, используя тригонометрический ряд Фурье. Экспериментально было доказано, что оптимальное число гармоник равно половине количества значений. Реализация алгоритма разложения в ряд Фурье также осу- ществляется разработанной компьютерной программой. Выполненные исследования массива значений параметров вибрационного воздействия на объект виброзащиты позволяют представить это воздействие в виде суммы гармоник, количество которых ограничивается спектром собственных частот и условиями эксплуатации объекта. Амплитуда, частота и сдвиг фазы каждой гармоники рассчитываются программой и выводятся в отдельный файл. Пользователь может визуализировать параметры и график для любой из расчитанных гармоник. Литература 1. Вибрации в технике : справочник : в 6 т./ под ред. К. В. Фро- лова. – М.: Машиностроение, 1981. Т. 6 : Защита от вибраций и уда- ров. – 456 с. 2. Ильинский, В.С. Защита РЭА и прецизионного оборудова-ния от динамических воздействий/ В.С. Ильинский. – М. : Радио и связь, 1982. – 296 с. УДК 621.01 СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ОРГАНИЗАЦИИ РЕКУПЕРАЦИИ ЭНЕРГИИ В МОБИЛЬНЫХ МАШИНАХ Студенты гр. 103911 Шашко А.Е., Серик А.Л., Хурсевич С.В. Науч- ный руководитель – канд. техн. наук, доцент Авсиевич А.М. Белорусский национальный технический университет Минск, Республика Беларусь Существует два основных типа рекуперации энергии в мо- бильных машинах: 1) накопление кинетической энергии в рекупе- раторе-маховике с обратной передачей ее к движителю, 2) преобра- 119 зование энергии торможения в электрическую с последующим ее использование на работу дополнительного оборудования или об- ратным преобразованием в механическую [1,2]. В настоящее время чаще применяются системы, построенные по второму типу, как бо- лее простые в реализации и не приводящие к существенному увели- чению массы машины. Но двойное преобразование энергии являет- ся недостатком ввиду значительных потерь. Поэтому представляет интерес создание эффективной системы рекуперации первого типа. Система рекуперации энергии в мобильной машине является эффективной, если количество возвращенной движителю энергии рекE будет больше, чем энергия, затрачиваемая на приведение в движение подвижных элементов системы рекуперации и обуслов- ленной их наличием дополнительной массы машины доп затррек EE  . (1) Эффективность рекуперации определяется как конструктивны- ми особенностями машины, так и дорожными условиями и особен- ностями маршрута движения. К конструктивным особенностям, определяющим эффективность рекуперации, следует отнести: мак- симальную емкость рекуператора maxEрек , напрямую связанную с до- полнительной массой mдоп и дополнительной затрачиваемой энерги- ей допзатрE ; коэффициенты полезного действия кинематических цепей передачи движения к рекуператору и от него к движителю. К пара- метрам маршрута, влияющим на эффективность рекуперации, мож- но отнести: среднюю скорость движения, количество циклов «раз- гон-торможение», средние длину и крутизну спусков и подъемов. К трудно учитываемым, но важным факторам движения относятся погодные условия. Для создания наиболее эффективной системы рекуперации для мобильной машины данной массы m необходимо проанализировать и количественно оценить по неравенству (1) предполагаемые вари- анты построения системы рекуперации. На эффективность рекуперации будут также оказывать влияние параметры ее системы управления, и в частности быстродействие. 120 Литература 1. Патент RU 2117836 C1, 6 F16Н 33/02. В.С.Семеноженков. Ре- куператор транспортного средства. 12.07.95. ил.2. 2. Гулиа Н. В., Инерционные аккумуляторы энергии. Изд-во ВГУ, Воронеж, 1973. УДК 339.564.2 СУЩНОСТЬ И ФОРМИРОВАНИЕ ЭКСПОРТНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРЕДПРИЯТИЯ Студентка гр. 103210 Дубойская Н.Д. Научный руководитель – ст. преп. Костюкевич Е.Н. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Широкая трактовка смыслового содержания понятия «потенци- ал» состоит в его рассмотрении как «источника возможностей, средств, запаса, которые могут быть приведены в действие, исполь- зованы для решения какой-либо задачи или достижения определен- ной цели; возможности отдельного лица, общества, государства в определенной области». Понятие «экспортный потенциал» является сложным и многогранным, поэтому предлагается разделить факто- ры, формирующие его на следующие группы: микроуровень, мак- роуровень, субъективный уровень или мнение, которое формирует покупатель о продукте. К макроуровню относят такие факторы как государственное ре- гулирование, нормативно-правовая база, политико-экономические процессы, характеристика рынка. Микроуровень является самым гибким, предприятие может и должно влиять на него. К микроуров- ню относятся: возможности предприятия (научно-производ- ственный и кадровый потенциал и пр.), характеристика продукции (цена, уникальность, срок службы и пр.), стратегия экспорта, ре- зультат экспорта. Субъективный уровень, предлагается рассматри- вать равноценно по значимости с микро- и макро- уровнями. Харак- теристикой данного уровня может быть оценка лояльности потре- бителя. Белорусское машиностроение в значительной степени ори- ентировано на экспорт. Это касается, главным образом, его круп- 121 нейших отраслей – сельскохозяйственного и транспортного маши- ностроения. В то же время эксперты ЕАБР отмечают, что белорус- ский экспорт машиностроительной продукции в основном ориенти- рован на страны ЕЭП – Россию и Казахстан, на долю которых сово- купно приходится около 73% белорусского машиностроительного экспорта. Поэтому рассмотренные факторы предложенных уровней необходимо оценивать в преломлении особенностей развития именно этих рынков сбыта. УДК 658.1:339.138 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МАРКЕТИНГОВОЙ КОММУНИКАТИВНОЙ СЕТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Студентка гр. 103210 Бузук В.А. Научный руководитель – ст. преп. Попова Н.Д. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Хорошо отлаженные коммуникационные связи фирмы- товаропроизводителя являются непременным условием ее нормаль- ного функционирования в качестве хозяйственной единицы, одной из решающих предпосылок ее успешной рыночной деятельности. Значимость коммуникации в современных условиях устойчиво воз- растает вследствие все большей насыщенности рынков товарами, все большего разнообразия потребностей потребителей, форм и ме- тодов конкуренции, все более совершенных средств сбора, хране- ния, обработки, передачи информации и целого ряда других факто- ров. Учитывая особенности промышленного предприятия, маркетин- говый коммуникативный набор может состоять из следующих наиболее эффективных применительно для промышленного пред- приятия коммуникативных составляющих: выставка, публикации в СМИ и выпуск сувенирной продукции. Можно выделить 5 основных критериев для оценки эффективно- сти применения маркетинговых коммуникаций: 1) сформированный уровень известности продукции пред- приятия; 122 2) уровень внушенной или ощутимой удовлетворенности от потребления товара; 3) численность откликов; 4) количество покупателей; 5) объем продаж. Целью коммерческих коммуникаций предприятия является про- дажа продукции. Данная цель может быть достигнута путем воз- действия, посредством различных маркетинговых приемов, на це- левую аудитория предприятия, что позволит ее перевести в разряд непосредственных покупателей, которые и сформируют в будущем стабильный объем продаж. УДК 629.735 РАЗВИТИЕ ТРАНСПОРТА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Студентки гр.103211 Асташевич Н.Г., Гончарова В.В., Научный руководитель – канд.экон. наук, доцент Насонова И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Транспорт – одна из базовых отраслей, которая формирует ин- фраструктуру экономики и обеспечивает взаимосвязь всех ее эле- ментов. Транспортный комплекс Республики Беларусь – совокупность различных видов транспорта, находящихся во взаимодействии и взаимозависимости, дополняющих друг друга, развивающихся в тесной взаимосвязи, обеспечивая эффективное использование каж- дого вида. К транспортному комплексу предъявляются следующие требования:  наиболее полное удовлетворение потребностей общества в пере- возках грузов и пассажиров;  повышение экономичности перевозочных процессов;  сокращение времени доставки грузов и перевозки пассажиров;  обеспечение интенсивности и регулярности перевозок независи- мо от времени года, погодных условий или других неблагоприят- ных факторов; 123  повышение уровня комфортности при перевозке пассажиров, обеспечение полной сохранности перевозимых грузов, безопасно- сти движения. Виды транспорта отличаются друг от друга использованием раз- ных естественных или искусственных путей сообщения. Транспорт общего пользования подразделяется на виды:  железнодорожный;  автомобильный;  водный;  воздушный;  трубопроводный. Основными задачами Республики Беларусь остаются обеспече- ние безопасности перевозок, модернизация железнодорожной ин- фраструктуры, создание новых и совершенствовании действующих технологий перевозок грузов и пассажиров, обеспечение на высшем уровне транспортного обслуживания. Транспортный комплекс Республики Беларусь имеет значитель- ный потенциал для увеличения своего вклада в общий объем вало- вого национального продукта. В первую очередь это относится к международным перевозкам, эксплуатации транспортных коридо- ров. Литература 1. Белорусский транспортно-логический портал [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.transportal.by 2. Министерство транспорта и коммуникаций Республики Бела- русь [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://mintrans.gov.by 3. Насонова И.В. Организация транспортной логистики, как фактор повышения эффективности деятельности предприятия // Планово-экономический отдел, №8(122). 2013. С. 29 – 36. 4. Программа социально-экономического развития Республики Беларусь на 2011-2015 годы. Мн.: Беларусь, 2011. 5. Шимов В.Н., Национальная экономика Беларуси. Мн.: БГЭУ, 2005. 124 УДК 658.11:005.342 ГИБКОСТЬ ПРЕДПРИЯТИЯ КАК ОСНОВА ЕГО ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ Студентка гр.103211 Тацевич М.В. Научный руководитель – ст. преп.Торская И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь В условиях усиления конкурентной борьбы на мировых рынках одним из важнейших инструментов удовлетворения запросов по- требителей становится не просто производство новой продукции, а ускорение организации ее выпуска. В связи с этим определяющим фактором инновационного развития предприятия становится его гибкость к потребностям рынка. Необходимо отметить, что понятие гибкости изучено недоста- точно, и на сегодняшний день имеется только одна методика оцен- ки гибкого развития предприятия, предложенная В.Н. Самочкиным. Гибкость предприятия формируется как результат сочетания способности к обновлению и устойчивости к обновлению. Первый компонент определяется в первую очередь научно-технологичес- ким потенциалам предприятия, а второй – его финансовым потен- циалом. Оценка гибкости была осуществлена на примере ОАО «Амко- дор». Его выявленная способность к обновлению проявляется в го- товности удовлетворять изменяющиеся запросы потребителей как по качеству, так и по количеству выпускаемых товаров. Базу для этого составляет постоянно обновляемый и совершенствующийся парк технологического оборудования, применение прогрессивных технологий. Показатели же рентабельности активов, платежеспо- собности предприятия, его рыночной активности свидетельствуют о имеющейся возможности выделения средств на предпроектную подготовку, проектирование и освоение производства новых изде- лий, что формирует устойчивость к обновлению. При этом даль- нейшее развитие гибкости предприятия позволит предприятию в полной мере развить имеющийся инновационный потенциал и до- биться успехов в конкурентной борьбе. 125 УДК 005.21 УПРАВЛЕНИЕ ЛОЯЛЬНОСТЬЮ ПОТРЕБИТЕЛЯ НА РЫН- КЕ ПРОДУКЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ Студент гр.103219 Барсуков А.А. Научный руководитель – ст. преп. Торская И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь В современных условиях, когда на каждом прибыльном и пер- спективном рынке у любой организации есть целый ряд конкурен- тов, у поставщиков продукции производственно-технического назначения появляется необходимость убеждать своих потребите- лей в наибольшей ценности и привлекательности своего товара в сравнении с конкурентными аналогами. При этом поставщик дол- жен проявить клиентоориентированность, наглядно демонстрируя экономические преимущества своего товара с целью выработки ло- яльного отношения потребителя. Опираясь на концепцию Д. Андерсена, Н.Кумара и Д.Неруса, была разработана специальная программа, называемая калькулято- ром ценности. Она может быть предоставлена специалистом отдела продаж потенциальному потребителю на этапе проведения перего- воров или, для охвата большей потенциальной аудитории, разме- щена на официальном сайте организации (там же может быть раз- мещён в дополнение к нему и бланк заказа). Калькулятор ценности разработан для презентации преимуществ харвестера ОАО «Амкодор» (на примере модели А-2541). Покупа- тель может выбрать из раскрывающегося списка модель харвестера любого конкурента и затем должен ввести ряд данных, таких, например, как валюта расчёта, планируемое количество месяцев работы техники, число смен, стоимость дизельного топлива. В ито- ге программа выдаёт результат: на сколько затраты на 1 куб м. дре- весины при работе на харвестре А-2541 будут меньше, чем при ра- боте на харвестере конкурента. Так, при выборе в качестве конку- рентной модели Sampo 1046 PRO, экономия в расчете на кубометр составляет 37,54 тыс. руб., а на годовой объем вырубки - более 895,6 млн. руб. 126 УДК 338.2 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ Студентка гр.103219 Батура А.Г. Научный руководитель – канд. экон. наук, доцент Плясунков А.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Показатели экономической эффективности являются важнейшим инструментом реализации экономической политики предприятия и ключевым средством обоснования управленческих решений, опти- мизации затрат ресурсов, совершенствования ценовой политики и повышения конкурентоспособности предприятия. Предложенная система экономических показателей построена на основе показателей для: оценки производственной деятельности (обобщающие показатели эффективности; дифференцированные показатели эффективности использования ресурсов) и финансовой деятельности (показатели ликвидности, финансовой устойчивости и платежеспособности предприятия). Среди дифференцированных показателей общей экономической эффективности можно выделить следующие группы: - эффективности использования трудовых ресурсов; - эффективности использования материальных ресурсов; - эффективности использования основных средств; - эффективности использования оборотных активов. При всей важности дифференцированных показателей они не решают проблему комплексности оценки. Для характеристики деятельности предприятия применяются обобщающие показатели экономической эффективности. К важ- нейшим обобщающим показателям относят прибыль и рентабель- ность. На уровне хозяйствующего субъекта возникает целая система показателей, характеризующих прибыль: валовая прибыль, прибыль от реализации продукции, прибыль от текущей деятельности, чи- стая прибыль. Различают следующие виды рентабельности: 127 1) Рентабельность продукции - отношение прибыли к затратам на ее производство и реализацию. 2)Рентабельность продаж - это отношение прибыли от реали- зации продукции к выручке. 3)Рентабельность производства показывает, насколько резуль- тативно используется имущество предприятия. Рассчитывается как отношение прибыли к сумме основных и оборотных средств. 4) Рентабельность собственных средств предприятия опреде- ляется отношением чистой прибыли предприятия к его собст- венным средствам. Для оценки эффективности использования финансовых ресурсов наиболее часто применяются следующие показатели: - показатели деловой активности, которые характеризуют насколько эффективно предприятие использует свои средства. - ликвидности, которые отражают способность предприятия быстро погашать свою задолженность. - финансовой устойчивости, анализирующие состав средств предприятия с точки зрения его защищенности от внешних долгов. УДК 338.45 CУЩНОСТЬ ПОНЯТИЯ «ЭФФЕКТИВНОСТЬ» Студентка гр.103219 Батура А.Г. Научный руководитель – канд. экон. наук, доцент Плясунков А.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Термин «эффективность» универсален. Его применяют во всех сферах деятельности человека: экономике, технике, политике, науке, культуре и т.д. Эффективность – способность приносить эффект, оказывать действие. Эффективность производства – это категория, которая опреде- ляет отдачу, результативность производства. Эффективность отражает не темпы прироста объёма производства, а то, какой це- ной, какими затратами ресурсов достигается этот прирост, то есть свидетельствует о качестве экономического роста. 128 Различают эффективность процесса вocпроизводства в целом и отдельных его этапов: производства, распределения, обмена и по- требления. Выделяют эффективность всей экономики страны, от- дельных отраслей, предприятий и также эффективность хозяй- ственной деятельности отдельного работника. Различают экономическую и социальную эффективность: Экономическая эффективность – это достижение производ- ством наивысших результатов при наименьших затратах живого и овеществлённого труда или снижение совокупных затрат на едини- цу продукции. Социальная эффективность – это степень соответствия резуль- татов производства социальным потребностям общества, интересам отдельного человека. Уровень эффективности характеризует уровень развития произ- водственных сил и является важнейшим показателем развития эко- номики. В наиболее обобщенном виде экономическая эффективность общественного производства определяется как соотношение "ре- зультаты ‒ затраты" по формуле вапроизводстЗатраты вапроизводстРезультаты стьЭффективно  Для определения эффективного использования факторов произ- водства по отдельности применяется система определённых показа- телей: производительность труда, материалоотдача, материалоём- кость, трудоёмкость, капиталоотдача, капиталоёмкость, энергоём- кость, экологоэффективность. Таким образом, эффективность оказывает многостороннее, ком- плексное влияние на экономику предприятия, что обеспечивает его устойчивый экономический рост, доходность и, в конечном счёте выживаемость в острой конкурентной борьбе в рыночной экономи- ке. В масштабах национальной экономики повышение эффективно- сти производства ведет к более рациональному использованию ре- сурсов, повышению качества жизни населения, обеспечению без- опасности государства. 129 УДК 339.137.2 КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ПРОДУКЦИИ Студентка гр.103219 Лазакович И.В. Научный руководитель – канд. экон. наук, доцент Плясунков А.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Конкурентоспособность продукции – комплексная многоаспектная характеристика, отражающая способность продукции в течение периода ее производства соответствовать по качеству требованиям конкретного рынка (рынков), адаптироваться по соотношению качества и цены к предпочтениям потребителей, обеспечивать выгоду производителю при ее реализации. Анализируя существующие экономические показатели оценки конку- рентоспособности продукции, следует отметить, что ни один из этих под- ходов не позволяет одновременно учитывать как интересы производителя, так и потребителя, что снижает их ценность. Для комплексной оценки конкурентоспособности новых изделий предлагается использовать систему показателей, включающую: – коэффициент конкурентоспособности продукции с точки зре- ния потребителя; – коэффициент конкурентоспособности продукции с точки зре- ния изготовителя. Коэффициент конкурентоспособности продукции c точки зрения потребителя (ККСП,потреб) показывает, во сколько раз максимальная цена, за которую можно реализовать изделие, превышает фактическую цену его реализации. , Ц Ц отп 2 отп 2ВВ .потребКСП, К (1) где отп2ВВЦ – верхний предел отпускной цены оцениваемого изделия, отражающий потребительскую ценность товара, т.е. максимальную цену, которую покупатель считает возможным заплатить за товар, а также стоимостную оценку качества товара отп 2Ц – отпускная цена оценваемого изделия, руб. 130 Коэффициент конкурентоспособности продукции с точки зрения производителя ( .производКСП,К ) показывает, во сколько раз фактическая отпускная цена реализации при выходе изделия на рынок превышает минимальную отпускную цену, рассчитанную затратным методом. , Ц Ц К отп 2НН отп 2 производКСП,  (2) где отп 2ННЦ – нижний предел отпускной цены оцениваемого изделия. В общем виде нижний предел отпускной цены оцениваемого из- делия можно определить по формуле косв2мин22 отп НП2 НПСЦ  , (3) где С2 – себестоимость оцениваемого изделия, руб.; П2мин– минимальная прибыль от реализации оцениваемого изде- лия, приемлемая с точки зрения предприятия-изготовителя, руб.; Н2косв – сумма косвенных налогов и отчислений в цене оцени- ваемого изделия, руб. С учетом действующей в 2014 г. в Республике Беларусь системы налогообложения формула примет следующий вид )1()1(СЦ НДС22 отп 2НН hr  , где r2 – минимальная рентабельность оцениваемого изделия, прием- лемая с точки зрения предприятия-изготовителя, в десятичном виде; hНДС – ставка налога на добавленную стоимость в десятичном виде (hНДС = 0,2). Если 1К циипр 1,2КСП   и 1К вапр реальн,КСП   , то покупка и реализация новой продукции выгодны и производителю, и потребителю. Выполнение этих условий необходимо для разработки, производства и успешной реализации новой продукции. 131 УДК 339.137 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ Студентка гр.103219 Соколовская Н.Л. Научный руководитель – канд. экон. наук, доцент Плясунков А.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Оценка конкурентоспособности позволяет выявить сильные и слабые стороны предприятий, что в дальнейшем послужит основой для принятия управленческих решений и разработки перспектив- ных направлений развития хозяйствующего субъекта. Рассмотрим наиболее распространенные методы оценки конку- рентоспособности предприятия. Группа матричных методов базируется на оценке маркетинговой стратегии предприятия с использованием построения матрицы кон- курентных стратегий. В основе методики лежит анализ конкуренто- способности с учетом жизненного цикла продукции предприятия. Методы, основанные на оценке конкурентоспособности продук- ции предприятия, базируются на суждении о том, что конкуренто- способность предприятия тем выше, чем выше конкурентоспособ- ность его продукции. Под конкурентоспособностью продукции по- нимается ее способность быть проданной на рынке в данный период времени. Метод, основанный на рентабельности активов. В данном методе под конкурентоспособностью предприятия предлагается понимать его способность быть более эффективным по сравнению с предприятиями - конкурентами. Конкурентоспособность предприя- тия предлагается определять по следующей формуле КСП2,1=Р2А / Р1А, где КСП2,1 - конкурентоспособность оцениваемого предприятия по отношению к предприятию-конкуренту; Р2А,Р1А – рентабельность активов соответственно оцениваемого предприятия и предприятия-конкурента. 132 Если КСП2,1>1, то оцениваемое предприятие более конкуренто- способное, чем предприятие-конкурент. Если КСП2,1=1, то оценива- емое предприятие и предприятие-конкурент имеют одинаковую конкурентоспособность. Если КСП2,1<1, то оцениваемое предприя- тие менее конкурентоспособное, чем предприятие-конкурент. Рентабельность активов предлагается определять по следующей формуле РА=ПЧ /А, где ПЧ – чистая прибыль предприятия, А – активы предприятия. Чистая прибыль предприятия определяется: выручкой от реализации продукции, которая зависит от конкурентоспособности продукции с точки зрения потребителя; затратами на производство и реализацию продукции, которые зависят от эффективности управления затратами; налогами из выручки и прибыли от реализации продукции, которые зависят от законодательства в области налогообложения. Рентабельность активов определяет насколько эффективно используются ресурсы предприятия. То предприятие, которое более эффективно использует свои ресурсы и является более конкурентоспособным. УДК 005.21 ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ СТРАТЕГИИ ФИРМЫ С ПОМОЩЬЮ SWOT/TOWS - АНАЛИЗА Студент гр.103219 Барсуков А.А. Научный руководитель – ст. преп. Торская И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Стратегию можно определить как план управления фирмой, направленный на укрепление её позиций на рынке, удовлетворение потребностей покупателей и достижение поставленных перед фир- мой стратегических целей и задач. С помощью FAROUT-анализа, учитывающего ориентациию на будущее, точность, ресурсную эф- 133 фективность, объективность, полезность и своевременность, было установлено, что из множества методов анализа положения фирмы на рынке и определения стратегий её поведения наибольшей эф- фективностью характеризуются такие методы, как SWOT – анализ и анализ стратегических групп. В работе проведен SWOT/TOWS – анализ с целью обоснования рыночной стратегии для ОАО «БЕЛАЗ». Данный метод сложнее традиционного SWOT-анализа, так как при формировании стратегии происходит систематизированное объединения двух подходов к организации: подход, направленный “изнутри фирмы вовне”- SWOT и подход, направленный “извне фирмы вовнутрь ” – TOWS. Данный метод точнее обычного SWOT-анализа. Результатом SWOT/TOWS-анализа является выявление одной из четырех стратегий: консервативной, агрессивной, конкурентной, оборонительной. Для ОАО «БелАЗ» обоснована консервативная стратегия, а после конкретизации ее с помощью SPACE-анализа было рекомендовано осуществлять консервативную стратегию с элементами развития продукта и развития рынка. Данная стратегия заключается в минимизации негативного влияния окружения посредством максимального и одновременно активного использования потенциалов организации. При ее реализации необ- ходимо сохранять сбалансированное соотношение цены и качества, создавать модификации существующей продукции и выходить с нею на новые рынки, а также создавать новую продукцию. УДК 339.56.055 ОЦЕНКА ЭКСПОРТНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Студентка гр.103219 Рапун И.А. Научный руководитель – ст. преп. Торская И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Экспорт как часть экономической системы Республики Беларусь занимает особое место в стратегии развития страны. В результате проведения анализа имеющихся в литературе опре- делений предложено определять экспортный потенциал промыш- 134 ленного предприятия как его совокупную способность осуществ- лять продажи производимой продукции за рубеж, привлекать пря- мые иностранные инвестиции и участвовать в международных ко- оперативно-промышленных процессах, базируясь на производ- ственных, финансовых и маркетинговых возможностях. При этом предлагается выделять следующие составляющие экс- портного потенциала предприятий и показатели их оценки:  производственный потенциал (фондоотдача, коэффициент об- новления основных средств, доля прогрессивного оборудования в структуре его парка, степень износа оборудования, производитель- ность труда, исчисленная по добавленной стоимости);  финансовый потенциал (коэффициент оборачиваемости обо- ротных средств, рентабельность активов, отношение заёмного капи- тала к собственному, коэффициент финансовой независимости);  конкурентоспособность экспортной продукции (относитель- ный показатель конкурентоспособности на внешних рынках, рен- табельность продаж, доля экспортируемых видов продукции в об- щем ассортименте производимой продукции, доля сертифициро- ванной продукции по международным стандартам в общем объёме реализованной продукции);  маркетинговый потенциал (стадия жизненного цикла продук- ции, уровень затоваренность складов, эффективность рекламной деятельности, доля новой (инновационной) продукции в общем объёме реализованной продукции). УДК 37:004.9 ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕРНЕТ-ТЕХНОЛОГИЙ В СИСТЕМЕ ОБУЧЕНИЯ Студентки гр.103220 Гринчук Д.С., Згирская О.С. Научный руководитель – ст. преп. Лавренова О. А. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь В условиях перехода к информационному обществу в Республи- ке Беларусь реализуется целый комплекс мер, направленных на со- вершенствование системы образования, в том числе, подпрограмма «Электронное обучение и развитие человеческого капитала», прио- 135 ритетными направлениями которой являются «создание националь- ной системы электронных образовательных ресурсов, совершен- ствование инфраструктуры доступа к национальным и мировым образовательным ресурсам, совершенствование системы подготов- ки кадров в области ИКТ» [1, 2]. В исследовании были проанализированы интересы интернет- аудитории в области обучения, классифицированы свободно до- ступные образовательные интернет-ресурсы, выявлены ограниче- ния и последствия их применения. Наряду с такими положительны- ми эффектами, как общедоступность, интерактивность, экономия времени и средств обучаемых (по результатам расчетов стоимость электронных учебных материалов может быть в сотни раз ниже традиционных), выявлены и отрицательные последствия (социаль- ная изоляция, шаблонное мышление, плагиат и др.). Анализ существующей ситуации показывает, что для уменьше- ния негативных последствий применения интернет-технологий необходимо не только повышение качества образовательных ресур- сов, но и совершенствование нормативно-правовой базы их приме- нения. Литература 1. Национальная программа ускоренного развития услуг в сфере информационно-коммуникационных технологий на 2011–2015 го- ды. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://pravo.by/ main.aspx?guid= 3871&p0=C21100384&p2 2. «Стратегия развития информационного общества в Республи- ке Беларусь на период до 2015 года» [Электронный ресурс]. – Ре- жим доступа:http://pravo.by/main.aspx?guid=3871&p0= C21001174&p2 136 УДК 330.332:005.332.4 ИНВЕСТИЦИОННАЯ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТЬ КАК ФАКТОР КОНКУРЕНТОСПОСПОСОБНОСТИ Студентка гр.103220 Абадовская Ю.Л. Научный руководитель – ст. преп. Торская И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Под инвестиционной привлекательностью понимается совокуп- ность факторов, позволяющих сделать вывод о возможности получения прибыли с учётом степени рискованности инвестиций. Оценка инвестиционной привлекательности является важным этапом как для инвестора, так и для субъекта инвестирования. С позиций инвесторов анализ инвестиционной привлекательности позволяет свести к минимуму степень риска вложеных им средств. В свою очередь, привлечение инвестиций дает субъекту инвестирования конкурентные преимущества, что является мощнейшим средством его дальнейшего развития. Оценку инвестиционной привлекательности можно осуществлять на страновом, региональном уровне и уровне конкретного предприятия. Был проведен анализ инвестиционной привлекательности крупных промышленных городов Республики Беларусь. За основу была взята методика М.М. Ковалёва [1], в соот- ветствии с которой основными факторами оценки является соотношение инвестиционных потенциалов и инвистиционных рисков. Для более полной оценки предложено добавить в анализ два частных инвистиционных потенциала, один частный инвестиционный риск, а также ряд микроиндексов. Расчеты показали, что город Минск одновременно имеет самый высокий потенциал и самый низкий риск. В наихудшем положении находятся города Полоцк и Пинск, которые имеют низкий потенциал, а также город Новополоцк, который, несмотря на высокий уровень потенциала, имеет самый высокий уровень риска. 137 УДК 658.1: 001.895 ИННОВАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ И ЕГО РОЛЬ В ЭФФЕКТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ Студентка гр.103220 Голенок М.С. Научный руководитель – ст. преп. Торская И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь В условиях рыночной экономики на эффективность работы промышленных предприятий влияют различные факторы, ведущее место среди которых занимает уровень развития инновационного потенциала. В ходе проведенного исследования были изучены подходы многих авторов, в результате чего было предложено понимать под инновационным потенциалом совокупность характеристик пред- приятия, которые формируют его способность к осуществлению деятельности по созданию и использованию нововведений в долго- срочной перспективе. Такое определение особенно подчеркивает взаимосвязь между инновационным потенциалом и сочетанием та- ких критериев, как способность предприятия к инновациям и его устойчивость к обновлению, которые, в свою очередь, определяют понятие «гибкость предприятия». Оценка инновационного потенциала осуществляется с помощью расчёта показателей, характеризующих такие его составляющие, как материально-технический, финансовый, информационный, кад- ровый и научно-технический потенциал. Проводимый анализ поз- воляет выявить недостатки в работе предприятия, связанные с ин- новационной деятельностью, и вовремя предпринять необходимые меры по их ликвидации. Была осуществлена оценка инновационного потенциала на при- мере ОАО «Минский завод колёсных тягачей», в результате кото- рой было установлено, что развитие инновационного потенциала данного предприятия имеет средний уровень, так как большинство показателей превышает установленные критериальные значения, но незначительно. Это говорит о том, что на предприятии существуют 138 резервы роста инновационного потенциала, но на данный момент не все из них используются на предприятии достаточно эффектив- но. УДК 658.62 УПРАВЛЕНИЕ ЛОЯЛЬНОСТЬЮ ПОТРЕБИТЕЛЯ ПРОДУКЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ Студентка гр.103220 Тур М.Н. Научный руководитель – ст. преп. Торская И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Лояльный клиент – это залог конкурентоспособности любой компании. Именно наличие лояльности, проявляющейся в благо- приятном отношении потребителя к компании и ее продукции, яв- ляется основой стабильного объема продаж, который, в свою оче- редь, является стратегическим показателем успешности компании и дает ей конкурентное преимущество. Успешная реализация продукции отражается в установлении определенного уровня цен, который показывает предпочтения по- купателей, выгоду получаемую от покупки того или иного продук- та. Неоспоримым является тот факт, что покупатель при выборе товара основное внимание обращает на две составляющие – цену и качество продукции. При этом покупатель стремиться получить как можно большее качество в расчете на одну вложенную денежную единицу. Существует множество методов оценки качества и назначения конкурентной цены. Для машиностроительной отрасли эффектив- ной является методика А.Х.Фасхиева [1], построенная на формиро- вании «профиля» продукции и расчета ее «красной» цены. Для успешной реализации продукции, помимо грамотно назна- ченной цены клиенту необходимо продемонстрировать, насколько выгодным будет для него приобретение товара. При этом большое значение имеет наглядность и простота представления информации. Реализовать это можно с помощью современной разработки, так называемого «калькулятора ценности», представляющего собой 139 прикладную программу с использованием электронных таблиц. Данный инструмент был разработан для демонстрации ценности своих предложений ОАО «Минский моторный завод». Литература 1.Фасхиев, Х.А Крахмалева А.В Оценка уровня конкурентоспо- собности грузовых автомобилей и их двигателей //Маркетинг в России и за рубежом. – 2004. – №5. УДК 339.142 МЕТОДЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТОВАРНОГО ПОРТФЕЛЯ ПРЕДПРИЯТИЯ Студентка гр.103220 Гринчук Д.С. Научный руководитель – ст. преп. Торская И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Товарный портфель промышленного предприятия представляет собой совокупность товаров, находящихся на различных этапах жизненного цикла и, как следствие, имеющих различные перспек- тивы на рынке [1]. Эффективная товарная политика является одним из важнейших инструментов конкурентной борьбы. Поэтому перед каждым про- мышленным предприятием стоит задача формирования сбаланси- рованного товарного портфеля, который должен содержать товар- ные группы с различными стадиями жизненного цикла и долями рынка. Были проанализированы различные методы оптимизации товар- ного портфеля предприятия, которые могут быть объединены в две основные категории: нематричные и матричные методы. При этом для полноценного анализа товарного портфеля предприятия целе- сообразно совмещать несколько методов. Полученные результаты сравниваются между собой и на основании представленной в них информации формируется товарная стратегия. Комплексная методика оценки товарного портфеля была приме- нена для такого предприятия, как ЗАО «Белробот», имеющего до- 140 статочно широкую товарную номенклатуру. Использованы матри- цы Бостонской консалтинговой группы и Артур де Литтл. Сделан вывод, что правильно сформированный товарный порт- фель позволит предприятию эффективнее управлять денежными потоками и инвестициями, сохранять свое положение на старых и осваивать новые рынки сбыта продукции. Литература 1. Ансофф И. Стратегический менеджмент / И.Ансофф - Санкт- Петербург: Питер Пресс, 2009. УДК 338.534 ОСОБЕННОСТИ ЦЕНООБРАЗОВАНИЯ НА РЫНКЕ ПРО- ДУКЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНА- ЧЕНИЯ Студентка гр.103220 Румачик Е.Е. Научный руководитель – ст. преп. Торская И.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь В2В – это сектор рынка, ориентированный на организацию вза- имодействия между компаниями в процессе производства и прода- жи товаров или услуг. К числу особенностей данного рынка следу- ет отнести, в том числе, то, что его субъектами являются юридиче- ские лица, и процесс продажи не нем является более протяженным во времени. Каждое предприятие вырабатывает свою ценовую политику, ко- торая заключается в определении и поддержании оптимальных уровней, структуры и взаимосвязей цен на товары в рамках ассор- тимента предприятия и конкретного рынка, а также в своевремен- ном изменении цен по товарам и рынкам с целью достижения мак- симально возможного успеха в конкретной рыночной ситуации. Выработка ценовой политики включает в себя следующие этапы: выработка целей ценовой политики, анализ ценообразующих фак- торов, выбор метода и стратегии ценообразования. При этом выде- ляют три группы стратегий ценообразования: дифференцированно- 141 го, конкурентного и ассортиментного, которые в свою очередь включают в себя отдельные виды стратегий. Одним из доминирующих параметров продукции производ- ственно-технического назначения является цена потребления, кото- рая представляет собой сумму продажной цены и стоимости ис- пользования этого товара за период эксплуатации. Используя такую продукцию, покупатель стремится добиться оптимальной величины цены потребления, которая определяется максимально выгодным периодом эксплуатации продукции по параметру затрат. Расчет цены потребления осуществлен на примере грузовых ав- томобилей марок МАЗ и КАМАЗ. УДК 336.7 ЭЛЕКТРОННЫЕ ДЕНЬГИ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ПРИМЕ- НЕНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ Студентки гр.103229 Гедранович П.А., Есипович А.В. Научный руководитель – ст. преп. Лавренова О. А. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Активная коммерциализация сети Интернет превращает ее в универсальную торговую площадку для ведения бизнеса в режиме он-лайн. Наиболее динамично развивающейся сферой электронного бизнеса в настоящее время является электронная торговля, включая как торговые, так и финансовые транзакции и бизнес-процессы. За- кономерно, что в условиях формирования и развития электронной экономики все более актуальными становятся вопросы проведения электронных платежей, в том числе с использованием электронных денег, которые значительно ускоряют процесс расчета по торговым операциям. Электронные деньги представляют собой платежное средство, существующее исключительно в электронном виде, в виде записей в специализированных электронных системах. По результатам изу- чения рынка электронных платежей в Республике Беларусь были определены наиболее известные эмитенты электронных денег, та- кие как: Easy Pay, Web Money, Qiwi, Рапида Бел, а также ряд бан- ков, предоставляющих мобильные и интернет-платежи. 142 В результате исследования выявлено, что основными преимуще- ствами электронных денег являются: мобильность и анонимность, оперативность и простота использования, интеграция с электрон- ными торговыми площадками. Однако существует и ряд недостат- ков, которые сдерживают внедрение электронных денег в практику финансовых расчетов. В первую очередь, это отсутствие совершен- ной законодательной базы и правовых механизмов, регулирующих процедуры, связанные с электронными платежами. Также суще- ственные опасения при работе с электронными деньгами у пользо- вателей вызывают вопросы безопасности, в том числе угрозы хи- щения или физического уничтожения платежных средств, их под- делки или изменения номинала. Существенным фактором, сдержи- вающим распространение электронных денег в Беларуси является недостаточная популярность и распространенность электронных финансовых систем, а также невысокая степень доверия к элек- тронным платежным средствам среди населения. Тем не менее, в последнее время в Республике Беларусь пред- принимаются меры по созданию благоприятных условий для разви- тия электронной экономики, торговли и электронных платежных систем. Об этом свидетельствует увеличение пунктов покупки электронных денег, интеграция платежных систем с белорусскими торговыми площадками, растущее количество пользователей элек- тронных платежных систем. По оценкам экспертов уже сегодня пя- тая часть покупателей готова отказаться от бумажных денег в поль- зу электронных. Таким образом, можно говорить о том, что элек- тронные деньги имеют хорошие перспективы применения при пе- реносе финансово-экономической активности в сеть Интернет. – Литература 1. Понятие электронных денег [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://infobank.by/704/default.aspx, свободный. – Заглавие с экрана. 2. Платежные системы Беларуси [Электронный ресурс]. – Ре- жим доступа: http://finance.tut.by/news340190.html, свободный. – За- главие с экрана. 143 3. Развитие электронных денег [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://bda-expert.com/2011/05/perspektivy-razvitiya- elektronnyh-deneg/, свободный. – Заглавие с экрана. УДК 621.338 ФОРМИРОВАНИЕ ПЛАНА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Студент гр.303219 Ефимчик Е.В. Научный руководитель–канд. экон. наук., доцент Адаменкова С.И. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь На крупных предприятиях машиностроительной отросли форми- рованием плана научно-исследовательских и опытно-конструк- торских работ (НИОКР) занимаются службы: управление генераль- ного конструктора (УГК) и управление маркетинга. Управление маркетинга проводит маркетинговые исследования рынка спецтехники с целью выявления наиболее перспективных и востребованных у конечного потребителя машин, производимых фирмами-лидерами рынка, а также собирает предварительные заяв- ки на новую технику от заинтересованных предприятий. Это поз- воляет спрогнозировать потребность рынка в конкретных видах техники с определенными технико-эксплуатационными характери- стиками, установить ценовые диапазоны у зарубежных и отече- ственных (при их наличии) машин-аналогов, сформировать пред- ложение маркетинговых служб по включению новых моделей тех- ники в план НИОКР. Изучив данное предложение конструкторские бюро, входящие в состав УГК, прорабатывают возможности создания принципиально новой техники, а также доработки и совершенствования моделей, выпускаемых серийно. Предложения служб обсуждаются на засе- дании Научно-технического совета предприятия, который согласует перечень техники для включения в план НИОКР на следующий год. 144 Основным недостатком данного подхода к формированию плана НИОКР является отсутствие прогнозного расчета отпускной цены на модели новой техники до включения их в план НИОКР. Как следствие, нельзя изначально определить будет ли цена созданной предприятием новой техники привлекательна для конечного потре- бителя или же он предпочтет технику фирм-конкурентов как более дешевую при схожих технико-эксплуатационных характеристиках. Для обеспечения решения вопроса прогноза цен необходимо привлечь к разработке плана НИОКР предприятия планово- эконо- мическую службу и службу снабжения (управление внешней ком- плектации), которые работая в тандеме с маркетингом и конструк- торами с учетом перечней основных покупных узлов и узлов соб- ственного изготовления смогут провести укрупненный прогнозный расчет себестоимости модели новой техники и отпускной цены в условиях ее серийного производства. Определение укрупненных стоимостных показателей новой тех- ники позволит утвердить классификационную группу экономиче- ской значимости для каждого конкретного вида техники, включае- мого в план НИОКР (1-max значимость, далее 2 и 3), а значит и установить очередность, приоритетность и сроки создания новых моделей машин, более четко прогнозировать финансовый результат на перспективу для производственной деятельности предприятия в целом. УДК 338.51 ТРАНСФЕРТНОЕ ЦЕНООБРАЗОВАНИЕ ВО ВНЕШНЕЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Магистрант Будник И.А. Научный руководитель–канд. экон. наук., доцент Адаменкова С.И. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Цена – главная и универсальная форма взаимодействия товаро- производителя и рынка, которая делает возможной куплю-продажу товара и само экономическое существование его производителя. Трансфертная цена – это цена, применяемая при обмене товара- ми в рамках транснациональных корпораций между их подразделе- 145 ниями в разных странах [1]. Эта цена всегда устанавливается кон- фиденциально. При трансфертном ценообразовании передача про- дукции обычно осуществляется по ценам значительно ниже рыноч- ных. Главная цель введения трансфертных цен - минимизация нало- гообложения внутрикорпоративных расчетов и таможенных плате- жей, а также аккумулирование прибыли в сбытовых структурах, зарегистрированных в зонах с льготным налогообложением. В ре- зультате, производственные компании поставляют продукцию по трансфертной цене родственным сбытовым компаниям, зарегистри- рованным в оффшорных зонах или странах, использующих невысо- кие ставки налоговых платежей. Сбытовики реализуют товар по рыночной цене, получая сверхприбыль, с которой не платятся нало- ги или они незначительны. Таким образом, при продаже продукции за границу возникает проблема вывоза капитала из страны и занижения базы налогооб- ложения, что приводит к недополучению налогов внутри страны. В связи с этим возникает необходимость обратить внимание на способы контроля трансфертного ценообразования. Литература 1. АКАДЕМИК [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/econ_dict/14886, – Загл. с экрана. УДК 339.138 АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ ИМК НА РАЗВИВАЮЩИХСЯ РЫН- КАХ: ПЕРСПЕКТИВЫ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Магистрант Русак Е.К. Научный руководитель – канд. экон. наук., доцент Глубокий С.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Применение маркетинговых коммуникаций в производственной деятельности при позиционировании товара внутри государства или продвижении продукта на зарубежные рынки должно учитывать сложившиеся правила в стране и ее культуру, существующий госу- 146 дарственный строй и инфраструктуру, уникальность и традиции населения. Без учета этих факторов использование успешных, сло- жившихся и отработанных маркетинговых стратегий западных стран на развивающихся рынках не приносит должного эффекта. Для реализации маркетинговой политики предприятия осваиваемый ры- нок можно проанализировать с помощью следующих показателей. 1. Экономическая инфраструктура и роль государства. Показа- телем стандарта и уровня жизни в стране является уровень ВВП. Для маркетологов этот показатель позволяет проанализировать по- тенциал рынка и оказывает помощь при выборе ценовых решений, а статьи, формирующие ВВП, указывают на приоритетные пути раз- вития и продвижения продукции. Степень экономической свободы является индикатором количества допустимых методов использова- ния рычагов производства и сбыта, применения ИМК. Степень бю- рократии указывает, в какой мере нормативно-правовые системы препятствует или помогают предприятиям осуществлять свою дея- тельность, в том числе и маркетинговую, в стране. Широта распро- странения теневого рынка определяет возможные трудности с иден- тификацией потребителем продвигаемой продукции. Так, негра- мотная маркетинговая деятельность предприятия может поспособ- ствовать увеличению сбыта продукции-подделки на теневом рынке, потере репутации и доверия к производителю. 2. Использование СМИ характеризуется следующими показате- лями: развитием информационно-коммуникационных технологий, развитием цифровых технологи, степенью свободы использования СМИ. 3. Анализ потребительского поведения на развивающемся рын- ке. Стратегия ИМК должна создавать непротиворечивый образ про- дукции через синергетические связи на различных каналах средств массовой информации. Проблема в выборе стратегии ИМК заклю- чается в достижении правильного баланса, не только в отношении к культурным ценностям и традициям, но и в условиях донесения со- общений по различным каналам до определенных сегментов потре- бителей. 147 УДК 339.138 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МАРКЕТИНГОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Магистрант Русак Е.К. Научный руководитель – канд. экон. наук., доцент Глубокий С.В. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Помимо воздействия маркетинговых коммуникаций (МК), на продажу продукта оказывают влияние многие внутренние и внеш- ние факторы. К внутренним факторам в данном разрезе относятся качество продукта, его цена, упаковка. Внешние факторы включают в себя покупательскую способность населения, уровень конкурен- ции в данной группе, уровень культуры обслуживания. Все эти фак- торы вызывают сложность определения экономического эффекта именно от применения маркетинговых коммуникаций, поскольку абстрагироваться от вышеперечисленных факторов невозможно. Поэтому целесообразно произвести разделение показателей эффек- тивности маркетинговых коммуникаций на экономические и ком- муникативные. К коммуникативной эффективности можно отнести число новых привлеченных клиентов и посредников, степень укрепления ими- джа предприятия, степень увеличения узнаваемости бренда, степень убежденности потребителей в качестве выпускаемой продукции. Такие показатели представляют собой относительную меру измере- ния эффективности. К экономическим методам относятся как классические методы оценки эффективности маркетинговых коммуникаций (дополни- тельный товарооборот, соотношению между дополнительной при- былью и расходами на МК, эффективность затрат на МК), так и эконометрические, основанные на применении регрессионных мо- делей. Традиционная линейная зависимость величины прибыли от расходов на МК не учитывает временное смещение действия марке- тинговых коммуникаций и влияние размеров затрат на маркетинго- вые коммуникации на величину сбыта. Наиболее точную интерпре- тацию зависимости дает логарифмическая функция 148 Xb XaX aY    )( пр , где Y – прибыль; a – прибыль при неиспользовании маркетинговых коммуника- ций; b – коэффициент регрессии; X – расходы на маркетинговые коммуникации; Xпр – предельная граница насыщения спроса. Данное уравнение показывает, что существует такое значение X, при котором дальнейшее увеличение затрат на маркетинговые ком- муникации ведет все более к меньшему отклику потребителей. 149 СОДЕРЖАНИЕ Конечноэлементное моделирование динамики инструментального заточного станка Карабанюк И.А., Щербаченя И.Е., Нефедова Т.А. Научный руководитель – Довнар С.С. ……………………………….3 Генерация спиральных и дефектных углеродных наноструктур для молекулярнодинамического моделирования Григоренко Т.И. Научный руководитель – Баркалин В.В. .………………………………..9 Разработка алгоритма детектирования пигментной сети как дерматоскопического критерия диагностики рака кожи Лозовский В.Э., Малахов Т.И. Научный руководитель – Баркалин В.В. …………………………...13 Альтернативные антифрикционные материалы для изготовления червячных колес Куприянова Л.И., Ефимик А.В. Научный руководитель – Швец И.В. ..……………………………..16 Центр обработки и коммутации запросов абонентов для специализированной сети мобильной связи Жлобич А.О. Научный руководитель – Зайцев В. М. ……………………………..21 Обеспечение требуемого уровня достоверности передачи транзакций в мехатронных системах Шевлик В.В. Научный руководитель – Зайцев В. М………………………………25 Стеганографический алгоритм встраивания информации в картографические изображения Селюжицкая Ю.Н. Научный руководитель – Садов В. С. ………………………………….28 Геометрическая коррекция разновременных авиационных снимков Романович К.А. Научный руководитель – Мурашко Н. И. ……………………………..32 150 Поиск объектов на разновременных авиационных изображениях Романович К.А. Научный руководитель – Снигирев С. А. ………………………………33 Ab-initio моделирование электронных свойств фторидов редкоземельных элементов Романова А.Р., Мацук Н.А., Бобачёнок И.А. Научный руководитель – Гулай А.В. ……………………………………35 Исследование ферромагнетизма наноструктурированного оксида цинка. Ab-initio моделирование Зеленина М. С., Козлова О. А., Научн. руководитель – Стемпицкий В.Р. ……………………………..38 Цветовая палитра художественной книги Ходар М.С. Научный руководитель – Романюк Г.Э. ……………………………….41 Методы и инфраструктура облачных технологий в производстве устройств микроэлектроники Садов С. В. Научный руководитель – Козлова Е.И. ………………………………..51 Визуализация виртуальных миров на основе гибких графических конвейеров Копоть А.С. Научный руководитель – Шестаков К.М. …………………………….55 Моделирование одиночного сбоя в МОП-транзисторе Ловшенко И.Ю. Научный руководитель – Стемпицкий В.Р. …………………………..56 Оптимизация параметров диффузионно-дрейфовой модели Боровик А. М., Чан Туан Чунг Научный руководитель – Стемпицкий В.Р. …………………………..59 Ассоциативное кодирование файлов изображений с использованием хаотических последовательностей Трофимук В. Д. Научный руководитель – Садов В.С. …………………………………..62 151 Arduino как удобная платформа для быстрого моделирования и разработки аппаратно-программных систем 103710 Малахов Т.И. Научный руководитель – Гулай В.А. ……………………………………66 Диагностика и оценка качества составных толстостенных цилиндров для аппаратов высокого давления, используемых в изготовлении искусственных алмазов Важинская А.В. Научный руководитель – Василевич Ю.В. ……………………………...69 Расчет на прочность и оценка качества тонкостенных сосудов на основе применения методов и приборов неразрушающего контроля Ворокомская А.А. Научный руководитель – Василевич Ю.В. ………………………….....74 Диагностика и оценка качества кольцевых стальных пружин Гуринович И.Н. Научный руководитель – Василевич Ю.В. …………………………….80 Методы и приборы неразрушающего контроля по оценке качества многослойных труб Дивак В.Н. Научный руководитель – Василевич Ю.В. …………………………….85 Прогнозирование ресурса замкнутой цилиндрической оболочки, находящейся под действием внутреннего давления Немкович И.С. Научный руководитель – Василевич Ю.В. …………………………….88 Оценка качества и прогнозирование остаточного ресурса стальных канатов грузоподъемного оборудования, используемого на ОАО “Беларуськалий” Томашева О.А. Научный руководитель – Василевич Ю.В. ………………………..…...92 Контроль и оценка остаточного ресурса металлоконструкций грузоподъемных кранов с использованием метода магнитной памяти металла Франков Н.В. Научный руководитель – Василевич Ю.В. …………………………….96 152 Физико-механические процессы при прессовании полимерно-древесных композитов Шаркова Ю.В. Научный руководитель – Василевич Ю.В. …………………..………...99 Расчет прочностных и деформационных характеристик натянутого стального троса с оценкой качества его материала Шишко М.А. Научный руководитель – Василевич Ю.В. …………………………...102 Исследование колебаний пластинки в магнитном поле Кот П.И. Научный руководитель – Луцко Н.Я. ……………………………...….109 Исследование движения лыжника по наклонной плоскости Бабина С.С. Научный руководитель – Луцко Н.Я. …………………………..……..111 Алгоритм определения углов сил, действующих на звенья рычажного механизма Шашко А.Е. Научный руководитель – Авсиевич А.М. …………………………..…112 Интерполяция данных при математическом описании вибрационных воздействий Иванов А.Ю. Научные руководители – Кудин В.В., Авсиевич А.М. ………...……116 Системный подход к организации рекуперации энергии в мобильных машинах Шашко А.Е., Серик А.Л., Хурсевич С.В. Научный руководитель – Авсиевич А.М. ……………………………..118 Сущность и формирование экспортного потенциала предприятия Дубойская Н.Д. Научный руководитель – Костюкевич Е.Н. …………………………120 Оценка эффективности маркетинговой коммуникативной сети промышленного предприятия Бузук В.А. Научный руководитель – Попова Н.Д. ……………………………….121 Развитие транспорта республики беларусь Асташевич Н.Г., Гончарова В.В., Научный руководитель – Насонова И.В. …………………………….122 153 Гибкость предприятия как основа его инновационного развития Тацевич М.В. Научный руководитель – Торская И.В. ………………………………124 Управление лояльностью потребителя на рынке продукции производственно-технического назначения Барсуков А.А. Научный руководитель – Торская И.В. ………………………………125 Методы оценки эффективности деятельности предприятия Батура А.Г. Научный руководитель – Плясунков А.В. ……………………………126 Cущность понятия «эффективность» Батура А.Г. Научный руководитель – Плясунков А.В. ……………………………127 Комплексный подход к оценке конкурентоспособности продукции Лазакович И.В. Научный руководитель – Плясунков А.В. ……………………………129 Методы оценки конкурентоспособности предприятия Соколовская Н.Л. Научный руководитель – Плясунков А.В. ……………………………131 Обоснование эффективной стратегии фирмы с помощью SWOT/TOWS-анализа Барсуков А.А. Научный руководитель – Торская И.В. ………………………………132 Оценка экспортного потенциала промышленных предприятий Рапун И.А. Научный руководитель – Торская И.В. ………………………………133 Вопросы применения интернет-технологий в системе обучения Гринчук Д.С., Згирская О.С. Научный руководитель – Лавренова О.А. .…………………………..134 Инвестиционная привлекательность как фактор конкурентоспоспособности Абадовская Ю.Л. Научный руководитель – Торская И.В. ………………………………136 154 Инновационный потенциал и его роль в эффективной деятельности предприятия Голенок М.С. Научный руководитель – Торская И.В. ………………………………137 Управление лояльностью потребителя продукции производственно-технического назначения Тур М.Н. Научный руководитель – Торская И.В. ………………………………138 Методы совершенствования товарного портфеля предприятия Гринчук Д.С. Научный руководитель – Торская И.В. ………………………………139 Особенности ценообразования на рынке продукции производственно-технического назначения Румачик Е.Е. Научный руководитель – Торская И.В. ………………………………140 Электронные деньги и особенности их применения в Республике Беларусь Гедранович П.А., Есипович А.В. Научный руководитель – Лавренова О.А. ……………………………141 Формирование плана научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ машиностроительного предприятия Ефимчик Е.В. Научный руководитель – Адаменкова С.И. ……………………...143 Трансфертное ценообразование во внешнеэкономической деятельности Будник И.А. Научный руководитель – Адаменкова С.И. ……………………...144 Анализ развития имк на развивающихся рынках: перспективы Республики Беларусь Русак Е.К. Научный руководитель – Глубокий С.В. ……………………………..145 Оценка эффективности маркетинговых коммуникаций промышленного предприятия Русак Е.К. Научный руководитель – Глубокий С.В. ……………………………..147