Рассмотрен процесс изнашивания композитов с поликристаллической матрицей из карбида кремния при сухом трении по инструментальной стали. В качестве наполнителей матрицы композитов использованы хрупкие частицы различного размера. Изнашивание как процесс множественного разрушения поверхности происходит в поле механических напряжений, которое создается при взаимодействии шероховатостей контактирующих тел, каждая шероховатость играет роль индентора, как при „контакте Герца“. С помощью нагрузки можно регулировать как глубину слоя максимальных касательных напряжений, так и числовое значение напряжений. Установлено, что износостойкость композитов, упрочненных частицами размером 1—1000 мкм, зависит от соотношения глубины слоя максимальных касательных напряжений и размера упрочняющих частиц.

Исследование направлено на оптимизацию рабочих параметров твердотельного лазера приведением процесса компенсации термооптических искажений в активном элементе к состоянию наибольшей эффективности. Под компенсацией термооптических искажений понимается компенсация смещения оптической оси лазера, а также устранение неравномерного распределения оптической длины пути излучения по сечению пучка. Как причина подобных явлений рассматривается наличие градиента температуры в активном элементе лазера. Проанализированы методы компенсации термооптических искажений, предложена их классификация по видам компенсируемых искажений.  

Рассмотрена задача определения времени приработки узла трения „вал—вкладыш подшипника скольжения“ в зависимости от показателя виброускорения низкой, средней и высокой частот трехдиапазонного спектра, полученных при помощи виброметра СМ-21. В результате ряда опытов на машине трения удалось установить зависимость между временем приработки узла трения и виброакустической составляющей. Предложен способ прогнозирования перио-да приработки цилиндрической пары трения путем контроля виброакустической составляющей с учетом ее износа. 

Рассматриваются процессы, происходящие на поверхностях материалов при взаимодействии металлических и неметаллических частей протезов, ортезов и экзоскелетов. Для исследования выбраны пары трения дюралюминий Д16—фторопласт и сталь ХВГ—фторопласт без смазочного материала. Эксперимен-тальные исследования проводились с использованием универсальной фрикционной машины МТУ-1. В результате экспериментов получены зависимости  коэффициентов трения и температуры в области контакта от времени взаимодействия. Выполнена оценка износа контактирующих образцов. Анализ результатов позволил выбрать подходящие материалы для производства ортезов,  протезов и экзоскелетов.  

Рассмотрены методы расчета точности эвольвентной цилиндрической зубчатой передачи — мертвого хода передачи. Проанализированы выражения из стандартов ГОСТ 21098-82 и ГОСТ 1643-81, выведены выражения для расчета мертвого хода зубчатой передачи методом максимума, при котором все параметры принимают максимальные значения. Приведена формула для перевода величины мертвого хода передачи из микрометров в угловые минуты. Выполнен расчет мертвого хода зубчатой передачи вероятностным методом — методом Монте-Карло. Представлен алгоритм расчета мертвого хода. 

Методом математического моделирования, учитывающего непрерывное изменение формы зубьев, изучаются закономерности изнашивания зубчатых зацеплений. Приведены параметры всех исследуемых пар зубчатых колес и условия их совместного применения. Представлены условия и ограничения применения полученных результатов, а также основные соотношения, используемые при расчете параметров зацепления. С помощью моделирования получены графики распределения износа в начальный период контакта и сделаны выводы о его характере. Проиллюстрировано изменение линии зацепления колеса и шестерни в ходе приработки элементов зубчатого зацепления. Проанализированы условия возникновения и развития ошибки положения. Определены причина роста циклической погрешности и следствие неравномерного изнашивания. Приведены графики перераспределения износа в зонах двухпарного зацепления в ходе изнашивания, сделаны выводы о его характере, а также о профилях зубьев и линии зацепления. Определена причина стабилизации циклической погрешности и приведен график ее изменений. Приведен график изменения мертвого хода во время зацепления зубчатых колес. Сделаны выводы о характере и закономерностях изнашивания прямозубых цилиндрических передач.

Математически моделируется динамика свободного и вынужденного вращения твердого тела вокруг центральной, но не главной  оси инерции Oz, опирающейся на подшипник и подпятник скольжения, а также в условиях действия гидродинамического и сухого трения. Показано, что возникающие в плоскостях оси инерционные пары Mx,y(Jxz, Jyz, ω, ε) и пары сухого трения зависят не только от центробежных моментов инерции Jxz, Jyz и угловой скорости ω, но и от ускорения ε. Такая зависимость приводит в общем случае к динамическим уравнениям с иррациональной правой частью, а в частном — с разрывной. Проинтегрированы аналитически и численно уравнения простейших видов движений.

Проанализированы возможности зубчатых передач зацеплением при использовании простейших поверхностей — плоскости, цилиндра и их различных сочетаний, в качестве рабочих поверхностей зубьев. Показано, что при таких простейших очертаниях зубьев можно получить качественную передачу. Получившиеся значения ошибки положения и передаточного отношения минимальны и, в частности, для многорядных передач могут быть пренебрежимо малы. Производятся расчеты кинематических параметров предложенных вариантов зацепления. Перспективы применения передач с простейшими очертаниями зубьев связаны с отсутствием необходимости в сложном обрабатывающем оборудовании и возможностью изготовления и ремонта в полевых условиях.

Исследованы алгоритмы оптимизации траекторий манипулятора с избыточным числом степеней свободы. Целью оптимизации является повышение энергоэффективности движения. Траектории параметризуются сплайн-функциями по заданным точкам, а поиск оптимальных параметров выполняется на основе метода градиентного спуска с дроблением шага, что позволяет найти глобальный экстремум. Выбираемая целевая функция одновременно должна учитывать влияние электрических компонентов системы и обеспечивать минимизацию отклонений от заданной траектории в декартовом пространстве. Представлены результаты имитационного моделирования в среде MatLab на примере оптимизации траекторий мобильного манипулятора Kuka youBot.  

Рассмотрен принцип действия энергоэффективного актуатора для преобразования прикладываемого воздействия в поступательное движение. В качестве ра-бочего органа актуатора выступает упругий элемент, принцип функционирования которого основан на явлении потери устойчивости. Проанализированы аналоги предложенного механизма. Представлена конструкция исполнительного устройства, описаны основные узлы механизма, а также проведен расчет механических свойств и условий применимости рабочего звена, в роли которого выступает упругий элемент. Полученные результаты можно использовать при проектировании подвижных узловых соединений машин и механизмов, преобразующих приложенную силу в поступательное движение. Предложенный преобразователь движения может применяться в робототехнике в качестве нового вида энергоэффективных актуаторов; он может найти применение в моделях бионических систем.  

Разработка адаптивной системы для анализа динамики полета в системах с машущим крылом помогает изучить их характеристики и позволяет использовать различные методы управления с целью повышения их эффективности. Представлены результаты разработки стенда для исследования механизма с машущим крылом, основанного на математической модели рычага. Кратко описана аналогичная система. Приведено описание стенда, представлена информация об отдельных элементах конструкции, описана модель Simulink, отвечающая за управление стендом в реальном времени. Результаты показывают, что спроектированный стенд позволяет проводить испытания различных систем управления.  

Филаментная намотка является одним из распространенных методов изготовления композитных цилиндрических изделий, она представляет собой процесс укладки в строгом геометрическом порядке на поверхность оправки нитей или ленты. Оправка вращается, раскладчик нити движется горизонтально, а сила натяжения нитей может изменяться. В качестве материала намотки чаще всего используются углеродная нить или стекловолокно, покрытые синтетической смолой. Когда смола затвердеет, оправку удаляют, оставляя готовое изделие. Существенный недостаток технологии — невозможность стабилизации натяжения слоев намотки и ее плотности. С целью устранения этого недостатка предлагается система управления геометрическими параметрами композитной намотки и ее плотностью.  

Описаны подходы к разработке программного компонента модуля съемки  протяженных объектов для сканера пиломатериалов. Применение известных алгоритмов регистрации изображений позволяет значительно упростить конструкцию разрабатываемого сканера. Рассматривается алгоритм работы программного компонента, который представляет собой вычислительный граф; приводятся вычислительные операции, выполняемые при обработке кадра съемки. Приводится алгоритм для отделения объекта съемки от фона. Выбраны алгоритм полного перебора для сопоставления контрольных точек между кадрами и алгоритм RANSAC, который используется для построения модели преобразования. Схема реализации алгоритма RANSAC сравнивается с алгоритмом PROSAC.  

Рассматривается задача ручного управления инвалидным креслом с электродвигателем при наличии ошибки в управляющем задании, поступающем с джойстика. Разработан алгоритм совместного управления, обеспечивающий предотвращение столкновений с препятствиями при движении в сложном динамическом окружении. Идентификация препятствий осуществляется с помощью оптических дальномеров, установленных по периметру рассматриваемого объекта управления. Для экспериментальной апробации разработанного алгоритма используется мобильная робототехническая платформа Robotino (Festo-Didactic).  

Представлены результаты работы по созданию роботизированного ортеза для локтевого сустава. Предложена конструкция устройства, выполнена трехмерная модель, после анализа конкурентных решений внесены некоторые изменения в функционал. Описан ход разработки, проведены ключевые расчеты и представлены основные функциональные особенности разрабатываемого устройства. Приведены краткие выводы по проделанной работе, а также обозначены пер-спективы развития проекта.  

Рассмотрена возможность автоматизации процессов медицинской диагностики и количественной оценки анатомических структур путем сегментации магнитно-резонансных (МР) изображений. Проанализированы значения интенсивности МР-сигналов от различных тканей коленного сустава, выявлена слабая зависимость контрастности сигналов от внешних факторов. Реализован алгоритм сегментации хряща и костных структур, основанный на рассчитанной контрастности тканей, включающий пороговую обработку, морфологический анализ, выделение границ методом Канни. Результаты, апробированные на томограммах различной взвешенности (последовательности быстрое спин-эхо, градиент-эхо), могут быть использованы для картирования хряща и 3D-моделирования сустава.