Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 2133

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
6.92 Mб
Скачать

УДК 681.3

ОБЛАЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Студент группы ИС-101 Балакирев Роман Вячеславович Руководитель: д-р техн. наук, проф. Юрасов В. Г.

В работе рассматривались история облачных технологий, факторы влияющие на развитие, плюсы и минусы данной технологии. Также рассматриваются категории облачных сервисов

Последнее время все чаще можно услышать термин «облачные технологии» и «облачные вычисления». Облачные вычисления (англ. cloud computing) - технология распределѐнной обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как интернет-сервис.

Широко распространенное формальное определение облачных вычислений было предложено Национальным институтом стандартов и технологий США: «Облачные вычисления представляют собой модель для обеспечения по требованию удобного сетевого доступа к общему пулу настраиваемых вычислительных ресурсов (например, сетей, серверов, систем хранения данных, приложений и услуг), которые можно быстро выделить и предоставить с минимальными управленческими усилиями или минимальным вмешательством со стороны поставщика услуг».

Идея того, что сейчас мы называем облачными вычислениями, впервые была озвучена Джозефом Карлом Робнеттом Ликлайдером в 1970 году, когда он был ответственным за разработку ARPANET. Идея Ликлайдера заключалась в том, что каждый человек будет подключен к сети, из которой он будет получать не только данные, но и программы. Другой ученый Джон Маккарти говорил о том, что вычислительные мощности будут предоставляться пользователям как услуга. На этом развитие облачных технологий было приостановлено до 90-х годов. Ее развитию поспособствовали ряд факторов:

Стремительное развитие сети Интернет, а именно пропускной способности.

В 1999 году появилась компания Salesforce.com, которая предоставила доступ к своему приложению через сайт.

В 2002 году Amazon запустила свой облачный сервис, где пользователи могли хранить информацию и проводить необходимые вычисления.

В 2006 году Amazon запустила сервис

Elastic Compute cloud (EC2), где пользователи могли запускать свои собственные приложения.

Свой вклад в развитие облачных вычислений внесла компания Google со своей платформой Google Apps для веб-приложений в бизнес секторе.

Развитие аппаратного обеспечения (а именно создание многоядерных процессоров и увеличение емкости накопителей информации) и технологий виртуализации способствовало не только развитию, но и большей доступности облачных технологий.

Как и у любой технологии, облачные технологии имеют как свои достоинства, так и недостатки. К основным достоинствам можно отнести следующие:

Доступность – «облака» доступны всем и везде, где есть Интернет и с любого устройства, где есть браузер.

Низкая стоимость – снижение расходов на обслуживание, оплата лишь фактического использование ресурсов облака.

Гибкость – неограниченность вычислительных ресурсов.

Надежность – специально оборудованные ЦОД имеют дополнительные источники питания, регулярное резервирование данных, высокая пропускная способность Интернет канала, устойчивость к DDOS атакам.

Безопасность – высокий уровень безопасности при грамотной организации.

Большие вычислительные мощности – пользователь может использовать все доступные в «облаке» вычислительные мощности.

При всех своих достоинствах облачные технологии имеют ряд серьезных недостатков:

Постоянное соединение с сетью – для работы с «облаком» необходимо постоянное подключение к сети.

Программное обеспечение – пользователю доступно только то программное обеспечение, которое есть в «облаке», а так же пользователь не может настраивать приложения под себя.

Конфиденциальность – в настоящее время нет технологии, обеспечивающей 100% конфиденциальность данных.

Надежность – потеря информации в «облаке» означает невозможность ее восстановления.

Безопасность – хотя «облако» является достаточно надежной системой, но в случае проникновения злоумышленника, ему будет доступен огромный объем данных.

Дороговизна оборудования – для создания своего «облака» необходимы значительные материальные ресурсы.

Облачные технологии имеют обширный спектр услуг, которыми может воспользоваться пользователь для решения конкретных задач.

Основные виды предоставляемых услуг облачными системами:

Все как услуга – при таком подходе пользователю будет доступно все от программно-

50

аппаратной части до управления бизнес процессами, включая взаимодействие между пользователями.

Инфраструктура как услуга – пользователю доступна только компьютерная инфраструктура, которую он сам настраивает под свои нужды.

Платформа как услуга – пользователю доступна компьютерная платформа с установленной операционной системой и, возможно, программным обеспечением.

Программное обеспечение как услуга – пользователю доступно программное обеспечение, развернутое на удаленных серверах, доступ к которому осуществляется через сеть Интернет. Такой вид услуги подразумевает оплату только лишь за фактическое пользование программным обеспечением, а все вопросы по лицензированию и обновлению программного обеспечения лежат на поставщике данной услуги.

Аппаратное обеспечение как услуга – пользователю предоставляется оборудование на правах аренды, которое он может использовать в своих целях.

Рабочее место как услуга – компания организует рабочие места для своих сотрудников, устанавливая и настраивая все необходимое программное обеспечение.

Данные как услуга – пользователю предоставляется дисковое пространство для хранения информации.

Безопасность как услуга– позволяет пользователям развертывать продукты, обеспечивающие безопасность веб-технологий, переписки, локальной системы.

Облачные сервисы, предоставляющие те или иные виды услуг, делятся на три категории: публичные, частные и гибридные.

Публичное «облако» - ИТ-инфраструктура, которую используют множество компаний и сервисов. Пользователи при этом не могут управлять и обслуживать данное «облако», вся ответственность по этим вопросам лежит на владельце «облака». Абонентом может стать любая компания, а так же любой пользователь.

Частное «облако» - безопасная ИТинфраструктура, контролируемая и эксплуатируемая одной компанией. Абонент может управлять «облаком» самостоятельно, либо поручить это внешнему подрядчику. Сама инфраструктура может размещаться в помещениях самой компании, либо у внешнего оператора.

Гибридное «облако» - ИТ-инфраструктура, использующая лучшие стороны публичного и частного типов «облаков». Такой тип в основном используется, когда организация имеет сезонные периоды активности. Т.е. часть мощностей частного «облака» перебрасывается на публичное «облако», если оно не справляется с текущими задачами.

Сегодня облачные вычисления – это то, чем почти каждый пользуется ежедневно. Подыскав в интернете подходящий сервис для ежедневного пользования, пользователь избавляет себя от необходимости покупать более новые компьютеры для обеспечения высокой производительности, от сложностей в настройке сложных систем и покупки дорогих программных пакетов.

Облачные технологии развиваются стремительно и охватывают все больше и больше сфер деятельности. Например, почтовые клиенты. Ещѐ недавно у большинства пользователей был установлен тот или иной почтовый клиент приѐма, отправки и обработки электронной почты, сейчас роль почтового клиента выполняет Gmail, Yahoo!

Mail, Hotmail.

Похожая ситуация наблюдается и с офисными пакетами. Онлайн редакторы Zoho Writer или Документы Google могут выполнять те же самые функции, что и обычные офисные пакеты.

Исходя из всего выше сказанного, облачными технологиями можно назвать технологии, которые позволяют клиентским рабочим местам использовать внешние вычислительные ресурсы, емкости для хранения информации и др.

Облачные технологии предоставляют практически безграничные возможности благодаря своим сервисам, начиная с простого хранения информации и заканчивая предоставлением сложных безопасных ИТ-инфраструктур.

Литература

1.http://habrahabr.ru — статья «Облачные вычисления, краткий обзор или статья для начальника»

2.http://www.crn.ru — статья «ИТ «в облаке»: 100 лучших вендоров»

3.http://www.cnews.ru — по материалам статей

«ИТ-директора боятся "облаков"» и «Cloud Computing: при чем тут виртуализация?»

4.http://it.sander.su — статья «Облачные технологии и распределенные вычисления»

http://www.bureausolomatina.ru статья «Будущее облачных технологий: европейский взгляд»

51

УДК 681.3

ОРГАНИЗАЦИЯ РЕЗЕРВНОГО КОПИРОВАНИЯ И АРХИВИРОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ ДЛЯ ПЛАТФОРМЫ IBM LOTUS

Студент группы ИС -083(б) Лазовский Константин Игоревич Руководитель: д-р техн. наук, проф. Юрасов В.Г.

Внедряя системы хранения данных и резервного копирования, компания сталкивается со сложными задачами оценки ее текущих потребностей, планировании будущих объемов данных, выбора технологий и архитектур. Выявить оптимальное решение очень непросто, особенно учитывая широкое многообразие существующих путей реализации систем хранения и резервного копирования. В данной работе рассматриваются наиболее надежные алгоритмы резервного копирования и архивирования баз данных для платформы IBM Lotus

Информации, хранящейся в компьютерных системах, угрожает множество опасностей. Данные могут быть утеряны по причинам ошибок программного обеспечения, неумелой работы пользователей, сбоев физических носителей и средств связи, злонамеренной порчи данных. Абсолютной защиты от всех этих угроз не существует, риск утраты данных существует всегда.

Как показывает общемировая статистика, основными причинами потерь данных являются неисправная работа аппаратных средств (44%) и человеческие ошибки (32%), в основном тех, кто имеет максимальный уровень доступа к системам хранения данных компании. 14% всех случаев потерь данных происходят вследствие ошибок программного обеспечения, другие 7% происходят из-за компьютерных вирусов, а вследствие стихийных бедствий – только 3%.

Сбои приводят к приостановлению бизнеспроцессов и потере данных, тем самым ставят под вопрос существование бизнеса в целом. Пожалуй, единственный способ надежно сохранить нужную информацию - периодически создавать резервные копии.

Особенно остро проблема осуществления резервного копирования и архивирования данных стоит при автоматизации совместной деятельности рабочих групп на основе платформы IBM Lotus. IBM Lotus часто рассматривают в качестве стандарта в области программного обеспечения для групповой работы. В этом качестве Notes обеспечивает все средства необходимые для совместной работы групп людей, объединенных общими деловыми процессами, такие как:

средства коммуникаций в виде передовой технологии электронной почты

средства совместной работы с общими данными в виде территориально распределенных баз данных коллективного доступа

средства координирования работы, позволяющие маршрутизировать документы и отслеживать статус деловых процессов.

Система IBM Lotus является одной из самых современных и мощных систем управления документооборотом. Кроме того, Lotus тесно интегрирован с почтовой системой, Lotus Domino является HTTP сервером, также Lotus – интегрирующая платформа, позволяющая организовать обмен данными с множеством

различных систем, функционирующих на базе других платформ. Система ключей, idфайлов и шифрование данных позволяет обеспечить полную безопасность информации в разрабатываемом приложении.

База данных Notes храниться в файле с расширением .NSF и содержит

следующие элементы:

- документы с данными, которые надо хранить

в БД

-формы – бланки, которые используются при создании и отображении этих документов.

-списки документов, хранящихся в БД.

-информация о правах доступа пользователей

кбазе данных.

-агенты – специальные программы, предназначенные для выполнения определенных действий Файл с БД может быть расположен на сервере Lotus Domino или на жестком диске персонального компьютера. Кроме имени файла БД имеет еще название, которое описывает тип хранимой в ней информации, например, «отдел кадров», «деканат» и т. д.

Приоритетным решением при выборе системы резервного копирования и архивирования является используемый ей алгоритм. Каждый алгоритм резервного копирования делает компромисс между основными характеристиками процессов создания копий и операций восстановления данных. Важнейшими из них являются скорость репликации, требуемый объем памяти для хранения резервных копий, скорость восстановления. Поэтому для системы организации групповой деятельности такого уровня, как IBM Lotus были рассмотрены наиболее надежные из них.

Инкрементное резервное копирование. Инкрементное резервное копирование (англ. incremental backup) также является традиционным алгоритмическим подходом. Изначально, в момент времени t1 создается полная резервная копия

данных , а затем, в последующие моменты, создаются копии файлов, измененных с момента

последнего резервирования, то есть

,

и так

далее. Рис. 1 иллюстрирует данную схему.

 

Алгоритм резервного копирования,

в процессе

работы которого последовательно в моменты времени {tk, где k=0,1,2,…,T} создается набор

элементов репозитория вида

,

называется инкрементным.

 

52

 

Рис. 1. Инкрементное резервное копирование

Инкрементное резервирование занимает меньше времени, так как данных копируется меньше.

Схема А.М. Костелло, К. Юманса, Ф. Ву.

Рассмотрим схему резервного копирования, разработанную А.М. Костелло, К. Юмансом и Ф. Ву в Университете Калифорнии в Беркли, США. При работе данного алгоритма копирование ведется параллельно, в несколько уровней, в результате создается совокупность наборов элементов репозитория. На 0-ом уровне создание резервных копий идентично инкрементной схеме. Все прочие уровни избыточны – создаются для увеличения скорости восстановления.

Рис. 2. Схема А.М. Костелло, К. Юманса, Ф.

Ву

На рис. 2 представлена иллюстрация схемы Костелло-Юманса-Ву для трех уровней и 12-ти периодов резервного копирования (параметр схемы

―база b=2).

Частичное создание на рисунке обозначено элементами репозитория в скобках. Сплошными линиями на рисунке обозначены операции резервного копирования нулевого уровня, пунктиром – первого, пунктиром с точками – второго.

Элементы резервного копирования создаются постепенно в несколько подходов, за несколько моментов резервного копирования, что обеспечивает ровное использование объема репозитория во времени и делает пригодным для online-режима работы.

Алгоритм «Z scheme». Алгоритм резервного копирования «Z scheme» разработан в Технологическом Институте в Джорджии, США. «Z scheme» осуществляет параллельные операции резервного копирования также в несколько потоков, в результате создается совокупность наборов элементов репозитория. На нулевом уровне создание резервных копий идентично инкрементной схеме. Все прочие уровни избыточны и создаются для увеличения скорости восстановления.

Файлы копируются некоторым потоком уровня i если только он был изменен bi моментов создания резервных копий (например, дней) назад, где b – внешний параметр схемы, называемый базой (англ. base). Нулевой уровень есть не что иное, как инкрементная схема.

Алгоритм «Z scheme» близок по основным характеристикам к мультиуровневой схеме, но лишен недостатка связанного с неравномерным использованием памяти.

Литература

1.Costello A., Umans C., Wu F. Online backup and restore. UC Berkeley., 1998.

2.Kurmas Z. Reasoning Behind the Z Scheme. http://www.cis.gvsu.edu/~kurmasz/Research/BackupResearch/ rbzs.html, 2002.

3.Керн, С. Lotus Notes и Domino 6. Руководство разработчика / С. Керн [и др.]; пер. с англ. – К. : ООО

«ТИД «ДС», 2005. – 880 с.

4.Безопасность IBM Lotus Notes/Domino R7 (Е.Киселев) – 650 c.

53

УДК 538.911:539.213

ОСОБЕННОСТИ АМОРФИЗАЦИИ ИЗОЛИРОВАННОГО КЛАСТЕРА NI60AG40

Аспирант кафедры МФМ Фурсов Евгений Владимирович Руководитель: д-р физ.-мат. наук, проф. Косилов А.Т.

В рамках метода молекулярной динамики, с использованием многочастичного потенциала межатомного взаимодействия на модели кластера Ni60Ag40 диаметром 40 Å исследована эволюция структуры в процессе закалки. Проведен статистико-геометрический анализ структурных перестроек. Показано, что в образовании перколяционного кластера из взаимопроникающих и контактирующих между собой икосаэдров, для модели свободного кластера, задействовано до 68 % атомов

Введение

Всвязи с развитием нанотехнологий и ростом потребности промышленности в создании новых устройств [1], в последние десятилетия наблюдается повышенный интерес к изучению свойств металлических частиц нанометрового диапозона. Известно, что нанокластеры резко отличаются химической активностью, механическими, магнитными, а так же другими свойствами от объемных материалов. Изучение структуры свободных наночастиц лежит в основе понимания специфичности их свойств. Но несмотря на обширные исследования различными экспериментальными и теоретическими методами [2, 3], полного понимания процессов структурной эволюции до сих пор не наблюдается.

Вэтой работе с целью установления закономерностей организации атомной структуры при аморфизации двухкомпонентных систем типа металл-металл проведен статистико-геометрический

икластерный анализ модели кластера Ni60Ag40 диаметром 40 Å в процессе закалки из расплава со

скоростью 4,4ּ1012 K/с.

Описание модели

Структура кластера формировалась путем случайного расположения атомов с последующей статической релаксацией (СР) системы. Далее

атомам сообщались скорости

при температуре

T = 2300 K в соответствии с

распределением

Максвелла. Методика молекулярно-динамического расчета заключалась в численном интегрировании ньютоновских уравнений движения с временным шагом t = 1,5 фс по алгоритму Верле в скоростной форме [4]. При указанной температуре система выдерживалась в течение 3000 временных шагов. После этого на протяжении 3000 временных шагов проводился адиабатический отжиг. Циклическая процедура закалки представляла собой ступенчатое понижение температуры на ΔT = 20 K, поддержанию этой температуры в системе на протяжении 1000 t и последующему отжигу в адиабатических условиях на протяжении 2000 t. Продолжительность одного цикла составляла 3000 t, что равно 4,5 пс. Скорость закалки, таким

образом, составила

4,4ּ1012 K/с.

Усреднение

термодинамических

характеристик

системы

проводилось в течение последних 1000

t каждого

цикла. После каждого цикла систему методом статической релаксации переводили в состояние с T = 0, предоставляя атомам возможность занять равновесные положения в локальных потенциальных ямах. Для статически релаксированных моделей рассчитывались потенциальная энергия U0, произведение давления на объем P0V и проводился структурный анализ. Такая процедура позволяла проводить детальный анализ структурной перестройки системы на всех этапах ее эволюции.

Результаты и их обсуждение

Потенциальная энергия, приходящиеся на один атом модели кластера U0 изменяется непрерывно, а на графике ее производной наблюдается максимум при температуре «окружающей среды» Ti ~ 1000 K

(рис. 1).

Статистико-геометрический анализ показал, что только 11 различных многогранников Вороного, представленных в таблице 1, имеют долю более 1 % как в жидком состоянии, так и после закалки до 0 K. При этом наиболее интенсивный рост (от 5,0 % до 10,9 %) испытывает доля многогранников Вороного (0-0-12-0) – додекаэдров, которым соответствует координационный многогранник – икосаэдр. Изменение доли других многогранников не столь значительно. Общая доля атомов, участвующих в построении икосаэдров в процессе закалки,

Распределение для модели Ni60Ag40 координационных многогранников, доля которых превышает 1% как в расплаве, так и после закалки.

Многогран

Доля при

Доля при

ник

2300 K, %

0 K, %

(0-0-12-0)

5.049

10.930

(0-1-10-2)

7.098

8.762

(0-1-10-3)

3.119

3.029

(0-1-10-4)

1.544

3.178

(0-2-8-2)

8.583

7.187

(0-2-8-3)

2.940

3.594

(0-2-8-4)

4.722

4.960

(0-2-8-5)

1.485

2.020

(0-3-6-3)

2.911

2.257

(0-3-6-4)

8.197

6.653

(0-3-6-5)

2.079

1.871

54

Рис. 1. Зависимости потенциальной энергии приходящейся на один атом (а) модели кластера Ni60Ag40 диаметром 40 Å и ее производной (б) от температуры «окружающей среды» T в условиях охлаждения из

расплава со скоростью 4,4ּ1012 K/с.

Изменяется от 45,6 % до 69,7 % для модели кластера. Таким образом в исходной модели кластера при 2300 K каждому икосаэдру в среднем принадлежит 9,1 атомов, после закалки это число уменьшилось до 6,4 за счет увеличения доли взаимопроникающих и контактирующих икосаэдров. Также следует отметить, что в центрах 99 % икосаэдров находятся меньшие по размеру атомы никеля.

Из представленных на рис. 2 зависимостей видно, максимальная скорость роста числа икосаэдров (точки перегиба) приходится на температуру T ~ 1000 K.

изолированного кластера диаметром 40 Å.

Заключение

Проведенный в настоящей работе анализ эволюции атомной структуры кластера Ni60Ag40 диаметром 40 Å в процессе закалки, показал, что основой структурной перестройки при стекловании является образование перколяционного кластера из взаимопроникающих и контактирующих между собой икосаэдров, в центрах которых преимущественно располагаются атомы Ni.

Литература:

1.W. Fahrner, Nanotechnologie und Nanoprozesse. Berlin: Springer, 2003.

2.J.P.K. Doye and S.C. Hendy, Eur. Phys. J. D, 22, 99,

(2003).

3.P. Moriarty, Rep. Prog. Phys., 64, 297, (2001). Verlet L. Computer Experiments on Classical Fluids. I.

Thermodynamic Properties of Lennard-Jones Molecules / L. Verlet // Phys. Rev.- 159.- 1967.- p.98-103

Рис. 2. Зависимость от температуры окружающей среды T числа атомов Ni, находящихся в центрах икосаэдров и общего числа атомов N’i, задействованных в построении икосаэдров в модели

55

УДК 621.74

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТОПОРОШКОВОГО

ИРЕНТГЕНОВСКОГО МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОТЛИВКИ «КОРПУС»

ВУСЛОВИЯХ ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ

Студент группы ЛП-081 Комарова Елена Владимировна Руководитель: канд. техн. наук, доц. Печенкина Л.С.

В работе исследовались возможности магнитопорошкового и рентгеновского методов контроля для выявления дефектов в отливке «Корпус»

Основным принципом управления качеством продукции является комплексный, системный подход, позволяющий учесть во взаимодействии условия и факторы, влияющие на качество, объединить разрозненные мероприятия в систему, обеспечить эффективность управленческих решений. Работу по повышению качества литья на предприятии ведут на основе ряда научно обоснованных комплексных мероприятий, которые предусмотрены системой управления качеством продукции [1].

Номенклатура базового предприятия преддипломной практики ОАО ВАСО (г. Воронеж) содержит большое количество стальных отливок ответственного назначения сложной конфигурации. Из этой номенклатуры была выбрана отливка – представитель из стали 35ХГСЛ.

Отливка «Корпус» массой 0,5 кг и точностью 9-9-10-8 ГОСТ 26645-85, к которой предъявляются требования повышенной износостойкости, относится к пятой группе сложности. Отливка подвергается магнитопорошковому и стопроцентному рентгеновскому контролю. «Корпус» проходит термическую обработку – нормализацию при температуре 870 – 890 ° С. При внешнем осмотре блоков не допускаются трещины, утяжины и другие дефекты. У нее контролируются размеры, химический состав, механические свойства. На рисунке 1 показана схема процесса изготовления отливки «Корпус» с указаниями этапов, на которых отливка подвергается контролю.

В намагниченной детали в зоне нарушения сплошности (дефекта) происходит перераспределение магнитного потока, в результате чего часть его выходит на поверхность. Этот метод позволяет обнаружить тонкие, невидимые глазом поверхностные дефекты материала типа трещин (закалочных, сварочных, шлифовочных, усталостных, штамповочных, литейных и других), волосовин, флокенов, закатов, заковов, надрывов, рихтовочных трещин, некоторых видов расслоений и другое. Необходимыми условиями проведения магнитопорошкового контроля являются наличие доступа к контролируемой поверхности, достаточного для подвода намагничивающих устройств и еѐ визуального осмотра, а также соответствие магнитных характеристик материала требованиям. Чувствительность метода может регулироваться путѐм изменения способов контроля, режимов намагничивания контролируемых деталей, способов нанесения

магнитного порошка, способов освещения контролируемой поверхности, свойств магнитного порошка и его концентрация в суспензии и другое.

Вкачестве индикаторов дефектов в магнитопорошковой дефектоскопии применяют чѐрные и магнитолюминесцентные индикаторные материалы. Усовершенствованная технология приготовления и современное оборудование позволяют использовать индикаторные материалы с относительно высокими дефектоскопическими свойствами.

Взависимости от магнитных свойств материала контролируемых деталей, от требуемой чувствительности контроля, а также от особенностей используемого оборудования применяются два способа магнитного контроля: способ приложенного поля (СПП) и способ остаточной намагниченности (СОН).

При использовании СПП обработка деталей осуществляется во время действия магнитного поля на контролируемую деталь. При использовании СОН обработка деталей проводится после выключения намагничивающего поля.

Осмотр внутренних полостей должен проводиться с помощью специальных устройств - разведчиков внутренних полостей (РВП), эндоскопов.

Осаждение магнитного порошка при магнитопорошковом контроле может происходить как в местах, имеющих несплошность материала, так и в местах, где несплошность материала отсутствует. По результатам исследований принимается решение о годности деталей с аналогичным осаждением порошка. Все детали, прошедшие магнитопорошковый контроль и признанными годными по его результатам, должны быть подвергнуты размагничиванию. При магнитопорошковом контроле внутренних дефектов не обнаружено.

Рентгеновские методы дефектоскопии применяют для обнаружения внутренних дефектов (нарушений сплошности и однородности) деталей, а также для контроля местоположения внутренних полостей и стенок литых деталей. Рентгеновский контроль необходимо проводить только в местах деталей, доступных для просвечивания. Доступность просвечивания определяется по чертежу детали или эксперементально [2].

Рентгенограммы рассматриваются в проходящем свете. Участки рентгенограммы

различной

плотности

сопоставляются

с

56

соответствующими

участками

детали.

Для

900 мм, сила тока – 8 мА для обоих стенок,

проведения просвечивания рентгеновскую

плѐнку

напряжение – 140 кВ для первого участка, 90 кВ –

помещают

в

специальную

кассету

или

для второго участка. Время просвечивания первого

светонепроницаемый конверт из

неактиничной

участка – 3 минуты, а второго – 2 минуты. После

бумаги.

Также

применяют

металлические

механической обработки детали цехом 34 без

усиливающие экраны – свинцовую, медную или

видимых

дефектов

подвергают

100

%

оловянную фольгу толщиной 0,02 – 0,2 мм, а также

рентгеновскому контролю всю деталь. На рисунке 3

люминесцентные усиливающие экраны, помещая их

показаны места образования возможных дефектов.

в кассету вместе с плѐнкой. Оптимальные режимы

 

 

 

 

 

просвечивания определяют по графикам экспозиций

 

 

 

 

 

с помощью рентгеновского экспонометра или

 

 

 

 

 

экспериментально подбором анодного напряжения,

 

 

 

 

 

анодного

тока и

времени экспозиций. Отливка

 

 

 

 

 

«Корпус» подвергается 100 % рентген – контролю.

 

 

 

 

 

На рисунке 2 показан эскиз детали с разметкой мест,

Рис.

2. Эскиз

детали с разметкой

мест,

подлежащих рентген – контролю. В отливке

подлежащих рентген – контролю

 

просвечивают через две стенки заштрихованную

 

часть.

 

Рис. 1. Схема технологического процесса изготовления отливки «Корпус»

На ОАО ВАСО (г. Воронеж) деталь просвечивается аппаратом РУП – 300, с использованием плѐнки РТ – 5. Размеры плѐнки – 15 × 6 – первый участок и 15 × 6 – второй участок. Количество снимков – 2. Усиливающим веществом является фольга. Фокусное расстояние составляет

Рис. 3. Места образования дефектов отливки «Корпус»

После механической обработки на поверхности детали «Корпус» обнаружились видимые дефекты – раковины диаметром от 0,8 до 2,0 мм и поры диаметром от 0,5 до 1,0 мм. Так как деталь ответственного назначения, то присутствие таких дефектов невозможно и отливка признаѐтся бракованной. Для устранения их появления было принято отверстия диаметром 12 мм получать механической обработкой, так как вокруг них образуется наибольшее скопление газовой пористости. Образование дефектов вокруг центрального отверстия разрешается по установленному эталону допустимой рыхлоты.

После прохождения всех видов операционного контроля отливка направляется на окончательный контроль. При окончательном контроле проверяются геометрические размеры отливки, указанные в литейном чертеже; одновременно просматриваются контрольные свидетельства и устанавливается годность отливки по химическому составу, механическим качествам материала, рентгеновскому и магнитопорошковому контролю.

На основании изложенного для более полного контроля, а так же лучших условий труда, целесообразно заменить действующий аппарат рентгенконтроля новым, что и предложено в дипломном проекте. Для реализации поставленной задачи проведен обзор современных аппаратов и предложены варианты более усовершенствованного оборудования. Например компьютерная рентгеновская томография (КТ) позволяет обнаруживать и измерять трехмерные микроскопические низкоконтрастные дефекты, такие как трещины, поры и раковины. Рекомендуется применять установки v|tome|x серии L (L240, L300, L450). Оптимальным вариантом

57

служит томограф v|tome|x L300. Он оборудован

В организации технического контроля важную

абсолютно

новой однополярной микрофокусной

роль играет уровень механизации, автоматизации,

рентгеновской трубкой 300 кВ/500 Вт, позволяющей

компьютеризации и проведения контрольных

выполнять КТ сильно поглощающих образцов с

операций и обработки их результатов. Внедренные

особо высоким увеличением. Также можно

изменения в системе технического контроля, а

использовать X – Cube – универсальный

также изменение конструкции отливки позволят

радиоскопический комплекс с напряжением до 225

повысить качество контроля отливок, уменьшить

кВ для выборочного контроля и контроля

время на обработку исходных данных, сократить

небольших партий изделий из стали. X-Cube

время на освоение новых технологий и высвободить

Compact может быть оборудована рентгеновскими

рабочие места, что в условиях современного

трубками с напряжением 160 кВ или 225 кВ,

производства играет важную роль.

различными

манипуляторами грузоподъемностью

 

до 100 кг. На рисунке 4 представлен универсальный

Литература

радиоскопический комплекс X – Cube.

 

 

 

1 Каблашова И. В. Управление качеством на

 

 

предприятии машиностроения: учеб. пособие для

 

 

вузов / И. В. Каблашова. – Воронеж: Воронеж. гос.

Техн. Ун – т, 2005. – 172 с.

2 Кокорева И. Рентгеновские методы неразрушающего контроля / И. Кокорева // Электроника. – 2007. № 5. – С. 84 – 93.

Рис. 4. Универсальный радиоскопический

комплекс X – Cube

58

УДК 621.396

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ ДВУХМЕРНОЙ ВНЕШНЕЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ

Студент группы РТ-091 Спажакин Михаил Игоревич Руководитель: д-р техн. наук, доц. Останков А.В.

Предложена методика расчета направленных свойств дифракционной антенны вытекающей волны. Использовано понятие плоского коэффициента направленного действия. На примере дифракционной антенны вытекающей волны проиллюстрирован расчет плоского коэффициента направленного действия

Коэффициент направленного действия (КНД) – интегральная величина, характеризующая диаграмму направленности антенны в целом. КНД показывает, во сколько раз мощность излучения ненаправленной (изотропной) антенны больше чем мощность излучения направленной антенны при условии сохранения постоянного модуля вектора Пойнтинга в точке наблюдения [1].

В случае дифракционной антенны поверхностной волны предложенная модель [2] позволяет найти диаграмму направленности лишь в одной плоскости. Для учета направленных свойств антенны было предложено воспользоваться понятием плоского КНД (ПКНД).

На рисунке 1 представлено пространственное изображение излучающего раскрыва антенны (металлическая гребенка с отрезком диэлектрического волновода). Гребенка расположена таким образом, что известная плоская ДН находится в горизонтальной плоскости Θ. В вертикальной плоскости υ ДН неизвестна. Отсчет углов Θ, υ осуществляется от нормали к плоскости гребенки.

Рис. 1. Пространственное изображение излучающего раскрыва

Сучетом сказанного выше для

нахождения КНД (D0) в направлении максимума излучения следует воспользоваться следующим выражением (1):

 

90

180

F 2 ( , ) cos( )d d , (1)

D0 4 /

 

 

90 180

где F2 – нормированная диаграмма направленности по мощности. Данное выражение получено исходя из следующих соображений: необходимо отыскать мощность излучения направленной антенны и сравнить с мощностью излучения гипотетически изотропного излучателя при условии постоянства модуля вектора Пойнтинга в направлении максимума излучения. Для расчета мощности излучения направленной антенны необходимо проинтегрировать модуль вектора Пойтинга по поверхности сферы SR радиуса R согласно (2):

PI

 

 

dS ,

(2)

 

 

 

SR

 

 

где Π – модуль вектора Пойнтинга, dS – элемент поверхности сферы. Согласно рисунку 1, элемент поверхности сферы dS может быть найден в соответствии с выражением (3):

dS Rcos( )d Rd

(3)

Для нахождения мощности излучения гипотетически изотропного излучателя целесообразно воспользоваться выражением (4):

PI _ I

2

0

 

 

4 R

,

(4)

где Π0 – модуль вектора Пойнтинга в направлении максимума излучения направленной антенны. Для нахождения КНД необходимо разделить значение мощности излучения изотропного излучателя PI_I на значение мощности излучении направленной антенны PI – выражение

(1).

Аналогичные вычисления можно произвести и для ПКНД с учетом некоторых дополнительных рассуждений: следует говорить не о мощности излучения PI (Вт), а об удельной мощности излучения PI_U (Вт/м). Для получения удельной мощности излучения изотропного излучателя необходимо спроецировать объемную диаграмму направленности на плоскость (Θ), в которой известна ДН направленной антенны. Проекцией объемной ДН изотропного излучателя на плоскость Θ, очевидно, является окружность. На рисунке 2 представлены плоская ДН изотропного излучателя (красный) и плоская ДН дифракционной антенны (синий). Для расчета ПКНД выражение (1)

59