О чем важно знать при выборе технического журнала для публикации

Авторы: Котов А.В.

Обучение в аспирантуре предусматривает обязательную публикацию результатов исследований как в сборниках международных научно-практических конференций, так и в рецензируемых журналах из перечня ВАК. При этом тематика издания должна строго соответствовать профилю научной специальности.

Особую ценность представляют бесплатные журналы с высоким рейтингом. Как показывает практика, платные издания зачастую проявляют меньший интерес к научной значимости материалов и принимают практически любые работы, которые порой сложно отнести к научным. Так, например, мной была отозвана из одного платного ВАК-журнала статья стороннего автора, которая оказалась полной копией моей собственной работы. Данному случаю посвящен отдельный пост «Как я отозвал статью-плагиат: личный опыт борьбы с недобросовестными заимствованиями». Поэтому приоритетным для публикации я считаю именно бесплатные издания.

Еще до поступления в аспирантуру мной был сформирован перечень потенциальных журналов как в Беларуси, так и в России. В этот список входили три издания: «Горная механика и машиностроение», «Тракторы и сельхозмашины» и «Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)». О каждом из них стоит рассказать подробнее, отметив ключевые особенности и сложности, с которыми пришлось столкнуться.

Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)

Данный журнал является бесплатным и входит в базу Scopus. До сентября 2020 года он издавался под названием «Вестник Донского государственного технического университета». Журнал предъявляет достаточно высокие требования к оформлению рукописей, с которыми можно ознакомиться на официальном сайте. Подача материалов осуществляется через личный кабинет.

Метод обратного кинематического синтеза плоского рычажного механизма

Авторы: Котов А.В., Кроль Д.Г., к.ф.-м.н., доцент

Введение

Кинематический синтез плоского рычажного механизма заключается в определении параметров его кинематической схемы по заданным условиям движения ведомого звена. Одной из разновидностей этой задачи является синтез механизма, воспроизводящего заданную траекторию движения определенного звена или точки [1]. Такие механизмы до сих пор остаются востребованными во многих отраслях машиностроения [2 - 4], а их оптимальное проектирование непосредственно связано с постановкой и решением задачи кинематического синтеза.

Несмотря на постоянное развитие и совершенствование методов кинематического синтеза плоских рычажных механизмов, не существует единого подхода к решению данной задачи. Известные графические методы [5] эффективны только для простейших плоских рычажных механизмов и практически не применимы для многозвенных механизмов. Графоаналитические методы [6] кинематического синтеза разрабатываются под решение задач для конкретных рычажных механизмов и, как правило, не обладают высокой гибкостью в решении других задач. Известные аналитические методы [7 - 9] кинематического синтеза многозвенных рычажных механизмов в подавляющем большинстве достаточно сложны, громоздки и могут использовать оптимизационные алгоритмы, недоступные для подробного изучения. Поэтому разработка новых, наглядных и универсальных методов кинематического синтеза плоских рычажных механизмов, способных легко адаптироваться в специализированных математических пакетах и языках программирования, все еще представляет важную научную и практическую задачу.

Традиционно при решении задачи кинематического синтеза о воспроизведении заданной траектории движения точки плоского рычажного механизма предварительно решается прямая задача кинематики, по результатам которой формируется некоторая целевая функция. Как правило, в качестве такой целевой функции выступает невязка координат полученной расчетной траектории шатунной кривой некоторой точки с требуемой траекторией [10] или их среднеквадратичное отклонение [11]. Встречаются работы, в которых в качестве целевой функции выступает функция, учитывающая одновременно квадраты разниц между площадями описываемых областей, и длины желаемой и текущей траекторий [12]. Минимизация сформированной целевой функции достигается с помощью того или иного оптимизационного алгоритма за счет подбора рациональных длин подвижных звеньев, а в некоторых случаях и координат размеров стойки. Используемые для решения прямой задачи кинематики классические методы, в подавляющем большинстве основаны на методе замкнутых векторных контурах Зиновьева [13, 14] и требуют значительных математических выкладок. Но, как показывает практика [15] чем меньшее число аналитических выражений будет заложено в математическую модель механизма, тем более эффективно происходит поиск оптимального решения при его кинематическом синтезе.

Аналитический вывод формулы пересечения двух отрезков

Авторы: Котов А.В.

Разбирая как-то на днях свои бумажные записи, я наткнулся на вывод аналитического выражения для определения радиус-вектора точки пересечения двух отрезков. Данную итоговую формулу я представил в своей работе «Аналитический способ определения особых точек при исследовании плоских рычажных механизмов сложной структуры» на МНТК в 2025 году.

Задача решалась в рамках необходимости проведения силового анализа плоских рычажных механизмов сложной структуры с помощью особых точек (точек Ассура). Вывод формулы тогда в моей статье, ввиду ограничения по объему работы, не приводился. И я, честно говоря, уже забыл о ней.

Но вот, освежив немного память и разобрав записи, я решил выложить этот вывод у себя на блоге, чтобы он остался навсегда и не затерялся в стопке залежавшихся бумаг на полке.

Расчетная схема к выводу аналитической формулы для нахождения точки пересечения двух отрезков приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Расчетная схема для нахождения точки пересечения

Для вывода аналитического выражения нам понадобятся две формы записи уравнений прямой из аналитической геометрии.

Метод обратного кинематического синтеза: как все начиналось #2

Авторы: Котов А.В.

После того как я вооружился несколькими оптимизационными алгоритмами (о чем я рассказывал в первой части), я приступил к непосредственному изучению предметной области. Начал, естественно, с классики – монументального труда Артоболевского И.И. «Синтез плоских механизмов» (М., 1959). Затем перешел к современным научным работам.

Рисунок из открытых источников

В результате я увидел, что в зависимости от задачи, решение идет по разным направлениям: кинематический синтез, динамический синтез и другие. Задач оказалось очень много, охватить все не представлялось возможным. Поэтому я решил начать с малого – с кинематического синтеза.

🎯 Постановка задачи

Из всего многообразия задач меня заинтересовал класс задач о воспроизведении заданной траектории какой-либо точки выходного звена механизма.

Алгоритм решения таких задач выглядит довольно просто: описывается кинематика механизма; определяется траектория для интересующей точки; она сравнивается с заданной траекторией; в качестве целевой функции принимается отклонение этих траекторий; задача решается численно с помощью оптимизационного алгоритма за счет изменения длин звеньев и координат опор.

Таких задач оказалось достаточно много, что говорит о высоком научном интересе к ним. Подходы к решению различаются и связаны с вычислением функциональной зависимости между расчетной и заданной траекториями. Я изучил материал и начал размышлять, что можно предложить нового в этом направлении.

Как я защитил свои формулы от редакторской правки

Авторы: Котов А.В.

К написанию данной заметки меня подтолкнула моя последняя публикация в журнале из списка ВАК – «Оптимизационный синтез плоских рычажных механизмов по углу давления».

Как вы уже знаете, при описании плоских рычажных механизмов я использую две математические модели, построенные на основе векторных величин или комплексных чисел. В моделях с векторами при описании кинематики или проведении силового анализа я часто применяю различные векторные операции – от векторного произведения до двойного векторного. Эти операции требуют строгой математической записи, и традиционно в качестве знака векторного умножения я использовал символ «×» (крестик). Во всех моих предыдущих работах, включая последнюю статью, применялось именно это обозначение.

Проблема: редакторская правка, которая меняет смысл

Однако практика показывает, что символ «×» иногда ошибочно воспринимается редакциями журналов как обычное умножение. В результате при подготовке публикации его заменяют на точку «·» или вовсе убирают из формулы. В этом случае математический смысл выражения полностью теряется, и расчет по формуле становится невозможным.

Я уже знаком с этой особенностью, поэтому всегда оставляю для редакции комментарий (в письме или на сайте электронного журнала) с просьбой не вносить изменения в определенные формулы.

Но, во-первых, не все журналы присылают рукопись на финальную вычитку. А во-вторых, если работа отправлена на конференцию, вычитка вообще не предусмотрена, а правки вполне могут быть.

Метод обратного кинематического синтеза: как все начиналось #1

Авторы: Котов А.В.

Одна из ключевых глав моего диссертационного исследования посвящена разработке нового метода синтеза плоских рычажных механизмов. Казалось бы, что здесь можно придумать нового? Ведь тема изучена вдоль и поперек.

Действительно, если проанализировать современные научные работы, большинство решений в этой области в настоящее время сводится к совершенствованию уже существующих оптимизационных алгоритмов. Исследования движутся в направлении ускорения поиска экстремума целевой функции и повышения точности для многоовражных функций. Но по сути - это эволюция инструмента, а не изменение подхода.

Долгое время я не знал, как подступиться к этой теме, откладывая ее на потом. Но время шло, и нужно было что-то делать.

⚙️ Начало пути: погружение в оптимизацию 

Я начал с анализа существующих оптимизационных алгоритмов, надеясь предложить что-то новое или усовершенствовать старое. Благо, определенные навыки программирования у меня были — писать и читать алгоритмы я умею.

Как вы, наверное, заметили, все свои расчеты я веду в математическом пакете PTC MathCAD. Этот программный продукт обладает встроенными функциями для поиска экстремума — minimize() и maximize(). Работа с ними довольно проста и интуитивно понятна. Я уже решил с их помощью несколько практических задач. Однако эти функции представляют собой «черный ящик» - без возможности вмешательства в процесс поиска решения и влияния на него (за исключением выбора метода: квазиньютоновский или сопряженных градиентов).