DSpace Зібрання:http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360272024-03-29T23:57:52Z2024-03-29T23:57:52ZCalculation of the stress – strain state of blades made of polymer composite materials of starting turboexpanders in resonance zonesНаконечний, Юрій ІвановичЯрема, Ігор ТеодоровичБатюк, Віталій ВасильовичNakonetchnyi, YuriiYarema, IhorBatiuk, Vitaliihttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360442023-10-14T07:16:08Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Calculation of the stress – strain state of blades made of polymer composite materials of starting turboexpanders in resonance zones
Автори: Наконечний, Юрій Іванович; Ярема, Ігор Теодорович; Батюк, Віталій Васильович; Nakonetchnyi, Yurii; Yarema, Ihor; Batiuk, Vitalii
Короткий огляд (реферат): Приведено огляд успішного застосування сучасних композиційних матеріалів для виготовлення лопаток турбін в авіаційних газотурбінних двигунах, осьових шахтних та доменних компресорах. Проаналізовано основні їх переваги порівняно з металевимии: невелика питома вага, що зменшує напруження розтягування від відцентрових сил; добріі демпфуючі властивості; висока технологічність; менш небезбечний характер їх руйнування, який пояснюється тим, що за низьких температур пластмасові лопатки руйнуються на дуже дрібні частинки й не пошкоджують корпус та інші деталі, як це буває з металевими лопатками. Виконано аналітичні розрахунки напружень від згинання та розтягування відценровими силами, які виникають у матеріалі пера та замкової частини пластмасових лопаток пускових турбодетандерів, що працюють на перепадах тиску природного газу за температур від +20 до -400С і виготовлені зі склонаповненого поліаміду ПА-66КС високопродуктивним методом лиття під тиском. При розрахунку напружень у замковій частині лопаток враховано можливість послаблення замкового з’єднання внаслідок зміни величини контактних напружень на поверхні зубців замкової частини від попереднього натягу та від зміни температури, отримано графік сумарного розподілу цих контактних напружень. Розраховано, також перші (найнижчі й найнебезпечніші) частоти власних згинальних та крутних коливань пластмасових лопаток, оскільки при деяких (резонансних) числах обертів ротора амплітуди коливань лопаток можуть бути настільки великими, що відбудеться їх руйнування. Результати розрахуків показують, що власні частоти коливань пластмасових лопаток пускових турбодетандерів лежать за робочим діапазоном кутових швидкостей ротора, отже немає загрози резонансних явищ. Обгрунтовано можливість успішного застосування склонаповненого поліаміду для виготовлення робочих та напрямних лопаток пускових турбодетандерів та їх успішної експлуатації на компресорних станціях магістральних газопроводів.; An overview of the successful application of modern composite materials for the manufacturing of turbine blades of aircraft gas turbine engines, axial mine and blast furnace compressors. Their main advantages of these materials in comparison with metal are analyzed. Analytical calculations of stresses arising in the material of plastic blades of starting turboexpanders are carried out. The possibility of successful application of glass-filled polyamide for the manufacturing of moving and guide blades of starting turboexpanders and their successful operation at compressor stations of main gas pipelines is substantiated.2021-06-22T00:00:00ZAutomated planning of the optimal movement trajectories of mobile mechatronic devicesКирилович, Валерій АнатолійовичМельничук, Петро ПетровичДімітров, Любомир ВанковКрижанівська, Ілона ВолодимирівнаKyrylovych, ValeriiMelnychuk, PetroDimitrov, LubomirKryzanivska, Ilonahttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360462021-12-16T15:47:19Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Automated planning of the optimal movement trajectories of mobile mechatronic devices
Автори: Кирилович, Валерій Анатолійович; Мельничук, Петро Петрович; Дімітров, Любомир Ванков; Крижанівська, Ілона Володимирівна; Kyrylovych, Valerii; Melnychuk, Petro; Dimitrov, Lubomir; Kryzanivska, Ilona
Короткий огляд (реферат): Висвітлено результати сумісного (комплексного) використання загальнодоступних та найбільш відомих алгоритмів, що мінімізують довжину та/або гладкість реалізованих траєкторій переміщення мехатронного мобільного пристрою (ММП) як певного аналога технологічної роботи зованого комплекту. Аналізовані алгоритми та їх програмна реалізація знаходиться у вільному доступі. Запропоновано структуру інформаційного забезпечення, що передбачає автоматизовану сумісну реалізацію алгоритмів. Результати переміщення ММП за знайденими траєкторіями відтворені на 3-ох технологічно значущих її (траєкторії) ділянках з урахуванням аналізованої сцени. Основними вимогами, які при цьому забезпечуються, є безперешкодність (безколізійність), безрозривність та плавність. Для підвищення продуктивності та автоматизованої реалізації аналізованих алгоритмів мовою програмування С++ розроблено програмний продукт (ПП) LSTr. Для його повноцінного функціонування використано графічну бібліотеку Open GL (Open Graphics Library), крос-платформовий інструментарій QT, бібліотеку OMPL (Open Motion Planning Library), бібліотеку Assimp (Open Asset Import Library) та програму Sketch Up. Представлено структурну схему функціонування розробленого ПП LSTr, що демонструє взаємозв’язок вказаних прикладних пакетів програмування. Розроблено інформаційне поле з виділеними ділянками, що функціонально є технологічно значущими при роботі ПР. Для розв’язування тестових задач створено кінцеву множину сцен, кожна з яких розглядається як аналог певної ГВК з її конструктивно-планувальними характеристиками та параметрами. Кожна сцена включає в себе простір стану та параметри перешкод, ММП та ОМ, початкові та кінцеві координати точок переміщення ММП. Робота ПП LSTr проілюстрована для однієї із сцен. При цьому для побудови траєкторії за вибором користувача використовується будь-яка кількість алгоритмів. Отримані результати представляються кількісними значеннями довжини та/або гладкості, а також візуалізацією траєкторії. Після їх (результатів) співставлення приймається рішення щодо їх оптимальності на множин із згаданих вище ділянок. Використання аналізованої множини вказаних алгоритмів на множин і розглянутих ділянок та згенерованих на них траєкторій за отриманими результатами дозволяє диференційовано підходити до використання різних алгоритмів на різних ділянках траєкторій. Визначено наукову новизну роботи та її практичне значення для визначених подальших досліджень.; The compatible work is considered and the obtained results of the known algorithms generating unobstructed trajectories of different length and smoothness are investigated. Their operation is performed within the framework of the developed software product LSTr. The use of the analyzed set of these algorithms on the set of considered sections of the generated trajectories according to the obtained results allows a differentiated approach to the use of different algorithms on different sections of trajectories, determined by the accepted criteria of length and / or smoothness. The scientific novelty of the work and its practical significance in this area of research are determined.2021-06-22T00:00:00ZMechanical and mathematical modeling of the load movement on the thread wound on cylindrical drum with movable axisПодлєсний, Сергій ВолодимировичДорохов, Микола ЮрійовичСтадник, Олександр МиколайовичЄрфорт, Юрій ОлександровичPodliesnyi, SerhiiDorokhov, MykolaStadnyk, OleksandrYerfort, Yuriihttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360452021-12-16T15:47:17Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Mechanical and mathematical modeling of the load movement on the thread wound on cylindrical drum with movable axis
Автори: Подлєсний, Сергій Володимирович; Дорохов, Микола Юрійович; Стадник, Олександр Миколайович; Єрфорт, Юрій Олександрович; Podliesnyi, Serhii; Dorokhov, Mykola; Stadnyk, Oleksandr; Yerfort, Yurii
Короткий огляд (реферат): Розглянуто механiчну систему стріла та барабан, на який намотано трос з вантажем. Полiспаст замiнено тросом незмiнної довжени, крюкова система, стропи та вантаж приведено до єдиної маси. Маси частин механiзму пiдйому, що обертаються, зведенi до оголовка стрiли. Отримано нелiнiйнi диференціальні рівняння руху механічної системи за допомогою рiвнянь Лагранжа друго роду. Вона має три ступеня вільності, два з яких циклічні. Для аналізу використано чисельні методи. Досліджено вплив кутової швидкостi стрiли та кутової швидкостi барабана на рух вантажу. Побудовано графiки залежностi головних параметрів системи за часом, траєкторії, фазові портрети та амплiтудно-частотнi характеристики, коли вантаж пiдiймається або рухається додолу. За певних умов можлива хаотична поведінка системи. Слід відзначити, що вертикальні коливання вздовж вертикальної осі відбуваються у два рази швидше, ніж горизонтальні. Положення вантажу, його швидкість та прискорення дозволяють знайти величину натягу підйомного каната у будь-який момент часу, наприклад, за допомогою принципу Даламбера. Натяг діє як на вантаж, так і на оголовок стріли крана, що є суттєвою умовою забезпечення стійкості баштового крана, дозволяє визначити безпечні режими підйому або опускання вантажу та навантаження на привод механізму. Існування горизонтальної складової натягу троса при просторовому сферичному русі вантажу суттєво ускладнює вирішення завдання. Одним із способів уникнення цього негативного явища буде введення управління величиною приводного моменту, який регулює приріст довжини каната за допомогою зміни кутової частоти обертання барабана. Вирішення завдання також можливо пов’язати з введенням додаткових ступенів вільності, таких, як обертання башти крана або його горизонтального переміщення, а також введення механізмів автоматичної зміни довжини кріплення вантажу, що визначає напрями подальших удосконалень.; A mechanical system, where the load in the form of material point is suspended on inextensible thread screwed on the rotating cylindrical drum, but the drum is connected to the boom rotating around fixed horizontal axis is considered. Using the Lagrange equation of the second kind, a mathematical model of the motion of the mechanical system is obtained. The system has three degrees of freedom, two of which are cylindrical. The investigation of the system motion is carried out using computer technology. As a result, the dependences of linear and angular coordinates and velocities in time at different values of the output data for two main modes of the system operation, namely – under the conditions of lifting and lowering the load are obtained. Appropriate graphs are constructed, including the trajectories of the cargo motion. The mathematical model takes into account nonlinearities of the system and allows you to find the amount of tension of the hoisting rope at any time. The analysis showed that vertical oscillations occur twice as fast as horizontal ones. The phase portrait of the generalized coordinate (angle of the rope with the vertical axis) is the focus, which is untwisted when lifting due to nonlinearity in the system, and when the load moves down, the focus, which twists and approaches the mathematical pendulum is obtained. The obtained results can be used in modeling of controlled pendulum motions for different mechanical systems. The methodology and program are recommended to the students and graduate students in terms of learning the principles of construction and analysis of complex nonlinear dynamical systems.2021-06-22T00:00:00ZInvestigation of object manipulation positioning accuracy by Bernoulli gripping devices in robotic cellsСавків, Володимир БогдановичМихайлишин, Роман ІгоровичПісьціо, Вадим ПетровичКозбур, Ігор РомановичДухон, ФрантішекХованець, ЛюбошSavkiv, VolodymyrMykhailyshyn, RomanPiscio, VadimKozbur, IhorDuchon, FrantisekChovanec, Luboshttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360422021-12-16T15:47:08Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Investigation of object manipulation positioning accuracy by Bernoulli gripping devices in robotic cells
Автори: Савків, Володимир Богданович; Михайлишин, Роман Ігорович; Пісьціо, Вадим Петрович; Козбур, Ігор Романович; Духон, Франтішек; Хованець, Любош; Savkiv, Volodymyr; Mykhailyshyn, Roman; Piscio, Vadim; Kozbur, Ihor; Duchon, Frantisek; Chovanec, Lubos
Короткий огляд (реферат): Забезпечення необхідної точності позиціонування об’єктів маніпулювання захоплювачами Бернуллі в робототехнічних комірках є актуальним завданням і може досягатися за рахунок вибору раціональних параметрів процесу захоплення. Проведено експериментальні дослідження процесу захоплення захоплювачами Бернуллі об’єктів маніпулювання при різних експлуатаційних параметрах та їх вазі. Для цього розроблена експериментальна установка, яка складається з промислового робота IRB 4600, контролера IRC5, мікроконтролера Raspberry Pi та двох мікрометрів годинникового типу. Представлено методику визначення сумарної похибки позиціонування системи «робот-захоплювач-об’єкт» що враховує похибки позиціювання промислового робота, похибки розміщення затискного пристрою та похибки базування об’єкта маніпулювання відносно осі симетрії захоплювального пристрою. Програмування промислового робота ABB IRB 1600 здіснювалось у середовищі ABB RobotStudio з метою циклічної імітації вантажно-розвантажувальної операції та визначення відхилення положення об’єкта маніпулювання після його захоплення з різної відстані. Перший цикл автоматичного режиму роботи використовувався для калібрування мікрометричних індикаторів. При цьому захоплення об’єкта здійснювалося з відстані, що дорівнювала 0.02 мм. Для кращої достовірності результатів досліджень проведено 20 циклів вимірювання для кожного зі змінюваних параметрів. У результаті встановлено, що максимальна похибка базування об’єктів не перевищує 0.4 мм. При захопленні об’єктів з відстані 0.5…1 мм середнє значення похибки базування становитиме 0.08…0.15 мм, при середньому квадратичному відхиленні – 0.025…0.035 мм. Проведено дослідження впливу зміщення Δ центру мас захоплюваного об’єкта відносно осі захоплювача Бернуллі на точність базування об’єктів. Встановлено, що при зміщеннях центру мас захоплюваних об’єктів відносно осі захоплювача Бернуллі до 20 мм максимальна похибка базування об’єктів зростає в 2.2 раза.; Ensuring the necessary accuracy of positioning the objects of manipulation of Bernoulliʼs grippers in robotic cells is an urgent task and can be achieved by choosing rational parameters of the gripping process. The article conducts experimental studies of the process of handling by Bernoulli grippers of objects of manipulation at different operating parameters and their weight. For this purpose, an experimental setup was developed, which consists of an industrial robot IRB 4600, an IRC5 controller, a Raspberry Pi microcontroller and two clock-type micrometers. The method of determining the total positioning error of the "robot-gripper-object" system is presented, which takes into account the positioning errors of the industrial robot, the errors of the gripping device and the errors of basing the object of manipulation relative to the axis of symmetry of the gripping device. The ABB IRB 1600 industrial robot was programmed in the ABB RobotStudio environment to cyclically simulate the handling operation and to determine the deviation of the position of the manipulation object after its gripping from different distances. The first cycle of automatic mode was used to calibrate the micrometer indicators, while gripping the object was carried out from a distance of 0.02 mm. For better reliability of research results, 20 measurement cycles were performed for each of the variable parameters. As a result, it was found that the maximum base error of objects does not exceed 0.4 mm. When capturing objects from a distance of 0.5…1 mm, the mean value of the base error will be 0.08…0.15 mm, with a standard deviation of 0.025…0.035 mm. The paper studies the effect of the displacement Δ of the center of mass of the gripped object relative to the axis of the Bernoulli gripper on the accuracy of the base of the objects. It is established that when the center of mass of the gripped objects is shifted relative to the Bernoulli gripper axis up to 20 mm, the maximum base error of the objects increases 2.2 times.2021-06-22T00:00:00ZTechnological systems investigation machineʼs tools with parallel structure kinematicsЄмець, Владислав ВолодимировичYemets, Vladyslavhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360432021-12-16T15:47:12Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Technological systems investigation machineʼs tools with parallel structure kinematics
Автори: Ємець, Владислав Володимирович; Yemets, Vladyslav
Короткий огляд (реферат): Досліджено структуру технологічних систем з паралельною кінематичною структурою. Завдання оптимізації розташування шляху складається з трьох наборів, а саме: набору змінних конструкцій, набір цільових функцій та набір проектних обмежень. Відповідно, завдання оптимізації спрямоване на визначення змінних конструкцій, наприклад гексапод, трипод, триглайд та інші, що характеризують шлях виготовлення поверхні з метою мінімізації або максимізації цільових функцій, що підлягають обмеженням проектування. Математична модель гексапод включає в себе зворотну і пряму кінематичні завдання. Розв’язування зворотної кінематичної задачі для гексапод зав’язане на обчисленні довжини стійок і розташуванні шарнірів при даному положенні рухомої платформи. Проведено вимірювання спектральних характеристик, якісних і кількісних показників оброблених зразків. Також виконано розрахунки по співвідношенню вихідних параметрів, режимів різання й отримання якісних характеристик Ra і T для кожного з 25 зразків. Проведено огляд кінематичних пар за класами та визначення їх функціонально-структурних характеристик, що дає змогу оцінити ступінь свободи для механізмів з кінематикою паралельної структури. Для структурного спрощення, зменшення часу та складності при виборі схеми ВКПС їх зображено у графічному вигляді кінематичних структур. Для оцінювання якості системи, а також її можливості в базовому стані виконувати покладені на неї функції складено таблицю вихідних даних, а також проведено вибірку, з якою складено матрицю даних для охоплення всього можливо діапазону вихідних параметрів, що суттєво впливає на результат. На графіках показано спектральні характеристики технологічних систем з МКПС по ділянках оброблених поверхонь зразків № 1, № 2 та № 3.; In the article examines the structure of technological systems with a parallel kinematic structure. The path location optimization problem consists of three sets, namely a set of design variables, a set of objective functions, and a set of design constraints. Accordingly, the optimization task is aimed at identifying design variables, such as hexapod, tripod, triglide, and others, that characterize the surface fabrication path in order to minimize or maximize objective functions subject to design constraints. The Hexapod mathematical model includes inverse and direct kinematic problems. The solution of the inverse kinematic problem for hexapods is tied to calculating the length of the racks and the location of the hinges at a given position of the movable platform. The spectral characteristics and qualitative and quantitative indicators of the processed samples were measured. Calculations were also performed on the ratio of initial parameters, cutting modes, and obtaining quality characteristics of Ra and T for each of the 25 samples. Kinematic pairs by class are reviewed and their functional and structural characteristics are determined, which makes it possible to estimate the degree of freedom for mechanisms with parallel structure kinematics. For Structural Simplification and reduction of time and complexity when choosing a PSKM scheme, they are shown in the graphical form of kinematic structures. To assess the quality of the system, as well as its ability to perform the functions assigned to it in the basic state, a table of output data was compiled, as well as a sample from which a data matrix was compiled to cover the entire possible range of output parameters, which significantly affects the result. The graphs show the spectral characteristics of technological systems with PSKV for the sections of the treated surfaces of samples No. 1, No. 2 and No. 3.2021-06-22T00:00:00ZSoftware of high-precision goniometric complex with artificial intelligenceЧерепанська, Ірина ЮріївнаМельничук, Петро ПетровичСазонов, Артем ЮрійовичCherepanska, IrynaMelnychuk, PetroSazonov, Artemhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360412021-12-16T15:47:24Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Software of high-precision goniometric complex with artificial intelligence
Автори: Черепанська, Ірина Юріївна; Мельничук, Петро Петрович; Сазонов, Артем Юрійович; Cherepanska, Iryna; Melnychuk, Petro; Sazonov, Artem
Короткий огляд (реферат): Викладено розроблене авторами програмне забезпечення високоточного гоніометричного комплексу зі штучним інтелектом, зокрема штучними нейронними мережами, з розширеними функціональними можливостями, який призначений для безконтактних високоточних вимірювань при попередньо виставлених навігаційних чутливих елементів, плоских кутів, пірамідальності призм, інших об’єктів виробництва, показника заломлення оптичного скла тощо. Запропонований програмний продукт володіє розширеними можливостями, зокрема дозволяє з високою точністю проводити аналіз інтенсивностей спектрального розподілу хімічних елементів у металовмісних матеріалах. Структура програмного забезпечення відтворює парадигму модульної побудови, що зумовлює гнучкість, розширюваність та змінюваність програмних компонентів. У результаті реалізовано нейромережеву обробку вимірювальної інформації, автоматичну фільтрацію за методом ковзного середнього вихідного сигналу зашумленого похибками різної природи. Алгоритми та методи обробки вимірювальної інформації розробленого програмного продукту забезпечують проведення безконтактних гоніометричних вимірювань високоточним гоніометричним комплексом зі штучним інтелектом у масштабі реального часу з похибкою кінцевих результатів при багаторазових вимірюваннях, яка не перевищує 0,08''. Низка програмних модулів програмного забезпечення розроблена мовою програмування MATLAB, що дозволяє використовувати його в якості додаткового інструментарію в комплекті з однойменним середовищем математичного моделювання, або інсталювати окремо без нього. Програмний продукт ефективно працює на персональних комп’ютерах з різними ресурсами, в умовах обмеженої оперативної пам’яті та малої обчислювальної потужності. Обрана парадигма його модульної побудови забезпечує гнучкість, розширюваність та змінюваність програмних компонентів, що вигідно відрізняє розроблене програмне забезпечення від відомих та використовуваних нині.; Software of high-precision goniometric complex with artificial intelligence developed by the authors, particularly with artificial neural networks, with advanced functionality, designed for non-contact high-precision measurements at the previous settings of navigation sensing elements, flat angles, pyramidal prisms, other production objects, refraction index of optical glass, etc. is presented in this paper. The proposed software product has advanced capabilities, particularly, allows high-precision analysis of the intensities of the spectral distribution of chemical elements in metal-containing materials. The structure of the software reproduces the paradigm of modular construction, which determines the flexibility, extensibility and variability of software components. As a result, neural network processing of measuring information, automatic filtering by the method of moving average output signal noisy by errors of different nature is implemented.2021-06-22T00:00:00ZAnalytical approach to determination of surface strengthening of chevron gearsКамчатна-Степанова, Катерина ВалеріївнаKamchatna-Stepanova, Katerynahttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360402021-12-16T15:47:21Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Analytical approach to determination of surface strengthening of chevron gears
Автори: Камчатна-Степанова, Катерина Валеріївна; Kamchatna-Stepanova, Kateryna
Короткий огляд (реферат): Виробництво великомодульних шевронних зубчастих коліс є однією з найскладніших сфер важкого машинобудування і за своїми якісними характеристикам поступається виробництву мало- та середньомодульних коліс Одне з головних завдань станкобудування є підвищення якості продукції, що випускається, в тому числі крупномодульних зубчастих передач важких металорізальних верстатів, прокатних станів, рудорозмельних млинів, крокуючих екскаваторів, підйомних машин, бурової техніки. Побудова інформаційної моделі процесів зубооброблення загартованих крупномодульних зубчатих коліс є одним із етапів управління технологічною структурою та параметрами автоматизації проектування технологічного процесу. З урахуванням принципів класифікації інформації процес зубооброблення, що автоматизується, розглядається як об’єкт управління, що складається з ряду технологічних об’єктів: вихідний матеріал (вхід об’єкта управління, кількісна і якісна характеристики поверхневого шару); модуль обробки з системою управління й технологічним оснащенням (власне об’єкт управління). Завдання оптимального управління зубообробленням формулюється як завдання вибору формоутворення, який забезпечує максимальну продуктивність із забезпеченням якісного поверхневого шару загартованих зубчастих коліс при заданій точності з урахуванням показника собівартості. Шевронні зубчасті колеса сприймають значні реверсні навантаження, коли працюють в умовах високого контактного впливу. В умовах обробки великомодульних шевронних зубчастих коліс, де діють сили різання, жорсткість недостатня, величезний вплив має вибір технологічних факторів оброблення на розмір хвилястості.; The construction of an information model of the processes of gear processing of hardened large-modular chevron gears is one of the stages of control of the technological structure and parameters of the automation of the design of the technological process. Taking into account the principles of information classification, the automated gear processing process is considered as a control object, consisting of a number of technological objects: initial material (input of the control object); environment (process conditions); gear wheel (output of the control object, quantitative and qualitative characteristics of the surface layer) The construction of an information model of the processes of gear processing of hardened large-modular chevron gears is one of the stages of control of the technological structure and parameters of the automation of the design of the technological process.2021-06-22T00:00:00ZContenthttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360392021-12-16T15:47:18Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Content2021-06-22T00:00:00ZPublishing pagehttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360382021-12-16T15:47:12Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Publishing page2021-06-22T00:00:00ZConcept of design, requirements and generalized architectures of components of the integrated onto-oriented information environment of simulation and processing of cyclic signalsЛупенко, Сергій АнатолійовичЛитвиненко, Ярослав ВолодимировичГотович, Володимир АнатолійовичЗозуля, Андрій МиколайовичНнамене, ЧізобаВоляник, Олександр ВадимовичLupenko, SerhiiLytvynenko, IaroslavHotovych, VolodymyrZozulia, AndriiChizoba, NnameneVolyanyk, Oleksandrhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360362021-12-16T15:47:06Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Concept of design, requirements and generalized architectures of components of the integrated onto-oriented information environment of simulation and processing of cyclic signals
Автори: Лупенко, Сергій Анатолійович; Литвиненко, Ярослав Володимирович; Готович, Володимир Анатолійович; Зозуля, Андрій Миколайович; Ннамене, Чізоба; Воляник, Олександр Вадимович; Lupenko, Serhii; Lytvynenko, Iaroslav; Hotovych, Volodymyr; Zozulia, Andrii; Chizoba, Nnamene; Volyanyk, Oleksandr
Короткий огляд (реферат): Обґрунтовано актуальність розроблення, а також формулювання загальних вимог та побудову узагальненої архітектури інтегрованого онтоорієнтованого інформаційного середовища моделювання й опрацювання циклічних сигналів на базі теорії циклічних функціональних відношень. Це дозволило ефективно системно вирішити цілий спектр важливих методологічних, методичних та технологічних завдань у галузі моделювання та опрацювання циклічних сигналів. Зокрема, суттєво спростило, інтенсифікувало (автоматизувало) та підвищило ступінь достовірності процедури розроблення математичного й програмного забезпечення інтелектуалізованих систем для потреб медицини, техніки та економіки. Сформульовано основні завдання розроблення та розроблено узагальнену архітектуру інтегрованого онтоорієнтованого інформаційного середовища моделювання й опрацювання циклічних сигналів. Сформульовано вимоги та розроблено узагальнені архітектури таких складових інтегрованого онтоорієнтованого інформаційного середовища моделювання та опрацювання циклічних сигналів: інформаційної онтоорієнтованої довідкової системи в галузі моделювання та опрацювання циклічних сигналів; бази знань інтегрованого інформаційного середовища, ядром якої є онтологія предметної області «Моделювання та опрацювання циклічних сигналів у рамках теорії циклічних функціональних відношень»; експертної онтоорієнтованої системи підтримки прийняття рішень у галузі моделювання й опрацювання циклічних сигналів, інформаційної системи з онтоорієнтованою архітектурою для моделювання та опрацювання циклічних сигналів.; The article gives the reasoning to the relevance of developing a generalized architecture of integrated onto-oriented information environment for simulation and processing of cyclic signals based on the theory of cyclic functional relations, as well as formulates the general requirements to it and its developingt. The research deals with statement of and creating the generalized architectures of the components of the integrated onto-oriented information environment for simulation and processing of cyclic signals, namely, for information-oriented reference system in the field of simulation and processing of cyclic signals; knowledge base of the integrated information environment, the core of which is the corresponding ontology; onto-oriented expert decision support system in the field of simulation and processing of cyclic signals; information system with onto-oriented architecture for simulation and processing of cyclic signals.2021-06-22T00:00:00ZThermomechanical analysis of nitinol memory alloy behaviorБиків, Назарій ЗіновійовичЯсній, Петро ВолодимировичЯсній, Володимир ПетровичЮнґа, РобертBykiv, NazariiIasnii, VolodymyrYasniy, PetroJunga, Roberthttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360372021-12-16T15:47:10Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Thermomechanical analysis of nitinol memory alloy behavior
Автори: Биків, Назарій Зіновійович; Ясній, Петро Володимирович; Ясній, Володимир Петрович; Юнґа, Роберт; Bykiv, Nazarii; Iasnii, Volodymyr; Yasniy, Petro; Junga, Robert
Короткий огляд (реферат): Сплави з пам’яттю форми – це функціональні матеріали, які характеризуються ефектом запам’ятовування форми та надпружністю. Завдяки цим властивостям вони широко використовуються, зокрема, в біоінженерії, аеронавтиці, робототехніці та цивільному будівництві. Досліджено температури фазових перетворень та вплив зовнішньої температури і швидкості деформування на функціональні й механічні характеристики сплаву з пам’яттю форми Ni55.75Ti44.15. Температури фазових перетворень сплаву отримано за допомогою диференціальної сканувальної калориметрії (DSC) у діапазоні температур від -70°C до 70°C. Побудовано та проаналізовано діаграми диференціальних сканувальних калориметрій за різних швидкостей нагрівання та охолодження сплаву Ni55.75Ti44.15. Зразки для механічних випробувань виготовлено з круглого стержня діаметром 8 mm. Робоча ділянка зразків була завдовжки 12,5 mm та діаметром в 4 mm. Механічні випроби здійснювали за температур, близьких до максимального значення температури завершення мартенситно-аустенітного перетворення Af =14,7°С. Побудовано діаграми деформування за одновісного розтягу та визначено напруження фазових перетворень, модуль Юнґа та відносні видовження ділянок трансформацій за різних швидкостей навантаження й температур зовнішнього середовища. З використанням формули Клаузіуса-Клапейрона показано, що за одночасної зміни температури і швидкості деформування, напруження фазових перетворень більше зумовлені зміною температур, а не швидкістю навантаження. Визначено коефіцієнти рівняння Клаузіуса-Клапейрона для надпружного сплаву з пам’яттю форми Ni55.75Ti44.15, які узгоджуються з відомими в літературі.; Shape memory alloys are functional materials characterized by the effect of shape memory and superelasticity. Due to these properties, they are widely used, particularly, in bioengineering, aeronautics, robotics and civil engineering. The temperatures of phase transformations and the influence of external temperature and strain rate on the functional and mechanical characteristics of Ni55.75Ti44.15 shape memory alloy are investigated in this paper. The temperature of alloy phase transformations is obtained by differential scanning calorimetry (DSC) in the temperature range from -70°C to 70°C. Diagrams of differential scanning calorimeters at different heating and cooling rates of Ni55.75Ti44.15 alloy is constructed and analyzed. Samples for mechanical tests are made of round rod 8 mm in diameter. The samples working area is 12.5 mm in length and 4 mm in diameter. Mechanical tests are carried out at temperatures close to the maximum value of the completion temperature of martensitic-austenitic transformation Af = 14.7°C. Diagrams of deformation under uniaxial tension are constructed and stresses of phase transformations, Youngʼs modulus and relative elongations of transformation areas at different loading speeds and exterior temperatures are determined. Using Clausius-Clapeyron formula, it is shown that with simultaneous changes in temperature and strain rate, the stresses of phase transformations are largely due to changes in temperature rather than load rates. The coefficients of Clausius-Clapeyron equation for superelastic Ni55.75Ti44.15 alloy with shape memory, which are consistent with those known in the literature, are determined.2021-06-22T00:00:00ZNumerical simulation of dynamic shear tests for high-strength steels specimensКондряков, Євген ОлександровичХарченко, Валерій ВолодимировичKondriakov, IevhenKharchenko, Valeriyhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360322021-12-16T15:47:16Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Numerical simulation of dynamic shear tests for high-strength steels specimens
Автори: Кондряков, Євген Олександрович; Харченко, Валерій Володимирович; Kondriakov, Ievhen; Kharchenko, Valeriy
Короткий огляд (реферат): Для розроблення методики проведення випробувань на динамічний зсув зразків із високоміцних сталей проведено серію чисельних розрахунків із використанням методу скінчених елементів. За результатами аналізу літературних джерел та сучасних методів випробувань на ударний зсув для досліджень обрано форму зразка з двома зонами зсуву. Побудовано розрахункові моделі та проаналізовано вплив розміру скінчених елементів на отримані результати. Для оптимізації схеми навантаження та реалізації умов чистого зсуву при розрахунках варіювались різні параметри, такі, як розміри зразка та довжину зон зсуву L, розміри ударника, швидкість навантаження, граничні умови тощо. Отримані результати показали, що зі збільшенням довжини L область чистого зсуву зменшується й локалізується в центральній частині. При цьому швидкість деформацій збільшується при зменшенні довжини зон зсуву L. Для зменшення зони зсуву та енергії руйнування запропоновано конструкцію зразка з додатковими бічними надрізами. В таких зразках деформації зсуву зростають, відповідно умови деформування більш наближені до чистого зсуву. Показано, що радіус фасок виточок у зоні зсуву майже не впливає на отримані результати. Використовуючи модель Джонсона-Кука з урахуванням впливу швидкості деформації, проведено моделювання руйнування зразків із броньованої сталі Armox 500T із застосуванням відповідного критерію руйнування. Результати розрахунків показали, що початок руйнування відбувається в момент часу t ̴ 500 мкс у зонах концентраторів напружень (фасок). Далі розповсюдження тріщини відбувається вздовж зони зсуву. Таким чином така конструкція зразка та схема навантаження повинна забезпечити реалізацію умов чистого зсуву.; A series of numerical calculations using the finite element method was carried out to develop a dynamic shear testing method for high-strength steels specimens. The shape of the specimens with two shear zones was chosen for investigations. Obtained results made it possible to choose the optimal specimen size and loading scheme for realizing pure shear conditions. Using the Johnson-Cook model, taking into account the effect of the strain rate, the fracture of the specimens of armored steel Armox 500T was simulated using the appropriate fracture criterion. Obtained results showed that such a specimen design and loading scheme should ensure the implementation of pure shear conditions.2021-06-22T00:00:00Zmodified VIKOR method as a component of decision support of information technology of the dual form of educationЛечаченко, Тарас АнатолійовичКареліна, Олена ВолодимирівнаLechachenko, TarasKarelina, Olenahttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360332021-12-16T15:47:20Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: modified VIKOR method as a component of decision support of information technology of the dual form of education
Автори: Лечаченко, Тарас Анатолійович; Кареліна, Олена Володимирівна; Lechachenko, Taras; Karelina, Olena
Короткий огляд (реферат): Розроблено концептуальну модель підтримки прийняття рішення обрання студентом вищого навчального закладу предметів за вибором освітньої програми спеціальності на основі методу багатокритеріального аналізу VIKOR. Розроблена модель є компонентом інформаційної технології дуальної форми освіти (коли студент навчається паралельно в компанії та навчальному закладі на основі договору). Даний компонент є інструментом підтримки прийняття рішення для студента, що навчається за дуальною формою освіти із урахуванням експертної думки стейкхолдерів навчального процесу. Окреслено критерії стейкхолдерів дуальної форми освіти для ранжування альтернатив (дисциплін програми спеціальності): студента, навчального закладу, компанії. Метод VIKOR, який використаний в основі моделі, був модифікований із виділенням критеріїв підсистем для виведення інтегральної оцінки експертів різних підсистем. Розроблено алгоритм інтеграції оцінок підсистем ранжування із урахуванням стратегії максимальної групової корисності методу VIKOR. Вагові коефіцієнти підсистем та їх критеріїв визначенні методом аналізу ієрархій Т. Сааті. Для врахування невизначеності, пов’язаної із недостатністю інформації, інтуїціоністські нечіткі множини були застосовані для призначення оцінок ранжування альтернатив експертами підсистем. Запропонована модифікація методу VIKOR дозволить ранжувати альтернативи із залученням різних фахівців із власною системою критеріїв. При даному підході збільшиться точність отриманих результатів, оскільки критерії будуть додатково поділені на підсистеми стейкхолдерів задачі ранжування. Такий підхід уможливить проводити глибший та ширший аналіз аспектів проблеми ранжування. Продемонстровано числовий приклад застосування розробленої моделі, який підтверджує прийнятність її застосування на практиці в навчальному процесі дуальної форми навчання.; The model for supporting the student decision in choosing the subjects of specialty educational program based on VIKOR multi-criteria optimization method is developed in this paper. The developed model is the component of the dual education information system (when the student is trained in the company and educational institution at the same time on the basis of the contract). This component is a decision support tool for a student training by a dual education, taking into account the expert opinion of stakeholders in the learning process. The criteria of dual education stakeholders for ranking alternatives (subjects of the specialty program): student, educational institution, company are outlined. VIKOR method is modified by the selection of subsystems criteria in order to derive an integrated assessment of experts from different subsystems. The algorithm for integrating ratings of ranking subsystems is developed, taking into account the strategy of maximum group usefulness of VIKOR method. The weighting coefficients of subsystems and their criteria are determined by T. Saati method of hierarchies analysis. In order to take into account the uncertainty associated with the lack of information, intuitionistic fuzzy sets are used to assign assessments of the alternatives ranking by subsystem experts. The proposed modification of VIKOR method makes it possible to rank the alternatives with the involvement of different specialists with their own criteria system. This approach increases the accuracy of the obtained results, as the criteria are further divided into holders subsystems of the ranking problem. This approach enables to carry out deeper and broader analysis of ranking problem aspects. Numerical example of the developed model which confirms the acceptability of its application in practice in the dual educational process application is illustrated in this paper.2021-06-22T00:00:00ZEfficiency evaluation of using lubricants with fullerene compositions during operation of trucks in the urban driving cycleКравцов, Андрій ГригоровичКарнаух, Микола ВіталійовичСлободян, Любомир МихайловичKravtsov, AndriyKarnaukh, MykolaSlobodyan, Lubomirhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360342021-12-16T15:47:22Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Efficiency evaluation of using lubricants with fullerene compositions during operation of trucks in the urban driving cycle
Автори: Кравцов, Андрій Григорович; Карнаух, Микола Віталійович; Слободян, Любомир Михайлович; Kravtsov, Andriy; Karnaukh, Mykola; Slobodyan, Lubomir
Короткий огляд (реферат): Виконано оцінювання паливної економічності автомобіля при експлуатації з використанням змащувальних матеріалів (моторні та трансмісійні оливи) з фулереновими композиціями за міським їздовим циклом. Фулеренові композиції додавалися до моторної й трансмісійної оливи в концентрації 10% мас. Керівним документом, який визначає порядок випробувань автотранспортних засобів на паливну економічність, є ГОСТ 20306-90.
Випробування за міським їздовим циклом проводилися на вантажному автомобілі ЗІЛ-5301 «Бичок» при температурі навколишнього повітря +20°С (літній період експлуатації) та при температурі навколишнього повітря -5°С (зимовий період експлуатації).
Встановлено, що при експлуатації автомобіля за міським їздовим циклом у літній період експлуатації застосування фулеренової композиції одночасно в моторній і трансмісійній оливах зменшує витрату пального автомобіля на 14,54 ... 17,45%. При цьому величина 17,45% відповідає пробігу автомобіля без вантажу (m = 0), а величина 14,54% – пробігу з вантажем (m = 3000 кг). Коефіцієнт варіації вимірюваної величини витрати пального склав 0,039 ... 0,042. Це дозволяє зробити висновок, що похибка вимірювань знаходиться в межах 3,9 ... 4,2%.
При експлуатації автомобіля за міським їздовим циклом у зимовий період експлуатації застосування фулеренової композиції (концентрація 10% мас.) одночасно в моторній і трансмісійній оливах зменшує витрату пального на 13,24 ... 15,15%. При цьому величина 15,15% відповідає пробігу автомобіля без вантажу (m = 0), а величина 13,24% – пробігу з вантажем (m = 3000 кг). Коефіцієнт варіації вимірюваної величини витрати пального склав 0,039 ... 0,044. Це дозволяє зробити висновок, що похибка вимірювань знаходиться в межах 3,9 ... 4,4%.; The assessment of a car fuel efficiency during operation using lubricants (motor and transmission oils) with fullerene compositions in a urban driving cycle is executed. Fullerene compositions were added to the engine and transmission oil at a mass concentration 10%. The guiding document that defines the procedure for testing vehicles for fuel efficiency is GOST 20306-90.
Urban driving cycle tests were carried out on a truck ZIL-5301 "Bull" at an outside air temperature of +20°С (summer operation period) and at an outside air temperature of -5°С (winter operation period).
It is established that operating a car in the urban driving cycle using of fullerene composition in both engine and transmission oils reduces the fuel consumption of the car by 14.54 ... 17.45% in the summer period. The value of 17.45% corresponds to the mileage of the car without cargo (m = 0), and the value of 14.54% – to the mileage with a cargo (m = 3000 kg). The coefficient of variation of the measured value of fuel consumption was 0.039 ... 0.042. This allows us to conclude that the measurement error is in the range of 3.9 ... 4.2%.
When operating the car in the urban driving cycle in the winter operation period, the use of fullerene composition (mass concentration 10%) Simultaneously in the engine oil and transmission oil reduces fuel consumption by 13.24 ... 15.15%. The value of 15.15% corresponds to the mileage of the car without cargo (m = 0), and the value of 13.24% – mileage with cargo (m = 3000 kg). The coefficient of variation of the measured value of fuel consumption was 0.039 ... 0.044. This allows us to conclude that the measurement error is in the range of 3.9 ... 4.4%.2021-06-22T00:00:00ZMethod of operational life’s increasing of transport’s parts due to usage of coatings based on epoxy matrix modified by maleinic anhydride with improved thermal physical propertiesЖитник, ДанилZhytnyk, Danylhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360352021-12-16T15:47:23Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Method of operational life’s increasing of transport’s parts due to usage of coatings based on epoxy matrix modified by maleinic anhydride with improved thermal physical properties
Автори: Житник, Данил; Zhytnyk, Danyl
Короткий огляд (реферат): Обґрунтовано використання нового методу збільшення ресурсу роботи деталей засобів транспорту за рахунок упровадження модифікованих матеріалів на полімерній основі. Показано, що перспективним при формуванні захисних покриттів є використання зв’язувачів на основі епоксидних діанових олігомерів. Для покращення властивостей епоксидних матриць на попередній стадії їх формування вводять активні добавки. Перспективним є застосування модифікатора малеїнового ангідриду, який містить активні до міжфазової взаємодії функціональні групи.
Як основний компонент для зв’язувача при формуванні композитів вибрано епоксидний діановий оліґомер. Для зшивання епоксидних композицій використано твердник поліетиленполіамін, що дозволяє затверджувати матеріали при кімнатних температурах. Обґрунтовано вибір у вигляді модифікатора малеїнового ангідриду для поліпшення теплофізичних властивостей розроблених матеріалів.
Встановлено, що для формування композитного матеріалу чи захисного покриття з поліпшеними теплофізичними властивостями у епоксидний зв’язувач доцільно вводити модифікатор малеїновий ангідрид у кількості q = 0,5 мас.ч. на q = 100 мас.ч. епоксидного олігомера ЕД-20. У такому випадку формується матеріал, у якому, порівняно з немодифікованою матрицею, показники температури склування збільшуються від Тс = 327 К до Тс = 335 К, теплостійкості (за Мартенсом) від Т = 341 К до Т = 362 К, а термічний коефіцієнт лінійного розширення у області температур ΔТ = 303…423 К зменшується від α = 9,9 ×10-5 К-1 до α = 4,4 ×10-5 К-1.
Доведено, що вміст у зв’язувачі малеїнового ангідриду за незначного вмісту (q = 0,5 мас.ч.) активує процеси міжфазової взаємодії при структуроутворенні епоксидних КМ, у результаті чого збільшується кількість як фізичних, так і хімічних зв’язків на одиницю об’єму полімера. Це передбачає збільшення ступеня гель-фракції у КМ, і, відповідно, поліпшуються як когезійні, так і теплофізичні властивості модифікованих КМ. Розроблений матеріал доцільно використовувати у вигляді матриці при формуванні захисних покриттів, які заплановано експлуатувати в умовах впливу підвищених температур і динамічних чи статичних навантажень.; The use of a new method of operational life increase of the transport means parts due to the introduction of polymer-based modified materials has been substantiated in the paper under discussion. It is shown that the use of matrices based on epoxy diane oligomers is quite promising direction in protective coatings formation. Some active additives have been applied to improve the properties of epoxy matrices on preliminary stage of their formation. The use of maleinic anhydride modifier containing active to the interphase interaction functional groups is promising as well.
Epoxy diane oligomer has been used as the main component for the matrix in the composite formation. The hardener polyethelenepolyamine has been used to link the epoxy compositions enabling to harden the materials at room temperature. The choice of maleinic anhydride as a modifier to improve thermal-physical properties of the developed materials has been substantiated.
It has been found that to form a composite material or a protective coating with improved thermal-physical properties it is necessary to apply maleinic anhydride as a modifier in epoxy matrix in the following ratio: q = 0,5 pts.wt. per q = 100 pts.wt. of epoxy oligomer ЕD-20. In this case the material has been formed where, comparing with nonmodified matrix, the indices of glass transition temperature are being increased from Тс = 327 К tо Тс = 335 К, heat resistance (by Martenson) from Т = 341 К to Т = 362 К, and thermal coefficient of linear expansion in the range of temperatures ΔТ = 303…423 К is being decreased from α = 9,9 ×10-5 К-1 to α = 4,4 ×10-5 К-1.
It has been proved that the maleinic anhydride content in the matrix with its small fraction (q = 0,5 pts.wt.) has activated the processes of interphase interaction in epoxy CM structure formation, resulted in the increase of number of both physical and chemical bonds per polymer volume unit. This process will involve the increase of gel fraction degree in CM, and, correspondingly, both the cohesion and thermal-physical properties of modified CM have been improved. The developed material under discussion could be efficiently used as a matrix in formation of protective coatings which are to be operated under high temperatures conditions and dynamic or static loadings.2021-06-22T00:00:00ZContact interaction of a predeformed plate which lies without friction on rigid base with a parabolic indenterГабрусєв, Григорій ВалерійовичГабрусєва, Ірина ЮріївнаHabrusiev, HryhoriiHabrusieva, Irynahttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360302021-12-16T15:47:11Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Contact interaction of a predeformed plate which lies without friction on rigid base with a parabolic indenter
Автори: Габрусєв, Григорій Валерійович; Габрусєва, Ірина Юріївна; Habrusiev, Hryhorii; Habrusieva, Iryna
Короткий огляд (реферат): Продемонстровано розроблену методику побудови розв’язків осесиметричних задач визначення напруженого стану заздалегідь деформованої пружної плити при її контактній взаємодії з жорстким штампом. Співвідношення, що описують напружено-деформований стан тіл із початковими деформаціями, наведено у рамках лінеаризованої постановки задачі теорії пружності. Із використанням запропонованої методики досліджено напружено-деформований стан заздалегідь деформованої плити, що лежить без тертя на жорсткій основі під час її гладкої контактної взаємодії з жорстким осесиметричним параболічним штампом складної конфігурації. Побудову аналітичних розв’язків контактної задачі для заздалегідь деформованої плити проведено шляхом її моделювання попередньо напруженим шаром. Граничні умови в зоні контакту сформульовано в класичній постановці (відсутність дотичних напружень на граничній поверхні шару, відсутність нормальних напружень за межами зони контакту, вертикальність зміщення штампа). У результаті підстановки виразів для компонент напружено-деформованого стану плити в граничні умови побудовано систему двох інтегральних рівнянь, ядра яких містять функції Бесселя. Подаючи функцію розподілу контактних напружень під штампом у вигляді скінченного ряду за функціями Бесселя, задачу зведено до скінченої системи лінійних алгебраїчних рівнянь відносно невідомих коефіцієнтів ряду. Побудовано аналітичні вирази для контактних напружень та вертикальних переміщень межових точок плити. Застосувавши отримані співвідношення проаналізовано вплив початкових деформацій на рівень та характер контактних напружень і вертикальних переміщень межової площини плити у випадках стисливого та нестисливого матеріалів. Числовий аналіз проведено для випадків наявності у плиті пружного потенціалу Бартенєва – Хазановича, а також потенціалу гармонічного типу.; Within the framework of linearized formulation of a problem of the elasticity theory, the stressstrain state of a predeformed plate, which is modeled by a prestressed layer, is analyzed in the case of its smooth contact interaction with a rigid axisymmetric parabolic indenter. The dual integral equations of the problem are solved by representing the quested-for functions in the form of a partial series sum by the Bessel functions with unknown coefficients. Finite systems of linear algebraic equations are obtained for determination of these coefficients. The influence of the initial strains on the magnitude and features of the contact stresses and vertical displacements on the surface of the plate is analyzed for the case of compressible and incompressible solids. In order to illustrate the results, the cases of the Bartenev – Khazanovich and the harmonic-type potentials are addressed.2021-06-22T00:00:00ZModel of transverse-transverse type piezoelectric transformerМедвідь, Володимир РомановичБєлякова, Ірина ВолодимирівнаПісьціо, Вадим ПетровичЛупенко, Сергій АнатолійовичMedvid, VolodymyrBelyakova, IrynaPiscio, VadimLupenko, Serhiihttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360312021-12-16T15:47:14Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Model of transverse-transverse type piezoelectric transformer
Автори: Медвідь, Володимир Романович; Бєлякова, Ірина Володимирівна; Пісьціо, Вадим Петрович; Лупенко, Сергій Анатолійович; Medvid, Volodymyr; Belyakova, Iryna; Piscio, Vadim; Lupenko, Serhii
Короткий огляд (реферат): Представлено математичну модель п’єзоелектричного трансформатора поперечно-поперечного типу та описано методику її побудови. Хоча програми математичного моделювання п’єзоелектричних приладів можуть досягнути будь-якої наперед заданої точності моделювання, результати моделювання не можуть бути прямо використані у процесі розроблення радіоелектронної апаратури, тому що програми ніяк не інтегровані з САПР радіоелектронної апаратури. З цієї причини найчастіше при розрахунках та моделюванні схем на основі п’єзотрансформаторів використовують найпростішу еквівалентну схему, що адекватно відображає струми та напруги в колі п’єзотрансформатора лише в околі робочої резонансної частоти. В основу пропонованої моделі покладено одновимірне наближення рівнянь стану та динаміки п’єзоелектричного середовища для плоских пластин постійної товщини й ширини, що отримується з тривимірної системи рівнянь методом усереднення за шириною та товщиною. У той час, як звичайна наближена модель найчастіше дозволяє моделювати п’єзотрансформатор із двома парами електродів і лише в околі однієї резонансної частоти, побудована у статті модель дозволяє врахувати наявність кількох електродів на поверхнях п’єзотрансформатора та їх різне взаємне розміщення на верхній та нижній поверхнях п’єзопластини. У порівнянні зі звичайною, пропонована модель зручніша для проведення моделювання засобами систем схемотехнічного моделювання. Фактично, у розробленій моделі п’єзотрансформатор представлено як набір сполучених між собою секцій, котрі несуть на поверхнях одну чи кілька пар електродів. Також, на відміну від звичайної, пропонована модель дозволяє враховувати наявність кількох резонансних частот п’єзотрансформатора, що дозволяє адекватніше провести моделювання радіоелектронної апаратури, котра використовує у своїй структурі п’єзоелектричний трансформатор поперечно-поперечного типу. На основі математичної моделі побудовано схему заміщення окремих секцій п’єзоелектричного трансформатора та наведено формули для розрахунку параметрів елементів схеми. На прикладі показано реалізацію розробленої моделі в системі автоматизованого проектування MicroCAP.; The mathematical model of a piezoelectric transformer of the transverse-transverse type and describes the method of its construction has been presented. Although mathematical modeling programs for piezoelectric devices can achieve any predetermined modeling accuracy, the simulation results cannot be directly used in the development of electronic equipment, because the programs are not integrated with CADs, for this reason most often in calculations and in modeling circuits based on piezotransformers, the simplest equivalent circuit is used. But its adequately reflects currents and voltages in the piezotransformer circuit only in the vicinity of the operating resonant frequency. The proposed model is based on a one-dimensional approximation of the equations of state and dynamics of the piezoelectric medium for flat plates of constant thickness and width, which is obtained from a three-dimensional system of equations by averaging the width and thickness. While the usual approximate model often allows to model a piezotransformer with two pairs of electrodes and only in the vicinity of one resonant frequency, the model constructed in the article allows to take into account the presence of several electrodes on piezotransformer surfaces and their different relative positions on the upper and lower surfaces. ʼesoplastin. Compared with the usual, the proposed model is more convenient for modeling by means of circuit modeling systems. In the developed model, the piezotransformer is represented as a set of interconnected sections that carry one pair or several pairs of electrodes on the surfaces. Also, in contrast to the usual, the proposed model allows to take into account the presence of several resonant frequencies of the piezotransformer, which allows more adequate modeling of electronic equipment that uses in its structure a piezoelectric transformer of the transverse type. On the basis of the mathematical model the scheme of substitution of separate sections of the piezoelectric transformer is constructed and formulas for calculation of parameters of elements of the scheme are given. In in the article as example the implementation of the developed model in the computer-aided design system MicroCAP has been showed.2021-06-22T00:00:00ZModeling of crack opening mode SIF for a crack in a thin-walled structural channel beamПідгурський, Микола ІвановичСташків, Микола ЯрославовичПідгурський, Іван МиколайовичPidgurskyi, MykolaStashkiv, MykolaPidgurskyi, Ivanhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360292021-12-16T15:47:09Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Modeling of crack opening mode SIF for a crack in a thin-walled structural channel beam
Автори: Підгурський, Микола Іванович; Сташків, Микола Ярославович; Підгурський, Іван Миколайович; Pidgurskyi, Mykola; Stashkiv, Mykola; Pidgurskyi, Ivan
Короткий огляд (реферат): Проведено аналіз методів оцінки коефіцієнтів інтенсивності напружень (КІН) у крайових тріщинах, що розповсюджуються у профільних швелерних елементах. Зародження та розповсюдження тріщин в таких елементах спричинене змінними в часі зовнішніми силовими навантаженнями. У рамках лінійної механіки руйнування дослідження напружено-деформівного стану рамних конструкцій при наявності в них тріщиноподібних дефектів зводиться до визначення КІН. У результаті проаналізовано можливість застосування до розв’язку таких задач аналітичних, числових та експериментальних методів. Зазначено, що застосування аналітичних методів досить обмежене через складність врахування реального навантаження та геометричних параметрів конструкцій; експериментальні методи важко інтерпретувати для задач з іншою конфігурацією елемента. У зв’язку з цим для інженерних задач, що наведені вище, розглянуто побудову доволі простих, нехай і менш точних залежностей з визначення КІН, в яких менша точність розрахунку компенсується незначною трудомісткістю. Розглянуто два методи визначення КІН для крайової поперечної тріщини, що розповсюджується у швелерному профілі: – через номінальні напруження у нетто-перетині та через зміну моменту інерції поперечного перетину профілю. При цьому виділено дві характерні стадії розвитку тріщини у швелерному профілі: наскрізна тріщина зароджується на краю горизонтальної полиці і розвивається вздовж неї; тріщина розповсюджується у вертикальній стінці швелера. Для кожної із стадій отримано поправкові функції, на основі яких побудовано узагальнюючі поправкові функції. Здійснено імітаційне моделювання напружено-деформівного стану швелера з тріщиною методом скінчених елементів. Отримані дані порівнювались з результатами аналітичного розрахунку пропонованими інженерними методами.; The analysis of engineering methods for determining stress intensity factors (SIF) for defective elements of open profile (channels) under bending is carried out. Mathematical models are created and dependences for calculation of SIF are deduced using two methods: using nominal stresses in net-section and using change of the inertia-moment of the profile cross-section. The obtained results are compared with the data of SIF for the crack in the channel obtained during simulation modeling using finite element method.2021-06-22T00:00:00ZTitlehttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/360282021-12-16T15:47:05Z2021-06-22T00:00:00ZНазва: Title2021-06-22T00:00:00Z