DSpace Зібрання: Вісник Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 2013 рік, № 1 (69)

Визначення температурного поля в системі тіл циліндр – півпростір при неідеальному тепловому контакті через проміжковий шар

2017-06-05T22:50:03Z

Назва: Визначення температурного поля в системі тіл циліндр – півпростір при неідеальному тепловому контакті через проміжковий шар Автори: Окрепкий, Богдан Степанович; Шелестовська, Марія Яківна; Okrepkiy, B.; Shelestovska, M. Короткий огляд (реферат): Побудовано розв’язок осесиметричної температурної задачі для системи тіл циліндр – півпростір при неідеальному тепловому контакті з урахуванням тонкого проміжкового шару у випадку ізотропних матеріалів. Отримано формули для визначення температури при різних варіантах температурних умов на бічних поверхнях циліндра і півпростору. Досліджено вплив контактної провідності й коефіцієнтів теплопровідності проміжкового шару на розподіл температурних полів у зоні контакту двох тіл.; Solution of the axes-symmetric temperature task for the body system cylinder-semispase under non-ideal heat contact taking into account thin intermediate layer in the case of isotropic materials has been built. Circular cylinder of the finite hight with the flat basis, which is in the non-ideal heat contact through the intermediate layer with the semispase, is being analysed. On the free end of the cylinder the temperature is constant and its side surface is head-insulated. Free surface of the semispase is kept under zero temperature. Heat exchange with the outside environment occurs from the side surface of the thin intermediate layer according to the Newton’s law. The temperature in the cylinder area is found by the Furier’s method, and in the semispase with the help of the Hanckel’s transformation to the Laplace’s equation, written in the cylinder coordenates system. Providing the boundary conditions for the temperature on the side surfases and in the contact area body system cylinder-semispase, the task is reduced to the system of integral equations relatively unknown function, due to which the temperature in the semispase is found. Taking advantage of the Hanckel’s transformation and the Bessel’s function we obtain non-finite system of the linear algebraic equations relatively constants, through which the temperature fields in the system of two bodies are expressed. While solving the system of the linear algebraic equations the reduction method was used. The graphs of the temperature distribution for the cylinder and semispase in the contact area have been built. The effect of the contact conductivity and heat exchange coefficient of the thin intermediate layer on the temperature distribution in the contact area have been investigated. It was shown, that these coefficients affect sufficiently the temperature field in the semispase. Decrease of the temperature in the contact area in the case of the intermediate layer as compared with the ideal heat contact is caused by the fact, that the heat exchange occurs throug the side surface of the intermediate layer.

Збіжність комбінованого методу Ньютона-Хорд і єдиність розв’язку нелінійних рівнянь

2017-06-05T23:46:39Z

Назва: Збіжність комбінованого методу Ньютона-Хорд і єдиність розв’язку нелінійних рівнянь Автори: Шахно, Степан Михайлович; Shakhno, S. Короткий огляд (реферат): Розглянуто ітераційний процес для розв’язування нелінійних операторних рівнянь, який побудовано на базі методу Ньютона та методу хорд. Уведено узагальнені умови Ліпшиця для поділених різниць, в яких замість сталої Ліпшиця використано деякі додатні інтегровні функції. Проведено дослідження локальної збіжності ітераційного процесу, коли похідні Фреше та поділені різниці першого порядку задовольняють узагальнені умови Ліпшиця. Запропоновано методику доведення збіжності. Встановлено порядок збіжності та область єдиності розв’язку. Як часткові випадки, отримано результати для сталих Ліпшиця.; The nonlinear operator equations in Banach space are considered .The case when the equation operator is represented by the sum of two defined on an open convex set summands (one is differentiated by Frechet, second - continuous but not necessarily differentiable) is studied. Iterative process is based on Newton's method of chords, which featured Frechet derivative differential operator and divided first-order difference of continuous one. This approach is more general than the classical Newton's method, which is not applicable in the absence of analytical derivatives of equation operator. Combined Secant Newton method can effectively use the best features of the basic chords and Newton methods, in particular their simplicity of calculations and a high order of convergence. For the divided differences the generalized Lipschitz conditions are introduced and positive integrated functions instead Lipschitz constants are used. Their partial case is normal conditions with Lipschitz constant. The method of proof of convergence is developed. The local convergence of the iterative process for the case when the Frechet derivatives and divided differences satisfy the first order generalized Lipschitz condition is substantiated. The results for the Lipschitz constants are obtained as partial cases. The conditions and the order of convergence of the combined method of Newton chords are established and conditions of the uniqueness of the solution are obtained. The proposed approach is suitable for the study of other combined methods for solving nonlinear operator equations. It can be used to study mathematical models of real objects and systems described by nonlinear algebraic or transcendental equations or reduced to optimization problems.

Математичне моделювання концентраційних розподілів багатошарових наноплівок оксидної структури

2017-06-05T23:46:37Z

Назва: Математичне моделювання концентраційних розподілів багатошарових наноплівок оксидної структури Автори: Петрик, Михайло Романович; Василюк, Петро Михайлович; Бабій, Надія Василівна; Petryk, M.; Vasylyuk, P.; Babiy, N. Короткий огляд (реферат): Побудовано математичну модель дифузійного перенесення в неоднорідних багатошарових середовищах, що описує процес формування мультишарів тонких оксидних наноплівок. Отримано просторово-розподілені концентраційні розподіли структурних складових компонентів наноплівок для різних технологічних зрізів та часових тривалостей формування технологічного мультишару наноплівки.; Development of modern technologies that integrate a miniaturized physical systems has stimulated a large number of papers on the study of the kinetics of masstransfer processes in multilayer nanofilms that are used in the resource-saving technologies. Alloys of iron-chromium systems are used as a construction material in nuclear engineering while manufacturing mineral fibers. Oxides, multi-layer in particular, are widely used in semiconductor engineering. Chemical composition of oxides is determined by the components such as Cr, Al, Si, Rare-earth metals. If Al content is increased to 3 %, the heat resistance of the alloy dramatically increases, since the formation of the external aluminum oxide prevents the penetration of oxygen into the inner layers. Determination of diffusion characteristics allows to correct the chemical composition of alloys and predict operating life. The mathematical model of diffusion transferance in heterogeneous environments that describes the process of forming thin oxide nano films multilayers used as termo- and aggressive-protective coverings of the technological equipment operating units in highly corrosive environments have been constructed. Spatially distributed concentration distributions of nanofilm structural components (aluminium, silicon) for various technological shears of oxide nanofilm and time durations of forming the technological nanofilm multilayer have been obtained in the result of modeling. The results can be used to encrease the efficiency of experimental researches of transferance in multicomponental polycompositions and in researching of new nanomaterials properties.

Моделювання теплопровідності оболонок з двостороннім багатошаровим покриттям

2017-06-05T23:47:26Z

Назва: Моделювання теплопровідності оболонок з двостороннім багатошаровим покриттям Автори: Гембара, Наталія Олександрівна; Лучко, Йосип Йосипович; Hembara, N.; Lucko, J. Короткий огляд (реферат): З метою визначення температурного поля в оболонках з двостороннім багатошаровим покриттям побудовано модель, за якою вплив багатошарових покриттів на розподіл температури в оболонці зводиться до узагальнених умов теплообміну із зовнішніми середовищами на поверхні оболонки. Розглянуто довільну оболонку з двосторонніми тонкими багатошаровими покриттями, поверхні якої омиваються зовнішніми середовищами з різними температурами. Матеріали оболонки та покриттів мають різні теплофізичні характеристики. На контактних поверхнях оболонки і шарів та між шарами виконуються умови ідеального теплового контакту. На зовнішніх поверхнях покриттів відбувається теплообмін із зовнішнім середовищем за законом Ньютона. Вважаючи товщини покриттів малими в порівнянні з товщиною оболонки, шляхом граничного переходу та введенням приведених теплопровідностей і термоопорів шарів покриття, отримано узагальнені умови теплообміну із зовнішніми середовищами на поверхнях оболонки через багатошарові покриття. Як приклад, розглянуто осесиметричне температурне поле в циліндричній оболонці з однаковими двосторонніми покриттями.; To determine the temperature field in the shells with bilateral multilayer coating the model, in which the influence of multilayer coatings on the temperature distribution in the shell is reduced to the generalized heat transfer conditions with the external environment on the shell surface, has been built. Any shell with bilateral thin multilayer coatings, the surface of which is washed by the external environment with different temperatures, is being examined. Materials of the shell and coatings possess different thermo-physical characteristics. On the contact surfaces of the shell and layers and between the layers the conditions of ideal thermal contact are being provided. On the external surfaces of the coating a heat exchange with the external environment according to the Newton's law occurs. Treating the thickness of coatings small as compared with that of the shell, by boundary transition and introduction of summarized heat conduction and thermal resistance of the coating layers the generalized conditions of heat exchange with the environment on the surface of shell through the multilayer coating, have been obtained. The solution of the heat-conduction equation for a shell has been written as the integral temperature characteristics taking advantage of the operator method. The temperature characteristics are determined from the system of two differential equations of the infinite high order. The approximate system of differential equations of the fourth order has been presented. As the example the axisymmetric non-stationary temperature field in a thin cylindrical shell with similar in thickness and thermo-physical parameters of the bilateral multilayer coatings with the initial constant temperature is being examined. Ambient temperature, that surrounds the shell, is accepted as the function of the axial coordinate and time. The research of regularities of the heat-conduction process in the system shell-bilateral multilayer coating basing on the obtained solution of the heat equation, has been carried out. When the thickness of the shell increases and the coefficient of the heat conductivity decreases, the increase of the temperature field non-uniformity along the cylindrical shell occurs. Increase of the heat transfer coefficients from the coating surfaces causes the increase of the temperature gradient along the surface of the cylindrical shell.

Аналіз обчислювальної стійкості алгоритмів розв’язання систем лінійних алгебричних рівнянь з матрицями

2017-06-05T23:50:58Z

Назва: Аналіз обчислювальної стійкості алгоритмів розв’язання систем лінійних алгебричних рівнянь з матрицями Автори: Недашковський, Микола Олександрович; Семчишин, Ліда Михайлівна; Поселюжна, Віра Богданівна; Nedashkovskyy, M.; Semchyshyn, L.; Poselugna, V. Короткий огляд (реферат): Запропоновано новий підхід до обчислювальної стійкості алгоритмів розв’язання систем лінійних алгебричних рівнянь з матрицями. Розглянуто деякі результати з теорії похибок для розв’язання систем лінійних алгебричних рівнянь з матрицями. Проведено аналіз обчислювальної стійкості засобами зворотного аналізу похибок. Показано реалізацію методу розрізання для систем лінійних алгебричних рівнянь з матрицями. Проаналізовано похибки схеми розрізання для розв’язання систем з матрицями.; The linear algebraic equations solution is one of the calculative mathematics actual tasks. Investigating certain processes with the mathematics methods and Electronic Calculative Machine usage firstly the mathematical model of the investigated object was built. Then the built mathematical model is transformed into such appearance that the solution is being found as a numerical result with the help of arithmetical and logical operations. Such transformation is carried out by the numerical methods usage. Naturally at the given stage a number of problems dealing with their calculative stableness arise. That is why the new approach to the calculative stableness system of linear algebraic equations with matrix algorithm solution is proposed in the article. During the linear algebraic equations solution there arise the errors caused by the initial data unpreciseness or the error approximation. Besides, during calculation the errors almost always occur within the task itself (because of the arithmetical operations inaccurate completion). The mistakes of this type (so-called calculative) in many cases being aggregated equal the exact solution of the same task, but with the changed initial data. Even provided that the previous measurements and calculations were carried out with a high preciseness and a stable calculative method was chosen for the solution of the task, the initial data error, though very small would occur. These errors influence, to some extent, the solution of the system solution. Some results from the error theory for the linear algebraic equations with matrix are analysed in the article. Some results from the theory of error for the linear algebraic equations with matrix system solution are studied. The calculative stableness is analyzed by means of the error inverse analysis. Realization of the incision method for the system of the linear algebraic equations with matrix is revealed. The incision scheme errors for the system with matrix solution are analyzed. Theoretical and methodological bases of the investigation are composed by the methods of optimization and mathematical modeling.

Моделювання природно-технічної системи гідроресурсів

2017-06-06T00:04:16Z

Назва: Моделювання природно-технічної системи гідроресурсів Автори: Триснюк, Василь Миколайович; Trysnyuk, V. Короткий огляд (реферат): Обґрунтовано методологію і методи оцінювання гідроекологічної безпеки природно-техногенних екосистем та запропонована модель взаємозв’язку гідроекосистеми і природних ресурсів. Розроблено показники оцінювання стану природно-техногенної гідроекосистеми залежно від конфігурації остаточного компонувального рішення і міри порушеності басейнових ландшафтів. Для визначення комплексного критерію гідроекологічної безпеки використовується моделювання природно-технічної системи для формалізації взаємодії техногенних і екологічних процесів.; The methodology and estimation methods of the hydro-ecological safety of the nature-anthropogenic ecosystems were interpreted and the interrelation model of the water-ecosystem and the nature resources was proposed. Estimation data of the natural-anthropogenic water ecosystem depending on the final component solution configuration and the level of the basin landscapes disturbance have been developed. To find the complex criterion of the water-ecological safety the modeling of the nature-engineering system for formalizing the anthropogenic and ecological processes is used. To realize the tasks in estimation of time of the contamination substances penetration into the ground water GIS technologies (Arc View GIS 3.2a) have been used. The estimation of the protective properties of the aeration area rocks was carried out by creating the spatial model for finding the interrelation between the units taking advantage of the Geoprocessing module Arc GIS. The cartographic basis is in accordance with the space pictures made by Spot DOT-10 and Landsat 5 with the destributing capacity 10 and 30m respectively. It made possible to decode more precisely the investigated units and to plot them on the map. New advanced method is considered to be that of the air laser scanning of the industrial units with simultaneous linking to the geography coordinates via GPS receiver. To create the model the vector layer blending was used, which makes possible to find automatically the intersection of units and areas which are compared. Depending on the calculation time of the possible penetration it is devided into its 5 gradations: < 50 days; 50-250 days, 250-1000 days; 1000-3000 days; > 3000 days. Comparison of the GIS data of the penetration calculation time of the contamination substances through the aeration area, the physical-chemical migration of chemical elements being predominant under the available contamination level, makes possible to determine different level of the ground water contamination risk and to predict their pollution.

Циклічні пентагональні розклади графа Кn

2017-06-06T00:04:15Z

Назва: Циклічні пентагональні розклади графа Кn Автори: Семенюта, Марина Фролівна; Semenyuta, M. Короткий огляд (реферат): Розроблено спосіб побудови базових компонент циклічного пентагонального розкладу графа Кп. На його основі складено алгоритми пошуку списків різних (К11, С5), (К21, С5)-розкладів, які реалізовані з використанням програмного середовища Delphi. Списки містять такі відомості: базову компоненту, кортеж довжин, індекс компоненти – специфікаційний інваріант для кожного розкладу. Для розрізнення-ототожнення цих розкладів випробувано специфікаційні інваріанти і введені в статті графічні інваріанти. За результатами дослідження отримано, що з точністю до ізоморфізму існують чотири циклічних (К11,С5)-розклади, два з них – 5-гомогенні, а також з точністю до ізоморфізму існує не менше, ніж 62 циклічних (К21,С5)-розклади. Доведено необхідну умову ізоморфності розкладів. Її проілюстровано при перевірці на ізоморфність двох різних (К11,С5)-розкладів, а також використано при розв’язуванні задачі ототожнення певних (К21,С5)-розкладів, які не вдалося розрізнити за допомогою специфікаційних і графічних інваріантів.; (Kn, G)-decomposition is a set of subgraphs of Kn such that every of the subgraphs is isomorphic to the graph G, and every edge of Kn belongs to one and only one of these subgraphs. If (Kn, G)-decomposition has an automorphism that contains some cyclic permutation then the decomposition is cyclic. Every (Кn, С5)-decomposition is called a pentagonal decomposition of Кn . The method to construct basic components of cyclic pentagonal decomposition of the graph Кn was developed. Using this method algorithms which find the lists for different (К11, С5), (К21, С5)-decompositons have been created. The algorithms were realized by means of the Delphi software environment. The lists contain the following information: the basic component, the tuple of the lengths, and the component index – specification invariant for every decomposition. For differentiation-identification of the decompositions specification invariants and graphical invariants (which are introduced in this paper) were tested. The results of the study testily that up to isomorphism there exist four cyclic (К11,С5)-decompositions, two of them 5-homogeneous, and that up to isomorphism there exist not less than 62 cyclic (К21,С5)-decompositions. Consecutive mapping of an orbit of cyclic (Кn, С5)-decomposition R1 into an orbit of another cyclic (Кn, С5)-decomposition R2 is defined as follows: if і-th component of decomposition R1 mapped into j-th component of decomposition R2 then і+1 is mapped into (j+l)mod n, і+2 into (j+2l)mod n etc., where l is the step of the mapping. In this paper the following necessary condition of the decomposition isomorphism is proved: in isomorphism of cyclic (Кn, С5)-decompositions, the consecutive mapping of one decomposition orbit into orbit of another decomposition remains unchanged. This is illustrated while verifying two different (К11,С5)-isomorphism, and it is also used to solve an identification problem of some (К21,С5)-decompositions, which were not identified by means of the specification invariants and/or graphical invariants.

Загальна модель редактора графічних унітермів

2017-06-05T23:46:45Z

Назва: Загальна модель редактора графічних унітермів Автори: Овсяк, Володимир Казимирович; Козелко, Михайло Андрійович; Ovsyak, V.; Kozelko, M. Короткий огляд (реферат): Застосовуючи методи декомпозиції і модифікованої алгебри алгоритмів створено й описано загальну модель редактора проектування багатотипних графічних інтерфейсів користувача інструментальних засобів комп’ютерних систем. Виконано декомпозицію за критерієм функціонального призначення підсистем. Математичну модель інструментальних засобів проектування графічних інтерфейсів користувача описано засобами модифікованої алгебри алгоритмів. Побудована математична модель програмно реалізована й апробована.; A general editor model of designing graphic user interfaces tools computer systems was created and described by applying the method of decomposition and modified algebra algorithms. Decomposition has been done by the criterion of functional subsystems destination. Mathematical model of instrumental ways of designing graphic user interfaces is described by means of the modified algebra algorithms. The mathematical model is implemented and tested using programming. Modern software development systems must meet certain conditions regarding quick and efficient development of software packages and systems. Editor GUIs is one of the main parts of these systems, which should ensure graphic user's interface of computer systems tools, and which also should be most easy to use, intuitional clear and functional. Nowadays, when the functional peculiarities of websites or web projects almost are not worse than the desktop systems and despite of the fact that modern systems of developing and designing GUIs make possible to create projects and to use graphic elements (graphic uniterms of only certain types: buttons, text fields, elements of alternative and non-alternative choice, etc.), there is a problem of creating the editor, which would realise the possibility of developing only one GUI for many types of projects (editor user interfaces of computer systems). Graphic uniterms editor is a computer system of projecting graphic interfaces of computer system and providing them with functional properties. Graphic interface is characterized by an aggregate of facilities for processing and retrieving of information, maximally adapted for the user's convenience. The user's interface is implemented by a single window or multiwindow mode, change of the colour, size, visibility (transparency, translucency, invisibility) of windows and their elements, their location, sorting of window elements, flexible configuration of windows and some of their elements (files, folders, labels, fonts, etc.) in graphical systems. To build the most easy to use and optimally informative graphic interface modern graphical interface, editors are needed, with the help of which the development of graphic interface would be as quick as possible with the ability of visual location and positioning of interface elements, display and editing of all graphic interface properties as a whole and each element separately, quick display of the result of development, implementation of the graphic interface's response to user actions.

Особливості розроблення програмних засобів реалізації протоколів асиметричного шифрування інформації на основі рекурентних послідовностей

2017-06-05T23:46:40Z

Назва: Особливості розроблення програмних засобів реалізації протоколів асиметричного шифрування інформації на основі рекурентних послідовностей Автори: Яремчук, Юрій Євгенович; Iaremchuk, I. Короткий огляд (реферат): Розглянуто математичний апарат рекурентних послідовностей, а також можливість побудови методу асиметричного шифрування інформації на його основі. Для запропонованого методу розроблено структуру програми асиметричного шифрування, яка дозволяє реалізувати запропонований метод у вигляді набору модулів, що виконують певні обчислювальні процедури. Наведено структури програм шифрування (дешифрування) головного модуля. З метою спрощення обчислень криптографічних перетворень розглянуто особливості програмної реалізації запропонованого методу та наведено рекомендації щодо вибору параметрів.; The paper considers a topical problem of developing software means of fast asymmetric encryption-decryption of information based on recurrent sequences that would ensure an adequate level of reliability. We considered the mathematical apparatus of recurrent and sequences, as well as a possibility of constructing a method of asymmetric information encryption based on it. The method considered is, under certain conditions, of less computational complexity in comparison with the known method of ElGamal, and it provides the same level of reliability. Moreover, the proposed method allows setting a required reliability depending on the parameter , i.e. it is possible to increase the reliability along with the increase of this parameter. A peculiarity of the hardware implementation of the presented method of asymmetric encryption is that all the procedures therein are performed consistently, because the processors for encryption (decryption) contain one unit for calculating and sequences. To simplify the organization of memory, we implemented as separate memory blocks for storage of various data. A comparison of processors that implement the proposed method, and the known ElGamal method, shows that the former offer almost the same time of encryption-decryption at , and longer time at . For the proposed method, we developed a software structure of asymmetric encryption, which allows implementing the proposed method as a set of modules that perform specific computational procedures. The most difficult of all the modules is a module performing arithmetic operations with large numbers. We provided structures of software encryption (decryption) of the main module. In order to simplify calculations of cryptographic transformations, we considered peculiarities of software implementation of the proposed method and provided recommendations for parameter selection.

Вимірювання електропровідності в системі з «прозорими» циліндричними джерелами поля

2017-06-06T00:04:12Z

Назва: Вимірювання електропровідності в системі з «прозорими» циліндричними джерелами поля Автори: Батигін, Юрій Вікторович; Гнатов, Андрій Вікторович; Барбашова, Марина Вікторівна; Чаплигін, Євген Олександрович; Сабокар, Олег Сергійович; Batygin, Y.; Gnatov, A.; Barbashova, M.; Chaplygin, E.; Sabokar, O. Короткий огляд (реферат): Розкрито основи безконтактного способу вимірювання питомої електропровідності листових металів, що ґрунтується на компенсації електромагнітних полів двох соленоїдів у внутрішній порожнині системи з двома листовими металевими зразками. Наведено аналітичні співвідношення для розрахунку основних електромагнітних характеристик представленої системи. Конкретними чисельними оцінками показана працездатність запропонованого способу.; The given article deals with the solution of problems arising at measuring of electrical conductivity of metal samples by traditional methods. Theoretical foundations of the noncontact method of electrical conductivity measuring of sheet metals, based on compensation of electromagnetic fields of two solenoids are discovered. The offered method of electrical conductivity measuring of metals is based on the idea that the two metal sheets are affected by contradirectional magnetic fields from outside. The term "contradirectional" means turning on the sources of the magnetic field at which the vectors of intensity have opposite directions and their amplitudes are that, that in the space between the samples the magnetic flux is equal to zero. The advantage of the given method, in comparison with the known analogues is the lack of electrical links with the object of investigation that allows solving the problem of presence of contacts resistance and conductors proper contacting electromotive force in the measuring contour as well as «device - object of investigation». At small dimensions of investigated metal, the value of the transitive resistance grows in the zone of contacts and, accordingly, the error in definition of the size of measuring. The analytical relations for calculation of the basic electromagnetic performances of certain temporary shapes of currents in coils-sources which are the most simple and accepted for practice - exponential and harmonious dependences, are indicated. Since all the calculated dependences should give quantities of the electrical conductivity with certain scattering caused by corresponding accepted assumptions, but comprehensible to practical use for estimation of possible disagreements and formulation of requirements of their minimization relations of currents in coils-sources in various approximations (exponential signals, harmonious etc.) are written out. It is shown that these dependences are various, as each of approximations has a certain degree of inadequacy to real requirements. It is shown that at an appropriate selection of requirements for measuring, the metal electrical conductivity can be defined with rather a low level of error in comparison with reliable data.

Результуюча швидкість процесу контактної взаємодії коренеплодів

2017-06-06T00:04:05Z

Назва: Результуюча швидкість процесу контактної взаємодії коренеплодів Автори: Дубчак, Наталія Андріївна; Dubсhak, N. Короткий огляд (реферат): Наведено результати аналітично-емпіричних досліджень технологічного процесу контактної взаємодії коренеплодів з витком шнека очисної системи на основі кінематичного аналізу руху коренеплодів по робочих поверхнях очисника, виконаного у вигляді подавального транспортера та встановленого над ним шнека. Отримано аналітичні та емпіричні моделі процесу співудару коренеплодів з витком шнека, які характеризують залежність зміни результуючої швидкості співудару залежно від основних параметрів робочих органів очисника. Визначено раціональні межі основних конструктивно-кінематичних параметрів очисної системи з умови забезпечення мінімальних пошкоджень коренеплодів.; Results of the analytical – empirical investigation of the technological process of the root crops contact interaction with the screw flight of the cleaning system, basing on the kinematic analysis of the root crops movement on the operating surfaces of the cleaner, constructed as the feeding conveyer and the screw, mounted under it, have been presented. Separation of the root crop tops, which is dug up by the operating members and further fed to its cleaning transporting – technological systems, is one of the most important and complicated technological operations of the root harvesting machine operating. The objective of the scientific investigations is the further development of methods and methodology of optimization of the root crop tops cleaners parameters. The main factors, which characterize the functional process of the root crop tops cleaning are the quantity data of admixtures and root crops damage, which appear while their interacting with the screw flight. The criterion of the root crops damage estimation is the resultant speed the process of the contact interaction with the screw flight, which is limited by the admissible values. Basing on kinematic analysis of the speed plan graphic plotting of the root crops movement, determinate mathematic model is obtained, which characterizes the dependence of the change of the resultant speed of the root crops contact interaction with the screw flight on the main cleaner parameters. As the result of this plotting and carrying out multi – factor experiments the empiric models were obtained, which characterize the dependence of the resultant speed change flight, depending on the main cleaner operating members parameters. Effective limits of the main cleaners construction kinematic parameters while providing the toot crops minimal damages have been determined. Differences in experimental and theoretical values of the resultant speed of the root crops contact interaction with the screw flight is within 3..8%, that is, analytical mathematic model similar to that of the real experimental process, has been built.

Особливості розрахунку шліцьових з’єднань механізмів машин односторонньої дії

2017-06-06T00:04:04Z

Назва: Особливості розрахунку шліцьових з’єднань механізмів машин односторонньої дії Автори: Диня, Володимир Іванович; Dunya, V. Короткий огляд (реферат): Приводи односторонньої дії застосовуються в механізмах приводів малих переміщень металорізальних апаратів, транспортно-технологічних систем, сільськогосподарських і піднімально-транспортних машин, мотоциклів, велосипедів тощо. Розроблено й наведено приводи односторонньої дії гнучких трубчастих конвеєрів і пристроїв для регулювання положення довбальних різців при нарізуванні внутрішніх гвинтових шліцьових канавок. Наведено також конструкцію кулькового шліцьового з’єднання (КШЗ) односторонньої дії, що забезпечує більшу чутливість механізму і значно менші зусилля осьового переміщення за рахунок використання тіл кочення й підвищення їх надійності та експлуатаційної довговічності. Основними конструктивними елементами КШЗ є бігові доріжки, які виконані у вигляді кільцевих канавок під кульки або ролики. Наведено методику розрахунку КШЗ для визначення міцності поверхонь вала і втулки за умови контактних напружень.; Creation of new type machines and mechanisms of transporting-technological systems and their drives promotes the further development of production due to the improvement of their design, raising of labour productivity and operating reliability. Drives of the machine transporting-technological systems are characterized by the variety of constructions and technologiеs of their production, the characteristic of functioning and operating perculiarities. Among them drives are of special importance, which, acсording to their functional purpose, must provide the torgue transmission only in one direction, and in the other one – joining and transporting elements lock. Such drives are used in the small displacement drive mechanisms of metal-cutting devices, transporting technological systems, agreecultural and elevating-transporting machines, motocycles, bikes, etc. One-sided drives of flexible tube conveyer and the device for adjustment of the slotting cutters location while cutting the inside screw slot grooves, have been developed. The construction of the one-sided ball slot joint (BSJ), which provides better mechanism sensitivity and small enough forces of the axial displacement due to the usuge of the rolling bodies and raising their reliability and operating durability, has been presented. The main construction BSJ elements are bearing races, which are made as the ring slot for the balls or rolls. The rolling elements in these joints must provide two importants functions: decrease of the axial displacement force and joining elements lock while reversing. The method of the BSJ calculation for determination of the shaft and bush surface strength under contact strain, has been presented. To increase the BSJ loading ability it is reasonable to use elements, which would provide mach more contact areaon the side surfaces of the one-sided driving shaft and to use high-guality steels for their production.

До розрахунку довжини вильоту електрода при механізованому зварюванні сталей у захисних газах

2017-06-06T00:04:02Z

Назва: До розрахунку довжини вильоту електрода при механізованому зварюванні сталей у захисних газах Автори: Петрієнко, Ольга Ігорівна; Petriyenko, O. Короткий огляд (реферат): Роботу присвячено визначенню довжини зон вильоту електрода, в яких нагрів електрода визначається власно нагрівом від струму та нагрівом від краплі. Це дозволяє з великою точністю визначати необхідне значення довжини вильоту електрода під час зварювального процесу для забезпечення його якості.; The work is devoted to determination of the zones of electrode extension, in which electrode heating is determined by heating from electric current and heating from the drop. Thermal processes in these sections of electrode extension are described by different equations. Point of “junction” of these solutions is located in some distance from the boundary of the electrode with the drop and is characterized by electrode preheating temperature and length of the part of electrode extension corresponding to this temperature. The presented calculation procedure is based on solution of the Fourier’s differential equation of heat conductivity with introduction of virtual limits and boundary conditions of the fourth kind. This is a problem with inner nonlinearity, as the thermophysical parameters depend on temperature. If the electrode preheating temperature is assigned in calculations, it will be exactly the mandatory additional condition that allows solving the problem of heat balance. Thus, after certain transformations, expressions were derived which allow calculation of temperature gradient in the first section of electrode extension and temperature gradient in a point with temperature that is equal to that of electrode preheating. Derived equations allow to determineon the length of electrode extension section that is adjacent to the drop, where an abrupt temperature rise begins, because of the heat coming from the drop. Given calculations allowed plotting a graph which make possible to determineon the portion of temperature gradient increment due to heat coming from the drop. A point with zero coordinate on abscissa axis corresponds to the boundary between the electrode and the drop. Having determined the length of electrode extension section adjacent to the drop, it is also possible to determine the full length of electrode extension. Thus, the described calculation procedure yields a precised value of length of the zone, in which electrode heating is determined by heating from passing current, and length of electrode zone, in which the main thermal processes are determined by heating from the drop. This enables studying the heat balance of the drop in a more detailed and accurate manner than before.

Структурний синтез гвинтових сепараторів методом морфологічного аналізу з ієрархічним групуванням

2017-06-05T23:33:45Z

Назва: Структурний синтез гвинтових сепараторів методом морфологічного аналізу з ієрархічним групуванням Автори: Гевко, Іван Богданович; Дячун, Андрій Євгенович; Рогатинська, Лілія Романівна; Клендій, Володимир Миколайович; Лотоцький, Роман Ігорович; Gevko, I.; Dyachun, A.; Rohatinska, L.; Klendiy, V.; Lotockiy, R. Короткий огляд (реферат): Наведено нові конструкції гвинтових сепараторів для калібрування матеріалів і змішування сумішей, які згенеровані на основі методу морфологічного аналізу з ієрархічним групуванням. Серед різних варіантів синтезованих конструкцій гвинтових сепараторів для калібрування матеріалів і змішування сумішей шляхом експертного оцінювання обрано п’ять, що мають покращені експлуатаційні характеристики.; To find new ideas for creation of advanced construction of screw separators (SS) it is worthy taking advantage of the know method of morphological analysis, which makes possible to obtain the total number of solutions and its modified option: the method of the hierarchic groups synthesis using morphological analysis, which results in carrying out the alternatives generation on some hierarchic levels or within some construction parts, starting from the higher ones, which provides obtaining the most reasonable construction solution while saving forces and time expenses. As the result of the carried out analysis of different factors effect on the (SS) materials separation by the structural-scheme synthesis using morphological analysis the limited number of its component elements and links between them, which are of the construction character, have been found, basing on which the morphological matrix y, has been compilated. The following main morphological characteristics have been chosen: drive, vibration clutch, screw operating member (SOM), loading mechanism, separator location, and unloading mechanism. The composition of the morphological table can be broadened due to new alternatives of each characteristic as well as due to some additional ones. But this option of the morphological model was obtained due to the marking out functionally important elements in order to simplify the model, wich will result in minimizing of the generated options number. The method proposes to break up general task into partial ones and to search for the rational solution in the partial areas of search with their further compiling. Thus, those construction elements of the mechanical, system, which affect spontaneously the quality and productivity of the technological process operation (elements of the first level) can be considered those of the first hierarchic level. The second hierarchic level, are the construction elements, which help realize the functions of the relevant, mechanical system and affect indirectly on the technological process operation (elements of the second level). The third hierarchic level construction elements are those, which are necessary for the operation of the mechanical system, but do not affect the realization of the technological process (elements of the third level).

Дослідження температур при тонкому абразивному шліфуванні деталей з композитів на основі відходів інструментальних сталей

2017-06-05T23:32:14Z

Назва: Дослідження температур при тонкому абразивному шліфуванні деталей з композитів на основі відходів інструментальних сталей Автори: Гавриш, Анатолій Павлович; Киричок, Петро Олексійович; Роїк, Тетяна Анатоліївна; Віцюк, Юлія Юріївна; Gavrish, А.; Kyrychok, P.; Roik, Т.; Vitsuk, Yu. Короткий огляд (реферат): Наведено результати експериментального дослідження миттєвих контактних температур, які виникають на кінці різального леза абразивного зерна при тонкому шліфуванні деталей тертя, виготовлених з нових композиційних матеріалів на основі утилізованих шліфувальних регенерованих відходів легованих інструментальних сталей 86Х6НФТ, 4ХМНФС та 5Х3В3МФС з домішками твердого мастила CaF2. Вивчено вплив складу абразиву та режимів різання на значення температур. Показано, що на температурне поле (миттєві контактні температури) при шліфуванні суттєво впливають матеріал абразивного зерна, зернистість інструменту та матеріал зв’язки шліфувального круга. Доведено, що найвищі параметри якості робочих поверхонь деталей з нових композитів досягаються при використанні шліфувальних кругів на основі карбіду кремнію зеленого зернистістю 14 – 20 мкм на гліфталевій зв’язці. Експерименти показали, що зменшення зернистості шліфувального круга у ≈ 2,0 – 2,5 раза знижує величину миттєвих контактних температур. Мінімізація температурного поля в зоні оброблення для тонкого абразивного шліфування нових композитних сплавів на основі шліфувальних відходів інструментального виробництва відбувається при застосуванні дрібнозернистих абразивних інструментів.; The paper deals with the experimental results of instantaneous contact temperatures that occur at the end point of the abrasive grain cutting edge in the process of friction work pieces fine grinding. These work pieces are made of new composite materials based on utilized re-refined grinding wastes of 86Х6НФТ, 4ХМНФС and 5Х3В3МФС alloy tool steels with CaF2 solid lubrication impurities. The influence of abrasive structure and cutting conditions on the temperature values is investigated. It is shown that the abrasive grain material, the tool grain size as well as the abrasive disc bond material significantly affect the temperature field (instantaneous contact temperatures) of grinding process. It is proved that the best working surfaces quality parameters of the new composite work pieces are obtained when using the abrasive discs based on green silicon carbide with grain size of 14 – 20 μm on glyptal bond. The experiments have shown that the abrasive disc grain size reducing nearly in 2,0 – 2,5 times decreases the instantaneous contact temperature values. In the fine abrasive grinding process of new alloys composed on the base of tool manufacturing grinding wastes the minimization of the machining zone temperature field is being performed when using fine-grain abrasive tools. The contact working surfaces best quality parameters with regard to the friction pieces made from new composites can be obtained when using such fine grinding machining process cutting conditions as: speed of abrasive disc Vab.d. – 22 m/s, speed of piece Vp. – 2 m/min, depth of cutting t – 2 – 5 μm, cooling – 3 % soda emulsion solution.

Оптимізація параметрів гвинтових транспортно-технологічних сиситем

2017-06-05T23:22:03Z

Назва: Оптимізація параметрів гвинтових транспортно-технологічних сиситем Автори: Рогатинський, Роман Михайлович; Гевко, Іван Богданович; Рогатинська, Лілія Романівна; Rogatynskyi, R.; Gevko, I.; Rogatynska, L. Короткий огляд (реферат): Розроблено методику оптимізації гвинтових транспортно-технологічних систем на основі багатокритеріальної задачі, де за критерії оптимізації слугують такі критерії: за трудомісткістю виконання супутніх технологічних операцій; за енерговитратами; за матеріалоємністю, де за комплексний критерій прийнято суму вартісного еквівалента кожного використаного ресурсу. На зміну параметрів накладено 12 обмежень. Вказані обмеження задають область визначення, яка представлена узагальненою функцією обмеження у неявному вигляді. Розроблено методику розрахунку раціональних конструктивних параметрів і режимів роботи конвеєрів змішувачів у вигляді восьми основних етапів з виведеними аналітичними залежностями.; The main operating and loading-unloading members of great number of elevating transporting, agricultural, road-building, processing and other machines are screw mechanisms. Their share as transporting means is about 40 – 45 % according to available data. The specific character of their operation is caused by the variety of the technological processes operations, as well as the physical-mechanical properties of loads, which specify the diversity, construction, kinematic and technological parameters. Optimisation model of screw transporting-technological systems (STTS) according to the multicriteria parameters has been developed. These criteria are: labour intensity of the technological operations performance, energy demands and materials consumption. For the STTS optimisation according to the independent variables the following ones were accepted: external diameter of the trough, relative gap between the trough and the screw external edge, flight lift tangent, conveyor speed coefficient, etc. Objective STTS function as a quadratic polynomial with 12 constraint functions defining a function domain is presented as generalized implicit constraint function. This makes possible to simplify the algorithm and to automate the calculation process on PC. As an example the screw mixer and technological process of powder materials mixing were subject to seven constraints, and minimum and maximum values of corresponding parameters were found as well as the method of their calculation was determined. Obtained relations make possible to calculate precisely the optimal construction and technological parameters of the mixer which provide the desired quality of powder materials mixture under high efficiency of the mixing process.

Фізичне обгрунтування методу дифузного поверхневого розсіювання

2017-06-05T23:19:48Z

Назва: Фізичне обгрунтування методу дифузного поверхневого розсіювання Автори: Рудяк, Юрій Аронович; Rudyak, Yu. Короткий огляд (реферат): Теоретично обгрунтовано фізичні основи запропонованого автором експериментально-розрахункового оптичного методу визначення деформацій поверхні. Метод базується на ефекті перерозподілу інтенсивностей дзеркальної та дифузної складових розсіяного світлового потоку при локальній зміні кривизни дифузно-розсіюючої поверхні. Вимірюючи ці зміни, можна визначати напружено-деформований стан (НДС) об’єктів.; Physical bases of the proposed by the author experimental-calculation optical method of determination the surface deformation are theoretically interpreted in the article. Available optical methods of the experimental mechanics can be conventionally divided into two groups: interference and optical-geometrical. The first comprises such well-known methods as polarization-optical (photoelasticity), holographic interference, optical sensitive coverings, interference pictures being decoded, resulted under the units loading and deformation. The second group method deal with some geometric measurements (beam deflection in the gradient photoelasticity and mirror-optical method curves radii in the caustic method), which are carried out under loading. The proposed method belongs neither to the first nor to the second group and is based on the creation of the diffuse optical fields and measurement of their parameters changes (intensity) under the unit loading. It is shown that under the unit deformation, which causes the decrease of its surface curvature, the intensity value of the diffuse component, reflected from the diffuse-scattering surface of the light beam, increases, and that of the mirror component, decreases. When the unit is subject to the deformation, caused by the decrease of its surface curvature, the intensity value of the diffuse component of the reflected from the diffuse-scattering surface of the light beam decreases, and that of the mirror component-increases. The effect in question occurs and can be used for the zero-initial curvature (flat), and convex (positive) and concave (negative). It can be used for the measurement of the surface deformation using optical meters. If the convex plate with the diffuse-reflected surface, the axis of which coincided with the direction of the measuring deformation, is fixed on the unit surface, the curvature of the plate will change under deformation and the effect in question can be identified. Thus, the proposed method can be used for the measurement of the local changes of the surface curvature and creation of the optical deformation meters

Дослідження впливу хімічного складу і температури спікання на механічні властивості інструментальних сплавів на основі легованого карбіду титану

2017-06-05T23:41:08Z

Назва: Дослідження впливу хімічного складу і температури спікання на механічні властивості інструментальних сплавів на основі легованого карбіду титану Автори: Мариненко, Сергій Юрійович; Marynenko, S. Короткий огляд (реферат): Наведено результати досліджень з оптимізації хімічного складу та умов отримання твердого сплаву на основі карбіду титану, легованого карбідами ванадію, ніобію та вольфраму з нікель-хромовою зв’язкою з використанням математичних методів планування експерименту. Варіювали температуру спікання в діапазоні 1350…14500С, уміст легуючого карбіду вольфраму – 5…15 % (мас.) та вміст металевої нікель-хромової зв’язки – 12…24 % (мас.). Параметри оптимізації – твердість за Віккерсом і тріщиностійкість. Встановлено, що твердість за Віккерсом максимальна при температурі спікання 14000С, умісті карбіду вольфраму – 5 % (мас.) і 18 % (мас.) нікель-хромової зв’язки, а тріщиностійкість – при температурі спікання 13500С, умісті WC – 15 % (мас.) й 24 % (мас.)NiCr.; The research results on optimizing the chemical composition and the conditions for obtaining the titanium carbide based hard alloy alloyed by the vanadium, niobium and tungsten carbides with a nickel-chromium binder taking advantageof mathematical methods for planning the experiment are presented in the article. Eleven sufficient factors of impact on the physical- mechanical properties of the alloyed titanium carbide based tool alloys have been found in the result of analysis of the relevant references on the manufacturing processes of hard alloys production. In order to reduce the number of experiments some factors were fixed at a certain level: duration of grinding – 72 hours, ball –mixture relation – 7:1, specific pressing pressure – 150 ... 200 MPa, plasticizer – 5 % solution of synthetic rubber in gasoline, amount of plasticizer - 0,75 % of the charge mass, content of vanadium and niobium carbides – 5 % (wt.), isothermal exposure time during sintering – 40 minutes. The sintering temperature is varied within of 1350 ... 14500С, the content of the alloying tungsten carbide – 5…15 % (wt.) and the content of the metal nickel-chromium binder – 12...24 % (wt.). The optimization parameters are Vickers hardness and fracture toughness. The Vickers hardness of maximum values (17…18 GPa) at the alloy sintering temperature 14000С, tungsten carbide content – 5 % (wt) and 18 % (wt) of the nickel-chromium binder were found by analyzing the obtained regression equations and constructed response surfaces. As for the maximum values of the fracture toughness (8.4...9.0 MPa×m1/2) they were obtained at the alloys sintering temperature of 13500С, tungsten carbide content – 15 % (wt.) and 24 % (wt.) of the nickel-chromium binder.

Вплив термоциклування на електрофізичні властивості термоелектродних матеріалів залізо-константан і стабільність термопари З-Кн

2017-06-05T23:58:51Z

Назва: Вплив термоциклування на електрофізичні властивості термоелектродних матеріалів залізо-константан і стабільність термопари З-Кн Автори: Мельничук, Микола Дмитрович; Melnuchyk, N. Короткий огляд (реферат): Досліджено вплив циклічної зміни температури при нагріванні до 400…800 К і охолодженні зі швидкістю 104 К/с до кімнатної температури на електроопір, термо-ЕРС та мікроструктуру термоелектродних матеріалів залізо і константан, а також на стабільність показів термопари залізо-константан (ТЗ-Кн). Похибка вимірювання, викликана термоциклуванням, представлена залежно від вимірюваної температури і числа термоциклів. При температурах вище 500оС вона може перевищувати допустимі значення, що вимагає переградуювання термопари ТЗ-Кн.; Investigations concerning the improvement of the engineering units operation control, nuclear power plants in particular, have become of great importance especially after the repeated explosions in the reactor halls in Japan, which are likely to be caused by the decrease of the reactors hardware maintenance system control, thermoshock damages in the thermo-electrode wires in particular. In the paper the effect of cyclic temperature changes on electrical resistance, thermal electromotive force and microstructure of the thermocouple materials iron and constantan (TIC), as well as on the stability of thermocouple iron – constantan when heated to 400 ... 800 K and cooled at a rate 104 K/s to the room temperature has been investigated. It is found that thermal cycling (50 cycles) in an inert environment during cooling from temperatures (873 K) increases the constant electric resistance by 3,5 % and that of iron by 29 %. Structural changes of the thermocouple wire after thermoshocks in the air testify the formation of microcracks of thermal origin on the surface of electrodes and increase of grain size. While cycling in the argon only slight growth of grains and partial decomposition of austenite in the iron thermal electrodes was observed . The dependencies of the deviations of thermal electromotive force of the thermal electrodes on the number of cycles in the environment (argon, air) during calibration in the range of 293 ... 900 K are presented. According to the results an alloy constantan (-100 mV) is more sensitive to thermal cycling (heating in argon 50 cycles), for technically pure iron complex dependencies are observed: up to 15 cycles electronegative deviations that with the increase to 50 cycles are transformed into electropositive (+50 mV), are recorded. Thermal cycling of thermal electrodes in the air causes deviation of thermal electromotive force in 2 – 6 times higher, than after heating in argon. It is shown that thermal cycling (50 cycles, heating in argon) will cause the deviation of iron – constantan values in minus 2,6º C, similar number of cycles while heating in the air will change iron – constantan values relatively NSC in minus 6,5º C.

Вплив навантажень у процесі укладання на ресурс роботи морських нафтогазопроводів

2017-06-05T23:46:42Z

Назва: Вплив навантажень у процесі укладання на ресурс роботи морських нафтогазопроводів Автори: Побережний, Любомир Ярославович; Пиріг, Тарас Юрійович; Станецький, Андрій Ігорович; Мойсюк, Юрій Ярославович; Poberezhny, L.; Pyrig, T.; Stanecky, A.; Mojsyuk, Yu. Короткий огляд (реферат): Розроблено та експериментально перевірено метод оцінювання впливу передексплуатаційних навантажень протягом вкладання на втомну довговічність та ресурс безпечної експлуатації морських нафтогазопроводів. За результатами проведених досліджень за розробленою методикою дослідження трубної сталі 09Г2С запропоновано метод інженерного оцінювання циклічної довговічності трубопровідних систем. Виявлено основні закономірності зміни фізико-механічних характеристик матеріалу, розвитку у ньому пошкодженості за циклічного напрацювання, що найбільше проявляється у середовищі (морській воді), встановлено характеристики циклічної міцності сталей та зварних з’єднань трубопровідної сталі. Отримано рівняння циклічної довговічності та ресурсу безпечної експлуатації, які дозволяють розраховувати коефіцієнти, урахування впливу механічних напружень у процесі укладання та агресивності корозивного середовища (морської води) на довговічність основного металу та зварного з’єднання трубопроводу протягом напрацювання.; While stringing the marine pipelines various methods are used, each of which has its advantages and disadvantages. However, in the world the two most widely used methods of stringing pipelines are: S-method is limited by the depth of the top, and J-method, the use of which, however, is limited by the minimum allowable depth. Safe operation of the pipeline during the project time is largely determined by the history of dynamic and static loads it is subject to while stringing and during its lifetime in order to predict the trouble-free operation of the pipeline and to take into account the deformation effects caused by the change of the stress-strain state of the pipeline during construction, that depends on how it is stringed. The method of evaluating the effect of preoperational loading while stringing on the fatigue life and safe operation of marine oil and gas pipeline was developed and experimentally tested. The analysed method was used for the study of pipe steel 09G2S properties. The method of engineering evaluation of the cyclic durability of pipe systems was proposed. Main regularities of the material physical-mechanical properties, development of fracture in it under cyclic operating, which is the most sufficient in the environment (sear water), have been found. The characteristics of the steels and wildings cyclic strength of the pipe steel were determined. The equation of cyclic durability and safe operation life was obtained, which makes possible to calculate coefficient, to take into account the effect of mechanical loadings while stringing and aggressive corrosion environment (ser water) on the durability of the main metal and welding of the pipeline while operating. The safe operation life of the marine pipelines has been interpreted. Necessity to take into account the effect of the preoperational loadings on the operation life and residual durability of the marine pipelines with undamaged and damaged insulation covering, has been proved.

Зсувне пружно-пластичне деформування тіла з прямокутним включенням за умов неповного контакту із середовищем

2017-06-05T23:51:06Z

Назва: Зсувне пружно-пластичне деформування тіла з прямокутним включенням за умов неповного контакту із середовищем Автори: Валяшек, Володимир Богданович; Valyashek, V. Короткий огляд (реферат): Досліджено квазістатичний розвиток пластичних деформацій в околі вершин жорсткого прямокутного включення, дві паралельні грані якого до навантаження перебували в ідеальному механічному контакті з середовищем, дві другі пари – не контактували з ним. Середовище вважається ідеально пружно-пластичним, пластичні зони-континуальними. Деформація зумовлена зсувним навантаженням, прикладеним на нескінченності паралельно до вільних від контакту граней включення. Поставлено крайову задачу у напруженнях в комплексній площині поперечного перерізу тіла і зведено її до задачі Келдиша-Сєдова. Знайдено аналітичний роз’язок задачі, визначено напружено - деформівний стан тіла поза включенням для довільної величини навантаження і довільних співвідношень між розмірами включення. Визначено межу зони пластичних деформацій і досліджено її зміну зі зростанням навантаження. Показано, що вільні від контакту з середовищем грані включення не охоплюються пластичними деформаціями, а грані, що раніше перебували у ідеальному контакті з середовищем, лише частково охоплюються пластичними деформаціями.; Quasi-static development of the plastic strains in the rigid rectangular inclusion tips threshold, two parallel edges of which were in the ideal mechanical contact with the environment before loading and two other ones did not contact with it, has been investigated. The environment is considered to be ideal elasto-plastic one, its plastic areas being continuous. The strain is caused by the shearing loading applied on the infinity parallel to the contact-free inclusion edges. The boundary task in the strains of the complex area of the body cross-section is set and reduced to the Keldysh-Sedov task. Analytical solution of the task was found, stress-strain state of the body outside the inclusion for the arbitrary loading value and arbitrary ratio between the inclusion, sizes have been determined. The plastic strain area boundary has been found and its change with the loading increase has been investigated. In the area of the body cross-section the slipping lines of the elastic area are the segment of the straight line, which compose together with the inclusion unscaled edges the angles from zero to the straight one. It has been testified that contact-free with the environment inclusion edges are not subject to the plastic strains, but edges, which initially were in the ideal contact with the environment, are subject to plastic strain partially. At the initial stage of the boundary development the plastic strains area grow almost homothetically with the homothetic center in the inclusion tips. This phenomenon is true exactly enough even for the inclusions, which are of 50 % of the body material yield limit value. If the inclusion width is much less than its length and its shape it is similar to that of the crack, the picture of the plastic strains development differs greatly from that of the plastic strain development in the crack threshold.

Експлуатаційне зношування трубопроводів другого контуру енергоблоків ВВЕР-1000

2017-06-05T23:44:15Z

Назва: Експлуатаційне зношування трубопроводів другого контуру енергоблоків ВВЕР-1000 Автори: Ожигов, Леонід Семенович; Митрофанов, Анатолій Сергійович; Крайнюк, Євген Олександрович; Бажуков, Андрій Вячеславович; Мельник, Петро Євтіхієвич; Ozhigov, L.; Mitrofanov, A.; Krainyuk, Y.; Bazhukov, A.; Melnik, P. Короткий огляд (реферат): Досліджено характер експлуатаційних ушкоджень трубопроводів теплообмінного устаткування другого контуру енергоблока ВВЕР-1000. Встановлено, що у ряді випадків труби зі сталі 20 (Ø32×4 мм) схильні до інтенсивного ерозійно-корозійного зношування, причиною чого можуть бути турбулентні потоки теплоносія, що виникають на згинах трубопроводів і виступах зварних з’єднань. Розглянуто також ушкодження трубопроводу зі сталі 20 (Ø325×13 мм). У трубопроводі зі сталі 08Х18Н10Т (Ø25×2 мм) ушкодження мають вигляд наскрізних зімкнених тріщин невеликої протяжності. Ушкодження носять локальний характер і за усіма ознаками зумовлені корозійним розтріскуванням під напруженням.; Corrosion damage in the pipe system of the second circulation loop is one of the problems of long-term operation of NPP with WWER-1000 power units. Subject of the research were flat spiral pipe elements (SFPE) made of steel 20, 32×4 mm, used in high-pressure heater; pipe-line  325×13 was made of steel 20 and pipe elements of heat exchangers 25×2 mm were made of corrosion-resistant steel of austenitic class 08Cr18Ni10Ti. The performed investigations have testified that SFPE pipes (32×4mm) in the medium of the second circulation loop are subjected to the intense erosive-corrosive wear. The reason of this phenomenon is the turbulent flows of heat-transfer agent caused by the wrong groove weld connecting SFPE and tailpress. Formation of through crack was revealed on the pipeline 325×13 mm made of steel 20 without substantial erosion of the metal. Cracking has occurred on the area of tap for 90o in front of controller. Impact tests of longitudinal and transverse specimens testified the presence of anisotropy of mechanical properties of the metal. Metallographic examination revealed the presence of fibrous structure. Os the whole mechanical and metallographic properties of steel meet the specification. The reason of the crack formation was likely to be the combination of factors: overspecified operation loads and presence of corrosive component. Erosion wear of the metal was not revealed in the pipeline 25×2 mm produced of steel 08Cr18Ni10Ti. In this case the operating damages are like through closed cracks of small extent. Damages are local and are caused by the corrosion cracking under stress.

Взаємодія кільцевого штампа із попередньо напруженим ізотропним шаром, що зчіплений із жорсткою основою

2017-06-05T23:51:04Z

Назва: Взаємодія кільцевого штампа із попередньо напруженим ізотропним шаром, що зчіплений із жорсткою основою Автори: Габрусєв, Григорій Валерійович; Habrusiev, H. Короткий огляд (реферат): Отримано формули для визначення контактних напружень у шарі, в який втискується абсолютно гладкий штамп за наявності в шарі залишкових деформацій, що зумовлені зосередженим нагрівом при зварюванні. Наведено числовий приклад і показано, що наявність у шарі залишкових деформацій суттєво впливає на величину і характер розподілу контактних напружень.; Increase of reliability and durability of structures and mechanisms is one of the most actual tasks of modern construction and engineering. Residual deformation is known to occur almost always in the structural elements and machine parts. The nature of their appearance can be very different: irreversible deformation (plasticity, creep), structural changes in the material, changes of the aggregate state in some areas, mechanical, chemical and technological processes, etc. Taking into account the residual deformation while calculating welded structures is of special importance. Resulted stress can cause fracture and accelerate some phase transitions, corrosion. When the residual strains under development of the important structural elements of machines and installations is taken into account, the material strength life can be estimated more accurately which can result in reduce of its costs, while maintaining the necessary functional characteristics of the elements in general. That is why the study of the contact interaction of the elastic bodies with residual deformations is up to date and will remain in the future. The isotropic layer has thickness and is fused with rigid base. The perfectly smooth hard annular punch is pressed forward (without rotation) in the layer (Fig. 1). Smoothness means that the interface tangential stresses are equal to zero. Absence of rotation means that the efforts which are applied to the punch can be reduced to the resultant force, which is directed along the axis of the punch. In the contact area the punch is limited by the surface of rotation, which consists of three parts: planes for and parabolas with tips at points and . On the upper surface of the layer heating caused by welding was concentrated which resulted in the field of residual deformations. The problem is treated as the construction of the solution of the integral equations with kernels involving the Bessel functions. The author has developed a method of approximate solutions of this type. The main idea of this method is to represent the unknown distribution function of the contact stresses as the Fourier series with unknown coefficients and to construct a system of the linear equations to find them. To demonstrate the proposed methods the numerical example of the construction of the contact stresses distribution function is presented in the paper. Formulae for finding contact stresses in the layer, in which perfectly smooth punch is pressed, when residual deformations are available in the layer caused by the localized heating under welding, are obtained.

Коливання ортотропної циліндричної оболонки з множиною включень довільної конфігурації з пружними прошарками

2017-06-05T23:51:11Z

Назва: Коливання ортотропної циліндричної оболонки з множиною включень довільної конфігурації з пружними прошарками Автори: Шопа, Тетяна Василівна; Shopa, T. Короткий огляд (реферат): В рамках уточненої моделі, яка враховує деформацію поперечного зсуву, побудовано розв’язок задачі про усталені коливання ортотропної замкненої циліндричної оболонки з довільною кількістю абсолютно жорстких включень довільної геометричної форми, орієнтації та розташування, які взаємодіють з оболонкою через тонкі пружні прошарки типу Вінклера. Торці оболонки є довільної геометричної конфігурації. Розглянуто довільні гармонічні в часі граничні умови на зовнішній границі оболонки. Розв’язок побудовано на основі непрямого методу граничних елементів та секвенціального підходу до зображення функції Гріна. Крайову задачу зведено до системи лінійних алгебраїчних рівнянь.; Within more exact model, which takes into account the transverse shear deformation, the solution of the problem on the steady state vibrations of the orthotropic closed cylindrical shell with the arbitrary number of rigid inclusions of the arbitrary geometrical shape, orientation, and location is constructed. Inclusions interact with the shell through the thin elastic layers of the Winkler type. The case of the translational motion of the inclusions along the normal direction to the middle surface of the shell is investigated. The shell of the uniform thickness is considered. External boundary of the shell is of the arbitrary geometrical configuration. This object can be obtained as the result of an arbitrary cut out from the shell of the canonical shape. Arbitrary harmonic in time boundary conditions are considered on the external boundaries of the shell. The solution of the system of partial differential equations in the multi-connected domain with the non-homogeneous boundary conditions of different types is built on the basis of the indirect boundary elements method. The Green’s functions are found basing on the sequential approach to the representation of the Dirac delta function (as the sequence of the delta-like functions) and the Fourier series method. The boundary value problem is reduced to the system of the Fredholm type integral equations basing on the indirect boundary element method and is solved by the collocation method. The cases of external boundaries of the shell and the contours of the inclusions with the corner points can be analysed within the solution constructed. The solutions for arbitrary mixed cases of the boundary conditions on the external boundaries of the shell can be obtained basing on the integral equations constructed in the paper. Different arbitrary mixed boundary conditions on all subsections of the external boundaries are also allowed. Some aspects of the efficient numerical schemes of the collocation method in order to obtain the convergent solutions for the ill-posed problems, considering Fredholm integral equations of the first kind and the cases of non-smooth boundaries, are discussed.

Коливання ортотропної панелі подвійної кривини з множиною включень довільної конфігурації з пружними прошарками

2017-06-05T23:51:14Z

Назва: Коливання ортотропної панелі подвійної кривини з множиною включень довільної конфігурації з пружними прошарками Автори: Шопа, Тетяна Василівна; Shopa, T. Короткий огляд (реферат): В рамках уточненої моделі, яка враховує деформацію поперечного зсуву, побудовано розв’язок задачі про усталені коливання ортотропної панелі подвійної кривини з довільною кількістю абсолютно жорстких включень довільної геометричної форми, орієнтації та розташування, які взаємодіють з панеллю через тонкі пружні прошарки типу Вінклера. Границя панелі є довільної геометричної конфігурації. Розглянуто довільні гармонічні в часі граничні умови на зовнішній границі панелі. Розв’язок побудовано на основі непрямого методу граничних елементів та секвенціального підходу до зображення функції Гріна. Крайову задачу зведено до системи лінійних алгебраїчних рівнянь.; Within more exact theory, which takes into account transverse shear deformation, the solution of the problem on the steady state vibrations of the orthotropic doubly curved panel with the arbitrary number of rigid inclusions of the arbitrary geometrical form, orientation, and location is constructed. Inclusions interact with the panel through the thin elastic layers of the Winkler type. The case of the translational motion of the inclusions along the normal direction to the middle surface of the panel is investigated. The panel of the uniform thickness is considered. External boundary of the panel is of the arbitrary geometrical configuration. This object can be obtained as the result of an arbitrary cut out from the panel of the canonical shape. Arbitrary harmonic in time boundary conditions are considered on the external boundary of the panel. The solution of the system of partial differential equations in the multi-connected domain with the non-homogeneous boundary conditions of different types is built on the basis of the indirect boundary elements method. The Green’s functions are found on the base of the sequential approach to the representation of the Dirac delta function (as the sequence of the delta-like functions) and the Fourier series method. The boundary value problem is reduced to the system of the Fredholm type integral equations on the base of indirect boundary element method and is solved by the collocation method. The cases of external boundary of the panel and the contours of the inclusions with the corner points can be analysed within the solution constructed. The solutions for arbitrary mixed cases of the boundary conditions on the external boundary of the panel can be obtained on the base of integral equations constructed in the paper. Different arbitrary mixed boundary conditions on all subsections of the external boundary are also allowed. Some aspects of the efficient numerical schemes of the collocation method in order to obtain the convergent solutions for the ill-posed problems, considering the Fredholm integral equations of the first kind and the cases of non-smooth boundaries, are discussed.

Згин зварної пластинчастої конструкції за контакту берегів колового міжфазного розрізу

2017-06-05T23:51:16Z

Назва: Згин зварної пластинчастої конструкції за контакту берегів колового міжфазного розрізу Автори: Сяський, Андрій Олексійович; Музичук, Катерина Петрівна; Кот, Василь Васильович; Syasky, A.; Muzychuk, K.; Kot, V. Короткий огляд (реферат): Наведено методику розрахунку кусково-однорідної зварної пластинчастої конструкції, що містить нескінченну ізотропну пластинку з круговим отвором і пружний круглий диск з розрізом на ділянці сполучення, береги якого контактують за дії згинальних навантажень. Моментні напруження на контурах пластинки і диска визначаються із системи сингулярних інтегральних рівнянь, наближений розв’язок якої побудовано методами механічних квадратур і колокації. Досліджено вплив на напружений стан складеної пластинки і величини зони контакту відносної жорсткості зварювального шва та величини розрізу.; Mixed contact problem of the interaction of the infinity isotropic plate with the circular hole of single radius and the circular elastic disk through the open welded seam of constant rigidity in tension (compression) and bending, is considered. Under bending load, the cut edges between the plate and the disk contact partly or along the whole length in one of the common base of the composite plate. The solving of the problem includes the determination of the stress state components at the interface of the materials of the plate and the disk as well as in the welded seam. General state of stress in the lamellar construction is presented as the superposition of the two-dimensional stress states: generalized two-dimensional stress state and bending in the technical theory of the bending plates. The boundary conditions on the smooth contact zone are formulated as the equality of the normal displacements and rotation angles of the normal line to the mean plane in the contour points. As the perfect mechanical contact exists in the zone of soldered joint so the boundary conditions are written as equality of displacements, rotation angles and deformations between the plate, welded seam and the disk. The system of singular integral-differential equations for the determination of contact stresses in the zone of soldered joint and in the contact zone is built through modeling welded seam as the elastic line which coincides with the splice lines of the plate and the disk, and, using the integral relations between the vector displacement components and the rotation angle of normal line in the contour points of the plate (disk) and the contour stress. The finding functions structure in the ends of these zones is determined. The approximate solution of the problem is built by the method of mechanical quadrature and collocation which is used to analyze the influence upon the relative rigidity of welded seam and the cut size on the composite plate stress state and the size of contact zone. The numerical example is considered.

Концентрації напружень у пружному тілі з тонким в’язкопружним включенням

2017-06-05T23:34:05Z

Назва: Концентрації напружень у пружному тілі з тонким в’язкопружним включенням Автори: Силованюк, Віктор Петрович; Ревенко, Андріан Вікторович; Sylovanyuk, V.; Revenko, A. Короткий огляд (реферат): Отримано розв’язок задачі про напружено-деформований стан пружного тіла з тонким в’язкопружним включенням. Для включення еліпсоїдальної форми і матеріалу з реологічними властивостями тіла Кельвіна розв’язок отримано в замкненому аналітичному вигляді. Знайдено напруження у включенні та їх концентрацію в матриці в околі включення.; The known in literature solutions of problems of stress concentration in the vicinity of inclusions, in thin ones, in particular concern the elastic materials of matrix and heterogeneity. In engineering practice the problems arise, for solution of which it is not enough to use the models of elastic bodies only. Such is, for example, the problem of cracks “healing” with injection liquid materials that are able to harden in certain time. As a result the material damaged by cracks hardens and is able to bear certain loads. Since the injection materials are usually high molecular compounds, which are characterized by creep and stress relaxation, the problem of these phenomena consideration within the framework of complex rheological models of materials becomes very urgent. The elastic space subjected to the effect of constant uniaxial tension and in which a defect is as an ellipsoidal inclusion V, one characteristic size of which is much smaller than the other two, is considered. The inclusion material is considered to be a visco-elastic one. Taking into account the small thickness of the inclusion the boundary conditions from its surface are moved to the middle region. As result the boundary value problem for a space with the cross section along the middle region, on which the appropriate boundary conditions are set, has been obtained. The solution of the problem for each moment of time is obtained within the static theory of elasticity and is expressed in terms of a harmonic function, which is presented as a Fourier integral expansion. After satisfying boundary conditions a two-dimensional singular integral equation for displacements determination, in which time is presented as a parameter, has been obtained. After some transformations, the solution of the integral equation is reduced to the Volterra equation f(t). As an example the material the creep of which is described by the generalized Kelvin model is considered. After corresponding calculations the relationships, which characterize the stress relaxation in the inclusion, are obtained. Plots of the stress relaxation in the inclusion and changes of stress concentration with time in its vicinity due to the inclusion material creep are constructed. Calculations testified that the stress concentration increases with time and finally stabilizes at a certain level. It is found that the stress concentration obtained in the elastic and viscoelastic models can vary considerably and it must be taken into account when calculating the long-term strength of the heterogeneous materials containing visco-elastic inclusions.

Методика і деякі результати дослідження сповільненого деформування і руйнування теплостійкої сталі

2017-06-05T23:34:04Z

Назва: Методика і деякі результати дослідження сповільненого деформування і руйнування теплостійкої сталі Автори: Ясній, Володимир Петрович; Бревус, Віталій Миколайович; Марущак, Павло Орестович; Yasniy, V.; Brevus, V.; Maruschak, P. Короткий огляд (реферат): Розроблено й апробовано методику дослідження характеристик механічних властивостей і тріщиностійкості теплостійкої сталі за сповільненого деформування одновісним розтягом на базі електромеханічної випробувальної машини типу FP 100 виробництва Fritz Heckert. Для зменшення швидкості деформування до та переміщення траверси до 1 µm/hour при випробуванні зразків з тріщиною в кінематичну схему машини вмонтовано додатково два черв’ячних редуктори. Побудовано діаграму руйнування і часову залежність поздовжньої деформації експлуатованої сталі 12Х1МФ за сповільненого деформування.; Many important structural elements of thermal and nuclear power plants (reactor vessels, steam generator collectors, pipelines etc.) are operating at high temperatures and in aggressive environments under variable stresses caused by changes in the power consumption. In many cases, lifetime decrease and unpredictable failure of these structural elements are due to slow rate deformation, which in combination with hydrogen environment degrade steels mechanical behaviour. So, to evaluate the lifetime of important structural elements such as pipelines and steam collectors one need to know the behaviour of the material under slow strain rate. On the base of the electro-mechanical type FP 100 (Fritz Heckert) testing machine the methodology to study the characteristic of mechanical behaviour and crack growth resistance at slow strain rate by tension was developed to extend the cylindrical samples deformation minimum rate range up to and traverse displacement up to 1 μm / hour during testing the specimens with the cracks, in particular. To reduce the specimens rate of deformation in the kinematic schema of testing machine traverse movement between motor and reduction gearbox the V-belt drive and two worm-and-wheel gearboxes with gear ratio of 1: 30 and 1:40 were mounted. It is possible to reduce the minimum traverse velocity from 1200 μm / hour (0.02 mm / min) to 1.0 μm / hour. The 12Cr1MoV steel of "hot collector" thermal power plant superheater after 178.5 thousand operation hours was studied. The stress-strain diagram and time dependencies of operated 12Cr1MoV steel axial strain were obtained.