DSpace Зібрання: Вісник Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 2015 рік, № 2 (78)Вісник Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 2015 рік, № 2 (78)http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58302026-04-15T23:12:08Z2026-04-15T23:12:08ZРозрахунок температури запалювання композиційних матеріалів при високотемпературному синтезіOnyshchuk, O.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58582018-01-26T17:47:44Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Розрахунок температури запалювання композиційних матеріалів при високотемпературному синтезі
Автори: Onyshchuk, O.
Короткий огляд (реферат): Розраховано температури запалювання композиційного матеріалу TiFe-20C-2B при високотемпературному процесі. Для цього аналітично розв’язано крайову задачу непрямим методом (методом Лапласа) для циліндричної заготовки. Наведено результати змодельованого температурного інтервалу всього високотемпературного процесу й температури запалювання. Отримані графічні результати розподілу діапазону температур запалювання та максимальної температури високотемпературного синтезу підтверджують математичні обчислення методом Лапласа. Для детального аналізу температури початку горіння та максимальної температури високотемпературного синтезу циліндричних заготовок використано процедури числового моделювання Steaty-State Thermal, метод скінченних елементів у програмному забезпеченні ANSYS. Застосування чисельних та аналітичних методів надає можливість комплексно проаналізувати теплотехнічні, фізико-хімічні процеси в циліндричній заготовці після високотемпературного синтезу.; Energy saving technology of the high-temperature synthesis is one of the competitive processes of modern production. The high-temperature synthesis is the kind of combustion, which produced valuable solids by moving wave chemical reaction in a mixture of reagents to form a solid end products. The high temperature process is characterized by the absence of external energy, simple process, using powders obtained after utilization. Analysis of the papers dealing with the properties of the composite materials showed, that materials such as titanium, carbon, iron, boron received the most industrial applications for use in high temperature regimes.
In the article we calculated the ignition temperature of the composite material TiFe-20C-2B, which was received under the high temperature synthesis. Analytically we solved boundary value problem according to the indirect method (Laplace method) for the cylindrical blank of the composite material.
We modeled heat process in the combustion stage for schematic model of the movement of the flame with speed u in cylindrical blank. We got the ignition temperature (161°C = 434,5K) of the high-temperature process for the composite material TiFe-20C-2B. This resut is the basis for further research to determine the maximum temperature.
In the article we presented the results of the simulated temperature range of all high-temperature processes, as well as the distribution of temperature range plugs for the composite material TiFe-20C-2B using software ANSYS. Graphic results distribution range of the ignition temperature and maximum temperature of the high-temperature synthesis confirmed mathematical calculations by Laplace (or indirect method).
We used numerical modeling procedures Steaty-State Thermal, finite element method in software package ANSYS for a detailed analysis of the temperature of the start combustion and maximum temperature of the high-temperature synthesis of the cylindrical blank and thin bushings. The resulting solution of the Laplace transform method and an alternative solution using software package ANSYS makes it possible to compare the convergence of computing.
The use of numerical and analytical methods enables to complex analyze thermal, physical and chemical processes in a cylindrical detail of the composite material, which we received during the high-temperature synthesis.2015-06-23T00:00:00ZУдосконалений метод кластеризації станів комп’ютерної техніки K-MEANSПетришин, С.Savchuk, T.Petrishyn, S.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58572018-01-26T17:47:47Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Удосконалений метод кластеризації станів комп’ютерної техніки K-MEANS
Автори: Петришин, С.; Savchuk, T.; Petrishyn, S.
Короткий огляд (реферат): Робота присвячена удосконаленню методу кластеризації станів комп’ютерної техніки K-MEANS з метою підвищення якості розбиття множини таких станів. При досліджені відомих модифікацій означеного методу щодо можливості їх застосування при аналізі станів комп’ютерної техніки було виявлено недостатню точність віднесення такого стану до певного кластеру через випадковий вибір їх початкових центрів.
Виявлений недолік було усунуто шляхом визначення початкових центрів кластерів на основі значень потенціалів, а також, виділення в окремий таксон станів, які могли бути помилково віднесені до кластера за рахунок допустимих відхилень значень параметрів та характеристик таких станів, що дозволило підвищити якість розбиття множини станів комп’ютерної техніки в середньому на 7%.; The work is dedicated to improving the method of clustering classes of computer equipment K-MEANS to improve the quality partition of such states. The object of research is the process of clustering state of computer equipment. Subject of research – methods of cluster analysis states of computer equipment.
Relevance of these studies is conditioned by the rapid scientific and technical progress, in which significantly increased the number of computer equipment, which is used in various fields, and therefore increases the likelihood of situations specific to this equipment, given the diversity of functions that it performs. Thus, depending on the state of computer equipment taken various administrative decisions regarding its further functioning. So important is the development or improvement of methods of cluster analysis state of computer equipment that will determine the decision on its further functioning.
In the analysis of decomposition of objects that can be used for solving the problem of clustering state of computer equipment, it was determined that such methods must be clear, non-hierarchical and scalable, expressed by characteristics inherent in the clustering method K-MEANS. When tested method known modifications appointed on the possibility of their use in the analysis of the state of computer equipment was found insufficient accuracy of classification of this state to a cluster through a random selection of initial centers.
Identified deficiencies have been corrected by determining the initial cluster centers based on the values of potentials, as well as the allocation of a separate cluster of conditions that could be mistakenly attributed to the cluster due to tolerances values of parameters and characteristics of these states, thus improving the quality of the partition of the states of computer equipment an average of 7%.2015-06-23T00:00:00ZОптимізація розміщення приладів освітлення спортивних майданчиківMushak, A.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58562018-01-26T17:47:42Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Оптимізація розміщення приладів освітлення спортивних майданчиків
Автори: Mushak, A.
Короткий огляд (реферат): Запропоновано алгоритм оптимізації розміщення освітлювальних приладів для спортивних майданчиків, що грунтується на комп’ютерному аналізі матриць освітлення майданчика. В основу аналізу покладено утворення матриць освітленості для всіх можливих точок установки та наведення прожекторів кількох типів з урахуванням вимог стандартів, засліплюючої дії, рівномірності освітлення та режимів роботи спортивної споруди. Основною особливістю алгоритму є утворення сумарної матриці освітленості майданчика як суми матриць послідовного наближення до оптимального результату на основі аналізу мінімального та максимального рівнів освітленості сумарної матриці та кожної наступної, що додається. На основі вказаного алгоритму розроблено програмне забезпечення мовою Паскаль у середовищі Delphi та наведено приклад розрахунку освітленості симетричної 4-вежевої системи.; Requirements to the sports ground illumination have been analyzed. As the result of the analysis of the latest publications dealing with the optimization of the illumination-technological parameters of the sports grounds illumination it was found, that this problem has not been investigated enough. Generally the optimization of the light source luminous flux has been studied as well as taking into consideration the light reflection and its scattering on the general illumination of the object. There are publications, which deal with the application of the parallel computation methods for rapid calculation of illumination according to the known layout of the outdoor facilities distribution. But the papers devoted to calculation of the optimal floodlights location, taking into account different additional requirements, in fact are not available. The optimization algorithm of the sports grounds illuminating devices distribution, which is based on the computer analysis of the illumination matrix of the sports ground by a single floodlight, has been proposed. The amount of computer memory needed to store all matrixes describing the sports ground illumination by one floodlight. The basis of analysis is the creation of illumination matrix for all possible places of distribution (on the towers and stadium roofs) and several types floodlights direction, taking into account standard requirements dazzling, uniform illumination and the sports grounds functioning regime. Precautions as to the elimination from the matrix calculation the disadvantageous parameters floodlight are presented. The main characteristic of the algorithm is the creation of the total matrix of the sports ground illumination as the sum of matrixes successive approximation to the optimal result, basing on the analysis of minimum and maximum level of illumination of the total matrix and every followed, which is added. After computer optimization the maximum, minimum and average levels of the sports grounds illumination are determined and compared with those acceptable parameters. Additional condition of optimization is, as a rule, providing of the sports ground shadowless illumination, which is guaranted by the location of the floodlights distribution along its path. The optimization process can be similar to other floodlight types and their distribution places. Basing on the mentioned algorithm the Pascal software in Delphi has been developed and the example of calculation of the symmetric four-tower system with main results of software icons has been presented.2015-06-23T00:00:00ZЕлектромагнітна сумісність енергоощадних джерел світлаОсадца, Ярослав МихайловичЛиповецький, Микола МиколайовичKostyk, L.Osadtsa, Y.Lypovetskiy, M.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58552018-01-11T17:26:11Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Електромагнітна сумісність енергоощадних джерел світла
Автори: Осадца, Ярослав Михайлович; Липовецький, Микола Миколайович; Kostyk, L.; Osadtsa, Y.; Lypovetskiy, M.
Короткий огляд (реферат): Для дослідження електромагнітної сумісності енергоощадних джерел світла розроблено установку з використанням цифрового осцилографа та персонального комп’ютера, що дозволило вимірювати та обробляти споживані струми та напруги. На основі отриманих даних розраховано амплітуди гармонійних складових споживаного струму. Проведено порівняння амплітуд гармонійних складових струму з нормативними значеннями. Базуючись на проведених вимірюваннях, розраховано параметри електромагнітної сумісності досліджуваних джерел світла. Встановлено, що частка світлових приладів, у яких використовуються коректори коефіцієнта потужності, становить лише 27%, причому третина із них – з активним коректором. На основі порівняльного аналізу отриманих параметрів електромагнітної сумісності з нормативними встановлено, що близько 86% продукції, представленої на ринку України, не відповідає вимогам державного та міжнародного стандартів.; Taking into account the requirements of energy saving the most of lighting equipment is modernized taking advantage of contemporary energy-efficient light sources such as compact fluorescent and LED lamps. Due to the nonlinearity of their current-voltage characteristics it is necessary to research the energy efficiency of the light sources and the impact on network quality parameters, such as shape factor and harmonic coefficient. The analysis of scientific publications had revealed that at present not enough attention is given to this problem. Ignoring of power schemes features of such light sources leads to a significant reduction of lighting installations energy efficiency by emission of higher harmonic components into the electrical network.
For research of electromagnetic compatibility of energy efficient light sources the installation which consists of a digital oscilloscope and a personal computer is developed. It makes possible to measure and process the consumed currents and voltages. Based on the obtained experimental data the amplitude of harmonic components of current for energy-saving light sources that are most widely represented in Ukrainian market had been calculated. A comparison of the harmonic components amplitudes of the current consumption with standard values had been done. Based on carried out measurements the parameters of electromagnetic compatibility for compact fluorescent lamps and light devices with semiconductor light sources had been calculated. It was established, that the proportion of lighting devices that are using the power schemes with power factor correction is only 27%, and third part of them – with the active corrector. Based on comparative analysis of the obtained parameters of electromagnetic compatibility with normative parameters it was determined, that about 86% of products, that are represented on Ukrainian market, does not meet the requirements of standards ДСТУ IEC 61000-3-2:2004 and EN 61000-3-2: 2006 for 64% of the investigated devices the amplitude values of all harmonic components exceeding the normative values. Devices with the active corrector of power factor meet the standard, but their share in the lighting market is small (about 9%) because of their high cost.2015-06-23T00:00:00ZАналіз коливальних контурів резонансного інвертора в режимі джерела потужностіLupenko, A.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58542018-01-26T17:47:32Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Аналіз коливальних контурів резонансного інвертора в режимі джерела потужності
Автори: Lupenko, A.
Короткий огляд (реферат): Проведено порівняльний аналіз трьох основних послідовно-паралельних коливальних контурів резонансного інвертора в режимі джерела потужності: 1) контур, в якому навантаження під’єднано паралельно до першого конденсатора через другий конденсатор; 2) контур, в якому навантаження під’єднано паралельно до першого конденсатора, а через другий конденсатор – до дроселя контура; 3) контур, який за топологією відповідає першому або другому із вказаних вище контурів, але другий конденсатор якого, як роздільний, має безмежну ємність. Встановлено залежності похибки підтримання потужності від діапазону опору навантаження. Показано, що контури мають однакову здатність щодо параметричного підтримання потужності, але кращим серед розглянутих контурів є перший контур, який забезпечує найвищий коефіцієнт корисної дії. Запропоновано методику розрахунку параметрів контурів на мінімальну похибку підтримання потужності при заданому діапазоні зміни опору навантаження.; The problems of power maintenance in variable load by means of voltage resonant inverters with various serial-parallel resonant tanks by the way of corresponding selection of its parameters is considered. A comparative analysis of three basic series-parallel oscillatory tanks of resonant inverter is accomplished. The inverter load is connected in parallel to the capacitance section of oscillatory tank and in series with inductance to half-bridge switching section. These resonant tanks are the next: 1) the tank with load connected in parallel to the first capacitor through the second capacitor;2) the tank with load connected in parallel to the first capacitor directly and through the second capacitor to the tank inductance; 3) the tank which topology corresponds to both above appointed tanks but differs from them by infinity capacitance of second capacitor. Analysis consists in establishing of analytical expressions which describe the connections between minimum and maximum power in variable load and corresponding values of oscillatory tank quality factor. On the basis of these expressions the equations for power relative deviations and parameters of resonant inverter are obtained. The dependency of power maintenance error vs. load resistance range is established. It is appointed that in case of equality of power for minimum and maximum loads, the maximum power deviation from given power in load range will reach its minimum value. It is showed that all considered tanks have practically equal possibilities in power maintenance but the first tank has highest efficiency and it is a best choice among these tanks. For all tanks the next assertion is established: the square of the quality factor which corresponds to the maximum load power level is equal to the multiplication of two quality factors which correspond to some less load power level.
To ensure a small switching loss in resonant inverter, the parameters of oscillatory tanks are calculated taking into account the zero-voltage switching condition. Therefore the inverter resonant frequency which reaches its maximum value at maximum load resistance mustn’t exceeds the inverter switching frequency. The design sequence for calculation of each oscillatory tank parameters is proposed. This design sequence is based on a numerical solution of two equations set relative to tank parameters and parameter of inverter dc voltage. Calculated inductance, first and second capacitances, dc voltage of the inverter and its switching frequency ensure minimum value of maximum power deviation in given load resistance range. Calculated dependence of maximum deviation of relative power as a function of ratio of a maximum load resistance to its minimum value and the dependence of load power vs. load resistance verify the obtained results. It is shown that resonant inverter designed as open loop circuit is able to achieve the power deviations about of 6% of its nominal value for a double change in load resistance.2015-06-23T00:00:00ZПідвищення точності вимірювання нахилу опорно-поворотної платформи антенної системи за допомогою mems акселерометраМальований, П. І.Паламар, Ярослав МихайловичPalamar, M.Malovany, P.Palamar, Y.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58532018-01-26T17:47:51Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Підвищення точності вимірювання нахилу опорно-поворотної платформи антенної системи за допомогою mems акселерометра
Автори: Мальований, П. І.; Паламар, Ярослав Михайлович; Palamar, M.; Malovany, P.; Palamar, Y.
Короткий огляд (реферат): Досліджено похибки, що виникають внаслідок поперечного нахилу площини корпусу сенсора кута на основі MEMS інклінометра. Наведено результати дослідження, отримані при вимірюваннях кутів опорно-поворотної платформи антени, запропоновано метод підвищення точності на основі використання трьохосьового MEMS акселерометра та процедури калібрування сенсора перед початком роботи.; Summary The article is devoted to the research of errors arising from the influence of non-linear characteristics of MEMS gyroscopes, which appear at high angles deviation plane of the crystal sensor from horizontal surface, and also from the influence of cross slope plane casing MEMS inclinometer which is based on gyroscopic sensor. The research for the purpose of estimation possibility of using such sensors for precision control tasks in controlling antenna system based on support-rotary platform with paralel kinematic links and octahedral composition Hexapod type and other targeting systems have been performed.
The automated laboratory stand for research of MEMS gyroscope parameters which allows to compare results of measurements and data of pecision optoelectronic angle sensor in range ±90° with presence of transverse slope influence has been developed. The results of experimental research, which shows main sources of MEMS inclinometer errors with their numerical estimation, are presented.
The method of increasing the accuracy of the angular position determination by means of using three-axis MEMS accelerometer is proposed and sensor calibration procedure before commencement of operation is considered. The importance of the method based on considering information received from two other mutually-perpendicular coordinate axes to compensate the negative influence of cross slope on the main axis by creating cross interactions correcting matrix has been analysed.
Due to angle calculation using 12 calibrated parameters the errors were decreased owing to crystal cross slope influence and MEMS sensor non-linearity conversation with slope angles above 45 degrees.
The using of the method has practical value in the tasks of designing precision antenna complex control systems with new the Hexapod type support-rotary platforms, in robotics and many other technical targeting systems. The method allows to increase the accuracy, reliability and to reduce the cost of such systems.2015-06-23T00:00:00ZУніфікація дослідження напружено-деформованого стану несучих конструктивних системСташків, Микола ЯрославовичДовбуш, Тарас АнатолійовичPopovych, P.Stashkiv, M.Dovbush, T.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58522018-01-26T17:47:37Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Уніфікація дослідження напружено-деформованого стану несучих конструктивних систем
Автори: Сташків, Микола Ярославович; Довбуш, Тарас Анатолійович; Popovych, P.; Stashkiv, M.; Dovbush, T.
Короткий огляд (реферат): Визначено комплексне розподілення характерних зовнішніх навантажень елементів конструктивних систем, на основі чого проведено моделювання НДС металоконструкції розкидача добрив. Складено універсальний алгоритм запису адитивних функцій згинальних і крутних моментів, а також потенціальної енергії деформацій з урахуванням шуканих величин зовнішніх опорних реакцій та внутрішніх силових факторів. На прикладі несучої металоконструкції розкидача твердих добрив ПРТ-10 проведено аналітичні дослідження з обґрунтуванням вірогідних випадків розподілу зовнішніх навантажень за периметром рами досліджуваної машини. Порівнянням отриманих результатів зі встановленими експериментальним шляхом кількісними і якісними характеристиками НДС тримкої металоконструкції машини для внесення добрив доведено ефективність застосування запропонованих підходів і моделей при розрахунках несучих рамних металоконструкцій з довільним заданим розподілом зовнішньої навантаженості.; Development of analytical methods for calculating complex structural systems, statically-indeterminated relatively the external support and internal force factors simultaneously require further development. In most cases, external loads acting on structural elements is variable, so the detailed calculations of the stress-strain state of this factor should be taken into account.
In this work the aim is to simplify the solution of statically-defined structural systems while building available generic functions taking into account the variable external loading. The calculation results are compared with the results obtained using PPP Lira 9.2.
The solution of this problem on PC using software packages (PPP) in, which calculation models are constructed by the finite element method (FEM) is complicated, and complexity of the task being an external AC load, which results in approximate definition of internal power factors.
The general case of external load distribution on the structural elements of the system has been analysed. The multipurpose algorithm for recording functions of bending, torque and potential energy of deformation has been list. The entry function points are unknown values of both external support reactions and internal power factors. For example, the specific design of solid fertilizer spreader PRT-10 will conduct analytical (and experimental) studies for probable cases the distribution of external load on the trailer body. For similar cases the frame was calculated using PPP Lear-9.2. Analysis of the results testified the effectiveness of the frame structures calculation MMPED with any external load distribution on the spreader body.2015-06-23T00:00:00ZМоделювання оптичних характеристик структур епоксикомпозитів параметрами операторних перетвореньСтухляк, Данило ПетровичКаплун, Андрій ВолодимировичDobrotvor, I.Stuhlyak, D.Kaplun, A.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58512018-01-26T17:47:28Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Моделювання оптичних характеристик структур епоксикомпозитів параметрами операторних перетворень
Автори: Стухляк, Данило Петрович; Каплун, Андрій Володимирович; Dobrotvor, I.; Stuhlyak, D.; Kaplun, A.
Короткий огляд (реферат): Розглянуто науково-практичну проблему створення композитних матеріалів і покриттів на їх основі з підвищеними експлуатаційними характеристиками шляхом дослідження структур зон міжфазної взаємодії в процесі тверднення епоксикомпозитів. Встановлено закономірності кінетики формування зовнішніх поверхневих шарів як прояву таких зон залежно від умісту, дисперсності й фізико-хімічної природи введеного у зв’язувач наповнювача та видано рекомендації щодо прогнозованого регулювання властивостями cформованих матеріалів. Обгрутовано вплив структурних характеристик і геометричних параметрів зовнішніх поверхневих шарів у матриці навколо частинок наповнювача на фізико-механічні характеристики композитного матеріалу.; The theoretical and practical problem of composite materials and coatings creating with improved performance by studying the band structure of the interphase interactions during the curing epoxycomposites was considered. There were established the regularities of formation cinetics of the outer surface layers, as a manifestation of such zones. They depend on the content, dispersion and physico- chemical nature of the introduction in the filler and the type of recommendations for management of the predicted properties of generated materials.
There was investigated and substantiated the influence of structural characteristics and geometric parameters of the outer surface layers of the matrix around the filler particles and fibers on the dynamics of physical and mechanical char-acteristics of cross-linking of the composite material. A mathematical model of resource in the process of curing epoxycomposites based was builed on the methodology defined boundaries and visualization of spatial clusters of external potentials of the surface layers of dispersed filler. It made the possibility to assess the characteristics of the main stages of the dynamics around dispersed particles microstructures in the volume of the filler matrix composite.
It has been hypothesized about the decisive influence of the areas geometric parameters of interfacial interaction on changes in physical and mechanical properties of the filled epoxy composites was . This approach is based on well-developed views, including academician Lipatov Y. S., influence of the solid surface on the kinetics of the formation, morphology, intra - and intermolecular bonds, on the topology of the nets, etc. and, in the end, on the final properties of the polymer matrix.
The results of these studies will be used in the development of technology of formation materials and coatings based on them.2015-06-23T00:00:00ZВплив термічної обробки у середовищі водню на магнітострикцію залізо-кобальтового сплавуZamora, Y.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58502018-01-26T17:54:12Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Вплив термічної обробки у середовищі водню на магнітострикцію залізо-кобальтового сплаву
Автори: Zamora, Y.
Короткий огляд (реферат): Запропоновано спосіб поліпшення магнітострикції сплаву К50Ф2, у якому для збільшення об’ємного вмісту впорядкованої фази FeCo термообробку проводили у водні тиском 0,1 МПа. Це дозволило знизити на 150 К температуру обробки (від 1153 до 1003 К) і скоротити її тривалість з 5 до 4 год., враховуючи час дегазації. На основі проведених експериментальних досліджень показано, що застосування водню, як технологічного середовища в процесі подрібнення та хіміко-термічної обробки постійних магнітів дозволяє збільшити величину константи магнітострикції.; Magnetic properties of materials are divided into two groups – the dependent and independent on the material structure. Magnetostriction is a characteristic that depends on both of these factors and can be both in ferromagnetic and antiferromagnetic metals. Magnetic materials can have both positive and negative magnetostriction. The magnetostriction constant describes the ability of magnetic materials to change their size while imposing a magnetic field or while exceeding the critical temperature of the magnetic transformation (Curie point). The research of the influence of temperature and time of the thermal treatment in a hydrogen environment on the magnetostriction constant of iron-cobalt alloy has been conducted. Dissolved hydrogen increases critical temperature of α-β transformation in cobalt and promotes selfdiffusision of the Co structure. The method of improving magnetostriction of alloy K50F2, in which the thermal treatment in the hydrogen was made with pressure 0,1 MPa to increase the volume content of the ordered phase FeCo has been proposed. It allows to drop the temperature of treatment to 150 K (from 1153 K to 1003 K) and reduce its duration from 5 to 4 hours taking into consideration the time of decontamination. The temperature and time intervals of forming hydride phases in vanadium, by which it is alloyed to improve plasticity to prevent the hydrogen imbrittleness under cooling, have been found. On the basis of carried out experimental researches there has been shown that the use of hydrogen as a technological environment during fragmentation and chemial-thermal processing treatment of magnet allows to increase the value of magnetostriction constant.2015-06-23T00:00:00ZВплив технології силікоборування керамічних матеріалів на властивості захисних покриттівБочар, Ігор ЙосиповичKovbashyn, V.Bochar, I.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58492018-01-26T17:57:19Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Вплив технології силікоборування керамічних матеріалів на властивості захисних покриттів
Автори: Бочар, Ігор Йосипович; Kovbashyn, V.; Bochar, I.
Короткий огляд (реферат): Досліджено процес послідовного насичення реакційноспеченої кераміки на основі карбіду кремнію і дисиліциду молібдену та властивості захисного шару. Встановлено, що дифузійне насичення кремнієм і бором забезпечує повне відновлення диоксиду кремнію та отримання захисного покриття на поверхні матеріалу. Дослідження властивостей жаростійкого покриття показало, що гексаборид кремнію підвищує в 2–4 рази стабільність кераміки під час високотемпературного відпалу і призупиняє небажані дифузійні процеси на межі розподілу покриття – основа та покриття – середовище.; The process of successive saturation of the carbide silicon and disilicide molybdenum reaction-sintered ceramics and properties of protective covering have been investigated. Silicon and boron diffusion saturation was found to provide complete recovery of dioxide silicon and obtaining the protective covering on the material surface. It was found that the silicon saturation can reduce more than twice the content of harmful admixtures in ceramics, silicon dioxide in particular. The saturation of carbide silicon and disilicide molybdenum by silicon reduces the content of harmful admixtures and thereby improves their properties. The main disadvantage of the silicon carbide and disilicide molybdenum products is their low resistance to high temperature oxidization. The method of combination of harmful admixtures under high-temperature treatment and chemical reactions was investigated. The process of carbide silicon and disilicide molybdenum saturation by the non-metallic materials has testified the heaters technological parameters to be improved. The investigation of the heat-resistant covering properties testified, that the hexaboride silicon increases in 2-4 times the ceramics stability under high-temperature sintering and retards undesirable diffusion processes on the covering distribution edge - basis and covering – environment. Carried out investigations make possible to conclude that creation of the protective covering on the surface of the reaction – sintered ceramics materials retards undesirable diffusion process, which occur on the edge basis – silicon-borid covering, and to increase the operating life of the protective layer. Carbide silicon and disilicide molybdenum silicon-boride covering provides complete recovery of the dioxide silicon and creation of the sufficient thickness hexaboride silicon heat-resistant layer on the material surface. The hexaboride silicon layer improves in 2 times the ceramics stability under vacuum annealing and in 4 times in the inert environment, the argon in particular. Creation of the triple phase on the edge covering – environment under siliconborating increases the heat-resistance covering stability and retards the undesirable processes, which occur on the edge hexaboride silicon-ceramics.2015-06-23T00:00:00ZCтруктура і корозійна стійкість композиційних матеріалів Сu-Mo-Zr-Y, отриманих методом електронно-променевого випаровування-конденсаціїЧорновол, Вікторія ОлександрівнаСтаростіна, Олександра В’ячеславівнаКуліченко, Вадим АнталолійовичGrechanyuk, V.Chornovol, V.Starostina, O.Kulichenko, V.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58482018-01-26T17:46:29Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Cтруктура і корозійна стійкість композиційних матеріалів Сu-Mo-Zr-Y, отриманих методом електронно-променевого випаровування-конденсації
Автори: Чорновол, Вікторія Олександрівна; Старостіна, Олександра В’ячеславівна; Куліченко, Вадим Анталолійович; Grechanyuk, V.; Chornovol, V.; Starostina, O.; Kulichenko, V.
Короткий огляд (реферат): Досліджено структуру конденсатів Cu-Mo-Zr-Y, отриманих методом електронно-променевого випаровування-конденсації і встановлено, що структура конденсатів залежить від їх хімічного складу. При вмісті тугоплавкої складової понад 5% мас конденсатам притаманна шарувата структура на макро-, мікро- і субмікрорівнях. Гравіметричним методом проведені корозійні дослідження й на їх основі розраховані показники корозійної стійкості. Показано, що корозійні процеси значною мірою гальмуються шляхом додаткового легування композиційних матеріалів Сu-Мо цирконієм і ітрієм у сумарній кількості до 0,4% мас.; This research studied the structure of composite materials Cu-Mo-Zr-Y obtained by electron-beam method of evaporation-condensation. It was found that the structure is related to the chemical composition of condensate. When Molybdenum content in Cu-Mo-Zr-Y condensates is under 5% of the mass, the obtained structure is close to indiscrete, without the typical signs of layering. When Molybdenium content is over 5% of the mass, compositional materials show properties of layering hierarchy on macro-, micro- and submicrolevels. Levels with different morphological structure (created by polygonal, column and spherical particles) can be observed in layering structure of one sample. To establish the possibility of work of composite materials Cu-Mo-Zr-Y contact in the air humid environment in on-off mode, studies of their corrosion resistance obtained by gravimetric method were provided together with comparative evaluation of composite materials Cu-Mo. The obtained results showed that the corrosion resistance of composite materials Cu-Mo and Cu-Mo-Zr-Y depends on chemical composition. Thus, the introduction of up to 5% Molybdenum weight in a copper matrix has almost no effect on corrosion resistance of Cu-Mo compared to pure copper. At higher concentrations of Molybdenum (up to 12%) corrosion resistance decreases (approximately to 20%), limiting the use of these materials in an oxidizing environment. Corrosion processes in condensates proceed electrochemically accompanied by dissolution of a more active metal - Molybdenum, which having a high affinity for oxygen, in water medium forms MoO2 and MoO3 oxides on the surface of the condensates. Depth corrosion indicators were calculated basing on gravimetric studies.
It is shown that corrosion processes to a significant extent are slowed down by additional alloying of composite materials Cu-Mo by Zirconium and Yttrium in an amount of 0.2% by weight of each of the components, allowing to improve corrosion resistance of composite materials to 15-20%. It is related to the screening effect of the particles of Yttrium and Zirconium, which are located on the border of crystallites.2015-06-23T00:00:00ZПочаткове наближення для ітераційного розв’язування задачі поширення малих пружних збурень у тривимірному полі напруженьKravchyshyn, O.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58472018-01-26T17:54:29Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Початкове наближення для ітераційного розв’язування задачі поширення малих пружних збурень у тривимірному полі напружень
Автори: Kravchyshyn, O.
Короткий огляд (реферат): Розроблену раніше математичну модель динаміки пружних збурень у неоднорідно деформованому континуумі застосовано для отримання співвідношень акустопружності за поширення хвилі у тривимірному полі деформацій. У середньоінтегральному вздовж напрямку поширення зондувального імпульсу наближенні отримано вирази для фазових швидкостей хвиль різної поляризації як функцій від розподілу компонент тривимірного тензора деформації на цьому напрямку. Записані співвідношення використано для числового оцінювання відносних похибок фазових швидкостей плоскої хвилі, що поширюється у безмежному просторі з початковими деформаціями, зумовленими дією у початку координат у напрямку осі аплікат зосередженої сили, порівняно із відповідними швидкостями у недеформованому середовищі. Отримані співвідношення можна використати для оцінювання напружено-деформованого стану у досліджуваному об’єкті.; The present stress-strain state in the structural elements, geological systems, biological structures, etc. influences essentially their operation properties, reliability and durability. Acoustic method, the basis of interrelation between the stress-strain state and characteristics of wave field, phase velocities, in particular, is one of the ways of its detection. Therefore, development of mathematical models describing the interrelation of the parameters of sounding field in a solid body with the components of the tensor of initial deformations in it is an important scientific and practical problem.
The developed earlier mathematical model of dynamics of elastic disturbances in in-homogeneously deformed continuum to solve the problem of propagation of plane harmonic waves in 3-D field inhomogeneous initial deformations is used. This model represents the Cauchy problem for a system of three differential equations of hyperbolic type with variable coefficients. To obtain solution of the problem the iteration procedure is used, in initial (zero) approximation of which the in homogeneously field of initial deformations is approximated by mean-integral values along the directions of propagation in the zero approximation the relations of acousto-elasticity are obtained. They connect the phase velocity of waves of different polarizations with distribution of the component of 3-D strain tensor on this direction. Previously the analogous expression were obtained for the cases of propagation of the sounding pulse in the body in the state of plane deformation, when the wave propagates in the flat plane of symmetry and perpendicularly to it. The written relations are used to solve numerically the problem on propagation of plane wave an infinite space with initial deformations caused by the action of the applicator of concentrated force in the coordinate origin in the axis direction. The obtained numerical estimates of relative errors of phase velocities are compared with the corresponding velocities in non-deformed medium. The constructed relations can be used to formulate the direct and inverse problems of acoustic tomography of 3-D stress-strain state in a solid body.2015-06-23T00:00:00ZНапружено-деформований стан пружно-пластичних лінійно зміцнюваних пластин з двома перпендикулярними розрізами за всебічного розтягуКузь, Ольга НазарівнаПиз, Назарій ЯрославовичKuz’, I.Kuz’, O.Pyz, N.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58462018-01-26T17:55:53Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Напружено-деформований стан пружно-пластичних лінійно зміцнюваних пластин з двома перпендикулярними розрізами за всебічного розтягу
Автори: Кузь, Ольга Назарівна; Пиз, Назарій Ярославович; Kuz’, I.; Kuz’, O.; Pyz, N.
Короткий огляд (реферат): За допомогою числового розв’язування крайових задач теорії малих пружно-пластичних деформацій для лінійно зміцнюваного матеріалу з’ясовано напружено-деформований стан пружно-пластичних пластин з двома перпендикулярними розрізами за всебічного розтягу.; Effective numerical methods for solving 2D problems related to the theories of elasticity and plasticity have been worked out. The variation-difference method of building finite difference schemes is extended to disconnected domains.
The application of the variation-difference method for solving problems of the theory of small elasto-plastic deformations relatively the plates with cuts, taking into account the linear strengthening of the material and unloading, has been developed. For solving the resultant systems of nonlinear and linear equation, the Newton-Kantorovich method and combined iterative method (gradient and cyclic Chebyshev’s one) were proposed to be used. The choice of iteration parameters of the methods for solving the obtained systems of linear and nonlinear algebraic equations was made.
The elaborated software ensures solving the problems with different boundary conditions, medium and domain parameters.
A variety of problems concerning all-round stretching of the elasto-plastic plates with two perpendicular cuts is numerically solved. The zones of evolution of plastic deformations for step enlarging of the loading are constructed. There are found the stresses under which the yield limit and the strength limit are achieve in the plates. On the base of numerical analysis the following main regularities are found: under the close mutual location of cuts in the plate, the plastic deformations first appear under the stress which is 33% less than in the plate with the same cuts under the far mutual location; however, the strength limit in the plates in the both considered cases is achieve practically under the same stress .2015-06-23T00:00:00ZКонтактна задача для двох попередньо напружених циліндричних співвісних штампів і шару з початковими (залишковими) напруженнямиMaksymchuk, D.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58452018-01-26T17:54:32Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Контактна задача для двох попередньо напружених циліндричних співвісних штампів і шару з початковими (залишковими) напруженнями
Автори: Maksymchuk, D.
Короткий огляд (реферат): У рамках лінеаризованної теорїї пружності представлено осесиметричну змішану задачу про тиск двох співвісних пружних циліндричних штампів на шар з початковими (залишковими) напруженнями. Дослідження представлені в загальному вигляді для теорії великих початкових деформацій та різних варіантів теорії малих початкових деформацій при довільній структурі пружного потенціалу.; The article deals with the coaxial mixed type task of measuring pressure of prestressed two coaxial cylinder punches upon a layer with initial (residual) stresses within the framework of linear elasticity theory. We consider the cases in the absence of the friction forces. In general, the research was carried out for the theory of great initial (ultimate) deformations and different variants of the theory of small initial deformations with arbitrary structure of elastic potential. It is assumed that elastic potentials are two continuously differentiated functions of algebraic invariants of the Green tensor deformation (the initial states of the layer and of cylindrical punches remains uniform and equal). The research is carried out within the coordinates of the initial deformed state, which are interrelated with the Lagrangian coordinates (natural state). Besides, it is also assumed that the influence of the die causes small disorders of the main elastic deformed state.
It is assumed that the elastic dies as well as the layer are made of different isotropous, transversely isotropic or composite materials and they are interacting on one of the dieses surfaces.
The mode of deformation in elastic layer with initial (residual) stress will be defined with the help of harmonic functions as the Henkel integrals. We should note, although the Henkel-method does not provide exact solutions, but it lets us reduce the task to the Fredholm equations, which let us use the method of consecutive approximations. Consequently we got a components of potential vector and tenzor of deformations in the case of unequal roots of axis-symetrical type task.
So, the received solutions are defined by lines with the help of very many constants. These constants are defined with two systems of regular linear algebraic equations. The research was carried out on the problem of the influence of initial stresses on the law of distribution of contact disorders in the elastic layer with initial (residual) stresses.2015-06-23T00:00:00ZВплив залишкових деформацій на контактну взаємодію жорсткого штампа та пружного півпросторуГабрусєв, Григорій ВалерійовичШелестовський, Борис ГригоровичPanchuk, O.Habrusiev, H.Shelestovskiy, B.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58442018-01-25T08:11:25Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Вплив залишкових деформацій на контактну взаємодію жорсткого штампа та пружного півпростору
Автори: Габрусєв, Григорій Валерійович; Шелестовський, Борис Григорович; Panchuk, O.; Habrusiev, H.; Shelestovskiy, B.
Короткий огляд (реферат): Наведено розв’язок осесиметричної контактної задачі про тиск штампа складної конфігурації на пружний ізотропний півпростір з урахуванням попередніх напружень. Побудовано функції розподілу контактних напружень для граничної площини. Проаналізовано вплив поля залишкових деформацій на розподіл контактних напружень та форму площадки контакту.; Calculating the strength of structural elements and mechanisms is one of the most important stages in the process of their design. As it is known [2], residual deformation is almost always available 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. Resultant stress can cause fracture and accelerate some phase transitions, corrosion in particular.
To improve the accuracy of calculations the residual must be taken into account, which directly affect the state of bodies. Taking into account all the factors that affect the interaction of the body is one of the key problems to determine the stability, reliability and other characteristics. Therefore, consideration of residual stress in the study of contact interaction of elastic bodies is an important task.
Research problems of the contact interaction investigations of the preliminary stressed bodies in our country and abroad had appeared in the sufficient quantity only by the end of the last century. First of all it is due to the fact, that the linear elasticity theory does not consider the residual stresses in bodies. In general, strict proper statement of such problems requires the use of system of the nonlinear elasticity theory, however, for the sufficiently large values of the initial stresses its linearized version can be referred to.
In the article the solution of axisymmetric contact problem of pressure a punch of complex shape for an elastic isotropic half-space, taking into account preliminary stresses is described. Besides distribution function of contact stresses and displacements for the plane boundary of semi-space was created.
Besides, the residual deformation field characteristics effect on the amount and nature of the contact stresses under punch has been analyzed.2015-06-23T00:00:00ZЗгин ізотропної пластини з квадратною жорсткою шайбою і прямолінійною наскрізною тріщиною з урахуванням ширини області контакту її берегівСлободян, МиколаБедрій, Василь ЯрославовичOpanasovich, V.Slobodyan, M.Bedriy, V.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58432018-01-25T08:11:21Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Згин ізотропної пластини з квадратною жорсткою шайбою і прямолінійною наскрізною тріщиною з урахуванням ширини області контакту її берегів
Автори: Слободян, Микола; Бедрій, Василь Ярославович; Opanasovich, V.; Slobodyan, M.; Bedriy, V.
Короткий огляд (реферат): Досліджена задача про двосторонній згин ізотропної пластини з квадратною жорсткою шайбою та тріщиною з урахуванням ширини області контакту її берегів. З використанням методів теорії функції комплексної змінної розв’язок задачі зведено до системи сингулярних інтегральних рівнянь як на межі жорсткого включення, так і на тріщині, яка розв’язана числово. Проведено числовий аналіз контактного зусилля між берегами тріщини, коефіцієнтів інтенсивності зусиль і моментів, критичного навантаження при різних значеннях параметрів задачі.; As a widely used industry lamellar structural elements, the strength of which are highly dependent on the type of defects cracks dramatically reduce the carrying capacity and operation design. As you know, these crack-like defects can occur both during the production design, and during its operation. Therefore the main task in assessing the allowable load of defect structures are effort and intensity factors moments.
In this paper we solve the problem of bending of isotropic plates with tight square washer and crack based on the width contact area, where it was placed on the axis of symmetry inclusion. Through contact crack solution to the problem is presented in the form of two problems: the plane problem of elasticity and bending problem, where we use the classical theory of bending plates. We will have boundary conditions on the boundary rigid inclusion and crack. To construct the solution of the plane problem and bending problem, we introduce the complex potentials as a sum of complex potentials for inclusion and crack. Based on the known dependencies that determine the stress-strain state of the plate potentials through the complex potentials after satisfaction of the boundary conditions for cracks and for inclusion singular integral equations have been obtained. This condition should correspond uniqueness deflection and rotation angles while traversing path cracks and unambiguous movements while traversing path cracks. After bringing the unknown functions and variables to dimensionless final system of singular integral equations with unknown complex functions and constants have been obtained. The resulting system of singular integral equations by the method of mechanical quadratures was reduced to a system of linear algebraic equations. This system of equations by Gauss with a choice of main element was numerically solved, and on the basis of these data were analyzed. The numerical analysis of the contact force between the shores of crack intensity factors moments of critical load for different values of parameters of the problem has been carried out. Based on numerical analysis, the following laws were stated: the value of the contact force is larger near the top than in the distant, and at a distance from the split washers, contact forces and combined intensity factor moments go to the constant value for a single crack.2015-06-23T00:00:00ZКонтактна задача про зношування пружної півплощини штампами канонічної формиМаксимук, Олександр ВасильовичSachuk, Y.Maksymuk, O.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58422018-01-26T17:45:57Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Контактна задача про зношування пружної півплощини штампами канонічної форми
Автори: Максимук, Олександр Васильович; Sachuk, Y.; Maksymuk, O.
Короткий огляд (реферат): Розв’язано задачі про контактну взаємодію штампів канонічної форми (циліндричної, еліптичної, гіперболічної) з пружною півплощиною з урахуванням зношування матеріалу. На основі моделі абразивного зношування побудовано інтегральне рівняння для визначення контактного тиску. Розроблено методику розв’язування інтегрального рівняння, що зводить задачу до узагальненої проблеми на власні значення. Для знаходження власних значень та векторів застосовано метод Холецького. Проведено числові розрахунки контактного тиску в різні моменти часу, проаналізовано особливості його розподілу для різних форм штампів.; The problems of contact interaction of the canonical form stamps (cylindrical, elliptical, hyperbolic) with the elastic half-plane taking into account the wastage of material, are solved. The integral equation, based on the model of abrasive wastage, is made to determine the contact pressure. Numeric methods of solving integral equations of this type are analyzed. The method of solving the integral equation is developed, that reduces the problem to a generalized problem of eigenvalues. Analytical and numerical methods of solving the generalized eigenvalue problem are analyzed and comparative analysis of them is conducted.
To find the eigenvalues and vectors the method of Holetskyi and QZ-factorization is applied. The theoretical similarity of this methods and numerical change of eigenvalues with increasing the dimension of input matrix are analyzed. Software for the writing software modules with the possibility of automation process of solving a generalized eigenvalue problem and making contact pressure graphs with variable number of eigenvalue (with different number of range members for the contact pressure), are chosen. To check correctness of obtained eigenvalues, procedure of solving generalized eigenvalue problem was performed in different softwares.
On the base of obtained eigenvalues, numerical calculation of contact pressure is hold. An algorithm of finding the contact area at any given moment of time for a given power of pressing the stamp is developed. For fixed moments of time contact area at a given initial force was found. The number of line members for the contact pressure is experimentally found, so that the error can be ignored. An algorithm of bringing to the one scale graphs of contact pressure in different areas of contact was developed and realized. The analysis of the features of its distribution to the various forms of stamps was hold.
Graphics of the size of wastage in dimensionless quantities for a given contact area, for a given contact force, are constructed. The size of wastage for different contact areas for different stamps, are analyzed. On the base of the size of wastage the analysis of the wastage process, is hold.2015-06-23T00:00:00ZВизначення напружень біля тріщин у пластинках на основі інтегральних рівнянь відносно стрибків переміщеньSolyar, T.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58412018-01-26T17:46:26Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Визначення напружень біля тріщин у пластинках на основі інтегральних рівнянь відносно стрибків переміщень
Автори: Solyar, T.
Короткий огляд (реферат): Наведено алгоритм розрахунку напружень у пластинках із тріщинами, який базується на інтегральних рівняннях, записаних відносно стрибків переміщень їх берегів. Сингулярні інтегральні рівняння побудовано за допомогою методу Мусхелішвілі. Для розв’язування інтегральних рівнянь застосовано метод механічних квадратур, у якому використано квадратурні формули типу Гауса для регулярних інтегралів і інтегралів з ядрами Коші. В результаті задачу зведено до розв’язування системи лінійних алгебраїчних рівнянь відносно стрибків переміщень берегів тріщин у вибраних вузлових точках. Коефіцієнти інтенсивності напружень (КІН) виражено через значення цих переміщень за допомогою інтерполяційної формули або поліному, побудованого методом найменших квадратів. Виконано розрахунки КІН для пластинок з прямолінійними і криволінійними тріщинами за дії в околі тріщин зосереджених сил. Показано, що отримані результати для випадку прямолінійних тріщин практично збігаються із аналітично знайденим розв’язком.; A calculation algorithm of stresses in the plates with cracks, based on integral equations written relative to the displacement jumps of their faces, is presented. Singular integral equations are constructed by the Muskhelishvili method. To solve the integral equations the method of mechanical quadratures is used, where the quadrature formulas of Gauss type are used for regular integrals and integrals with Cauchy kernels. As a result the problem is reduced to solution a system of linear algebraic equations with respect to the displacement jumps of the crack faces at the chosen nodes. The stress intensity factors (SIF) are expressed in terms of the values of these displacements by means of interpolation formula or polynomial constructed by the least quadrature method. The cases when this approach has advantages over the known algorithms in literature, based on integral equations constructed relative to the derivatives from the displacement jumps, are considered. In particular, the calculations of SIF are carried out for the plates with rectilinear and curvilinear cracks under the concentrated forces acting in the crack vicinity. It is shown that the obtained results for the case of rectilinear cracks coincide practically with solution found analytically. It is shown that the proposed approach can be used to study SIF in the cases when loads are described by discontinuous functions (the problems of such class arise when considering plastic deformation in the crack tip vicinity according to Dugdeila model or when considering the cohesive force). The problem arising when considering the plate with curvilinear crack extending at infinity is studied in detail. It is assumed that on the crack extension the cohesive forces arise. The normal component of cohesive forces is assumed to be given. The tangential of component of cohesive forces and the sizes of the region of their action are found from the condition of stress boundedness. In special cases obtained results of calculations are coordinated with the known in the literature solutions For curved crack the region action sizes of forces of cohesion and their tangential component depending on the applied efforts and the form of crack are investigated.2015-06-23T00:00:00ZМоделювання температурного поля в частково відшарованому термобар’єрному покриттіМартиняк, Ростислав МихайловичKhapko, B.Martynyak, R.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58402018-01-26T17:46:23Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Моделювання температурного поля в частково відшарованому термобар’єрному покритті
Автори: Мартиняк, Ростислав Михайлович; Khapko, B.; Martynyak, R.
Короткий огляд (реферат): Досліджено температуру термобар’єрного покриття, спричинену різницею температур основи та довкілля за теплообміну з довкіллям на лицевій поверхні покриття та недосконалого теплового контакту на інтерфейсі покриття-основа, що характеризується локальним підвищенням термоопору на ділянці міжфазного розшарування. Запропоновано спосіб зведення крайової задачі теплопровідності для покриття до системи інтегральних рівнянь Фредгольма другого роду відносно функцій, що є лінійними комбінаціями інтегральних характеристик температури покриття (середньої температури і температурного моменту). Побудовано числову схему розв’язування інтегральних рівнянь з використанням методу квадратурних формул. Наведено результати числового аналізу розподілу інтегральних характеристик температури в покритті – середньої температури та температурного моменту.; The problem of determining temperature in a thin partially delaminated thermal barrier coating is considered taking into account the convective heat exchange with the surrounding environment at the front and end surfaces of the coating and the imperfect thermal contact with the base, which is modeled by thermal resistance. In view of deterioration of heat exchange between the base and the coating in the separation region, thermal resistance in this region is assumed to be greater than thermal resistance in the regions of full adhesion. The heat-transfer coefficient at the front surface of the coating is coordinate-dependent. With the use of the propositions of heat conduction in thin elements of constructions, a model for describing temperature field in a partially delaminated coating, caused by the difference between the temperatures of the base and the surrounding environment, is proposed. Utilizing the method of variation of constants, an approach for reducing the heat conduction boundary value problem for the coating to a system of Fredholm integral equations of the second kind for the functions that are linear combinations of the integral characteristics of the coating temperature (the mean temperature and the temperature moment) and the temperature of the surrounding environment and the base is developed. A numerical scheme for solving the system of integral equations is constructed using the quadrature method. In particular, Simpson's quadrature formulae are utilized to evaluate the integrals, and the system of Fredholm integral equations of the second kind is reduced to a system of linear algebraic equations. The results of numerical analysis of temperature distribution at the front surface of the coating and at the interface between the coating and the base are given for the case of thermal insulation of the end surfaces and the case of convective heat exchange with the surrounding environment at them. The distributions of the mean temperature and the temperature moment are examined for various values of thermal resistance in the separation region. It is revealed that an increase in thermal resistance leads to a significant temperature perturbation at the front surface as well as at the interface between the coating and the base. However, the value of the temperature moment in the separation zone is slightly decreasing in comparison with the case when the delamination does not occur at the interface between the coating and the base.2015-06-23T00:00:00ZВимушені коливання п’єзокерамічних циліндричних оболонокКарлаш, Валерій ЛеонідовичЗінчук, Любов ПавлівнаBezverkhyi, O.Karlash, V.Zinchuk, L.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58392018-01-26T15:43:34Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Вимушені коливання п’єзокерамічних циліндричних оболонок
Автори: Карлаш, Валерій Леонідович; Зінчук, Любов Павлівна; Bezverkhyi, O.; Karlash, V.; Zinchuk, L.
Короткий огляд (реферат): Статтю присвячено аналізу проблеми вимушених коливань п’єзокерамічних циліндричних оболонок у вигляді коротких і високих кілець з радіальною поляризацією. Паралельно наведено просту ітераційну експериментально-обчислювальну методику визначення компонентів втрат енергії та коефіцієнтів зв’язку, яку ілюстровано розрахунками адмітансу коротких і високих кілець. Показано, що адмітанс, імпеданс і фазові кути не залежать від умов електричного навантаження, проте миттєва потужність дуже чутлива до режиму. Цей факт пояснює, чому режим заданої сталої напруги супроводжується значною нелінійністю, а в режимі заданого сталого струму такої нелінійності немає.
Також досліджено напружений стан кілець. Встановлено, що чим більше відношення висоти до середнього діаметра кільця, тим вищий рівень крайової моди і тим сильніше розподіл головних напружень відрізняється від косинусоїди. В дуже коротких кільцях крайова мода не реєструється.; This paper is devoted to the analysis of the forced vibrations problem for piezoceramic cylindrical shells in the form of short and high rings with radial polarization. Simultaneously a new simple technique for an experimental-computational determination of energy losses components as well as coupling factors is presented. An iterative determination process is illustrated by admittance calculations in resonance–anti-resonance frequency bands for strong modes.
It is shown that the admittance, impedance, phase shifts are independent on exciting electric conditions. Sample power, sample voltage and sample current are very sensitive to loading circumstances.
When vibrations of the piezoelectric sample are excited by the constant voltage, the instantaneous power in sample increases at resonance frequency in many times in respect to far-resonant frequencies case. And when vibrations of the piezoelectric sample are excited by the constant current, the instantaneous power in sample decreases at resonance frequency in that ratio. The instantaneous power reaches maximum value at resonances for the constant sample voltage and at anti-resonances for the constant sample current. This fact explains why the constant voltage regime is surrounded by significant nonlinearity but in the constant currant regime such phenomenon is absent.
The stress state of rings was investigated too. Verification of vibration modes was made using the method of piezotransformer transducer. This method enables to determine the distribution of internal stresses for piezoceramic elements from measurements of the surface distribution of charges. For this purpose a number of small electrode-transducers have been divided in an exterior electrode coating of the cylindrical surface. Its potentials and charges are proportional to the sum of principal stresses. It was established that the greater the ratio of height to the middle diameter of the ring, the higher the level of edge mode and the more the distribution of main stresses is different from the cosine function. In a very short rings edge mode is not registered.2015-06-23T00:00:00ZКонтактна взаємодія прорізної оболонки з деформівним заповнювачемBedzir, O.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58382018-01-26T17:47:24Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Контактна взаємодія прорізної оболонки з деформівним заповнювачем
Автори: Bedzir, O.
Короткий огляд (реферат): Сформульовано постановку змішаної контактної задачі взаємодії деформівного заповнювача з прорізною циліндричною оболонкою. З використанням одновимірних моделей оболонки й заповнювача отримано інтегральне рівняння для знаходження контактних напружень. На основі чисельного розв’язку досліджено вплив геометричних розмірів, кількості розрізів в оболонці та фізичних властивостей взаємодіючих тіл на жорсткість і міцність системи.; The aim of the present work is to construct a mathematical model of the friction contact of a slotted cylindrical shell with a deformable filler. The statement of the mixed problem on frictional interaction in the system, which consists of cylindrical slotted shells divided by a deformable filler, is presented Problem statement is carried out using one-dimensional models of shell and filler,The character of the contact interaction of the filler and the slotted shell is determined by the law of dry friction.
It is assume that the number of slots of the shell is large and that the filler is under conditions of axisymmetric deformation the shell, which has slots, consists of panels that are subjected to plane bending in radial planes.
We model the friction interaction of the slotted shell and the filler under monotonic external loading of the system by the relations of one-sided normal contact with regard to the detachment zone
The integral equation for the unknown contact stress was obtained.
The solution of the system of equations is obtained by the method of quadratures using the formula of trapezoids with a homogeneous mesh of nodes. In this case, we use the method of successive approximation of the array of nodal values of the contact stress and of the unknown coordinates section slip zones and detachment. As a result, we obtain a table of the values of contact stresses
On the basis of a numerical solution the influence of geometric sizes, the number of slots in the shell and the physical properties of the interacting bodies on the rigidity and strength of the system are investigated.
It have been established, that the reduce of the length of the filler leads to the rise of the contact pressure of the filler on the shell, reduce of the carrying capacity of the panels slotted cylindrical shell, and the decrease in the bearing capacity of the contact system. The results of these studies can be used in the design of shell elastic elements.2015-06-23T00:00:00ZПоширення хвиль Лемба у попередньо деформованому стисливому пружному шарі, який взаємодіє з шаром ідеальної стисливої рідиниБагно, Ірина МихайлівнаBahno, I.Bahno, O.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58372018-01-26T17:54:26Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Поширення хвиль Лемба у попередньо деформованому стисливому пружному шарі, який взаємодіє з шаром ідеальної стисливої рідини
Автори: Багно, Ірина Михайлівна; Bahno, I.; Bahno, O.
Короткий огляд (реферат): Розглянуто задачу про поширення акустичних хвиль у попередньо деформованому стисливому пружному шарі, що взаємодіє з шаром ідеальної стисливої рідини. Дослідження проведено на основі тривимірних рівнянь лінеаризованої теорії пружності скінченних деформацій для пружного шару та тривимірних лінеаризованих рівнянь Ейлера для ідеальної стисливої рідини. Застосовано постановку задачі та підхід, які базуються на використанні представлень загальних розв'язків лінеаризованих рівнянь для пружного та рідкого шарів. Наведено дисперсійне рівняння, яке описує поширення мод Лемба у гідропружній системі у широкому діапазоні частот. Чисельно розв'язано характеристичне рівняння та побудовано дисперсійні криві для широкого спектра частот у випадку тонкого шару рідини. Проаналізовано вплив початкової деформації, товщини шарів пружного тіла і рідини на фазові швидкості мод Лемба.; The problem of acoustic waves propagation in a pre-strained compressible elastic layer that interacts with a layer of ideal compressible fluid is considered. The study is carried out on the basis of the three-dimensional linearized equations of theory of elasticity finite deformations for elastic layer and of three-dimensional linearized Euler equations for ideal compressible fluid. The problem statement and the approach are based on the use of representations general solutions of the linearized equations for elastic and fluid layers. A dispersion equation is given which describes the propagation of Lamb waves in hydroelastic system within a wide frequency range. The characteristic equation is solved numerically and dispersion curves are constructed for a wide range of frequencies in the case of a thin fluid layer. The dependencies of phase velocities of Lamb modes on the thickness of elastic layer are given in absence of the interaction with the fluid. For hydroelastic waveguide the dependencies of phase velocities of Lamb waves on the thickness of elastic layer are presented. The dependencies of the relative change of the magnitudes of the phase velocities of Lamb modes on the thickness of the elastic layer are given. The influence of the initial deformation as well the thicknesses of the layers of the elastic body and fluid on the phase velocities of Lamb waves are analyzed. For hydroelastic system with increasing of the thickness elastic layer the velocity of first mode tends to the Stoneley wave velocity and velocity of second mode tends to the Rayleigh wave velocity is shown. The phase velocities of all higher modes tends to the velocity of shear waves in the elastic body. It is determined that the initial tension of the elastic layer leads to the increasing the phase velocities of first and second modes. It is determined that for all the modes, beginning with the third, there exist thicknesses the elastic layer and certain frequencies, at which the initial tension of the elastic layer has no effect on their phase velocities. It is shown, that in the case of a thin fluid layer, every mode, beginning with the fifth, has three such frequencies. It is found also that for certain frequency ranges the initial tension of the elastic layer can lead both to increasing and to decreasing of the phase velocities of Lamb modes.2015-06-23T00:00:00ZБіфуркаційна стійкість сферичних оболонок при розсіяному тріщинотворенні в матеріалі зсувомДородних, Тетяна ІванівнаBabich, D.Dorodnykh, T.http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58362018-01-26T17:56:00Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Біфуркаційна стійкість сферичних оболонок при розсіяному тріщинотворенні в матеріалі зсувом
Автори: Дородних, Тетяна Іванівна; Babich, D.; Dorodnykh, T.
Короткий огляд (реферат): З використанням структурно-ймовірнісного підходу до моделювання сумісного процесу тріщиноутворення й деформування матеріалів розроблено методику розв'язання задач біфуркаційної стійкості тонкостінних елементів конструкцій із пошкоджуваних матеріалів при одноразовому та повторюваному (циклічному) навантаженні. На прикладі рівномірно обтисненої сферичної оболонки показано, що при повторюваному навантаженні тонкостінні елементи конструкцій із пошкоджуваних зсувом матеріалів можуть втрачати стійкість при навантаженнях, менших верхніх критичних. Неоднозначність критичних навантажень пов'язана із залежністю процесу накопичення пошкодженості в матеріалі тонкостінних конструкцій від рівня та характеру навантаження. Зазначене явище може бути однією з можливих причин розкиду експериментальних даних та розбіжності теоретичних і експериментальних результатів з визначення критичних навантажень для сферичних і циліндричних оболонок.; The present paper deals with the method for solution of the bifurcation stability of thin-walled structural elements of damage materials under single and cyclic loading. This method is developed by using a structural-probabilistic approach to modeling joint processes of cracking and deformation of materials. The phenomenon of the bifurcation stability in elastic part of deformation of thin-walled structures of damaging materials under cyclic loading, the values of which are smaller than corresponding static critical efforts, are considered. The main purpose of solving such problems is to determine of the limiting number of a given load, at which the structure loses stability. It should be mentioned, that the possibility of loss stability of thin-walled structures at loads less than the upper critical is related to the type of failure of the material, such as destruction by rupture or destruction by shear. In the case of destruction by rupture, when microcracks are parallel to the direction of compressive stress, this phenomenon does not take place, because in this type of damage under repeated compression of the same load a material behaves as a continuous medium. The density of microcracks is not increased. This type of stability loss is possible for thin-walled structures made of materials which are damaged by shear, when microcracks are formed on the sloping planes to the direction of the load. Under such type of microfractures, the effective cross-sectional area decreases. It leads to increase of true tangential stresses in the material under constant conditional stresses of repetitive loading.
The proposed method consists of the following: construction of the constitutive equations for the damaged material by using the Eshelbi method for determining the effective elastic properties of the damaged medium; the model of microdamages accumulation basing on the Treska Saint-Venant, fracture criterion which is formulated in full true tangential stresses in random sections of structural elements and two-parameter power law distribution of limit values of shear microstrength of structural elements and procedures for solving problems bifurcation stability of spherical shells. It should be noted, that the true stresses differ from the conditional in that the former refer to the areas of the damaged medium whereas the latter to the areas of the continuous medium.
On an example of uniformly compressed spherical shell it is shown that the structire can lose stability under loads smaller than the upper critical. From the expression for the critical stress it follows that the ambiguity of critical loads depends on the density of the accumulated damages in material in thin-walled structures, which is associated with the nature of the load. This phenomenon could be one of the possible reason of dispersion in the experimental data and the discrepancy between theoretical and experimental results. For steel spherical shell 15X2MF numerical results are obtained.2015-06-23T00:00:00ZВідновлено роботу технічного комітету №13 з навчання і тренінгів європейської асоціації з цілісностей конструкцій (ESIS)http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58592018-01-26T17:47:55Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Відновлено роботу технічного комітету №13 з навчання і тренінгів європейської асоціації з цілісностей конструкцій (ESIS)2015-06-23T00:00:00ZДо 80-річчя з дня народження професора О. Шабліяhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58602018-01-26T17:57:22Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: До 80-річчя з дня народження професора О. Шаблія2015-06-23T00:00:00ZСписок авторів та вимогиhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58612018-01-26T17:57:25Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Список авторів та вимоги2015-06-23T00:00:00ZТитулка та редакційна сторінкаhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58342018-01-26T17:56:08Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Титулка та редакційна сторінка2015-06-23T00:00:00ZЗмістhttp://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/58352018-01-26T17:56:04Z2015-06-23T00:00:00ZНазва: Зміст2015-06-23T00:00:00Z