http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2769 Вісник Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 2013 рік, № 2 (70) 2026-04-25T02:25:05Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2830 Назва: Вплив хімічного складу середовища на швидкість поширення корозійно-втомних тріщин Автори: Сиротюк, А.; Дмитрах, І.; Syrotyuk, A.; Dmytrakh, I. Короткий огляд (реферат): Використовуючи підходи механіки руйнування матеріалів проведено експериментальні дослідження розвитку корозійно-втомних тріщин та побудовано діаграми циклічної корозійної тріщиностійкості сталей 20, 12Х1МФ та 08Х18Н12Т, які відображають вплив хімічного складу середовища на процес корозійно-втомного руйнування. На прикладі досліджених сталей доведено, що порівняно незначні зміни у складі робочого корозивного середовища можуть спричинити відчутні зміни у закономірностях розвитку корозійно-втомних тріщин у матеріалі порівняно з випробуваннями у повітрі, а відтак, знизити характеристики його тріщиностійкості у заданих експлуатаційних умовах. Показано, що під час побудови базових діаграм циклічної тріщиностійкості матеріалу для розрахунків на довговічність елементів конструкцій необхідно враховувати всі можливі відхилення в робочих середовищах, які можуть існувати в реальних експлуатаційних умовах.; Modern engineering considers the characteristics of crack growth resistance of materials as the most suitable base for estimation of physicomechanical state and residual lifetime of structural components under given operating conditions. The diagram of corrosion fatigue crack growth resistance of material is one of the most important characteristics, which reflect the resistance of material to crack propagation under mutual action of cyclic loading and corrosive operating environment. Such diagrams, that is, the dependence of corrosion fatigue crack growth rate on stress intensity factor range located between two limiting values: the threshold stress intensity factor range , which corresponds to value of under which corrosion fatigue crack growth does not occur and the critical stress intensity factor range , which corresponds to value of when the spontaneous (catastrophic) crack propagation is realized. Crack growth resistance parameters of structural metals and alloys are much more sensitive to changes of testing environment in comparison with the standard mechanical characteristics or the fatigue parameters received from the traditional tests. This advantage makes possible to evaluate more precisely the effect of operating environments on the strength and durability of structural materials. In present work the corrosion fatigue crack growth diagrams for steels 20, 12Х1МФ and 08Х18Н12Т were constructed based on the results of the experimental tests in the environments of different chemical composition. It has been shown that even small changes in operating environment composition can cause the significant changing of corrosion fatigue crack growth rate in comparison with tests in air. This circumstance can lead to decreasing of resistance of material to crack growth in-service conditions and thus the control of operating environment purity is the important factor for providing the safe and reliable operation of critical structural components. 2013-04-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2829 Назва: Інтегральні рівняння плоскої магнітоелектропружності для півпростору з тріщинами та тонкими включеннями Автори: Пастернак, Ярослав Михайлович; Сулим, Георгій Теодорович; Пастернак, Роман Михайлович; Pasternak, Ia.; Sulym, H.; Pasternak, R. Короткий огляд (реферат): На основі формалізму Стро та методів теорії функції комплексної змінної побудовано інтегральні рівняння для магнітоелектропружного півпростору з отворами, тріщинами і тонкими включеннями. У цих рівняннях поряд з існуючими додатково враховано задане на межі півпростору навантаження. На основі отриманих інтегральних співвідношень побудовано схему методу граничних елементів для вивчення магнітоелектропружних півпросторів із тонкими неоднорідностями. Ефективність та достовірність числового алгоритму підтверджено зіставленням розв’язків конкретних задач із відомими в літературі. Отримано розв’язки нових задач для тріщин і тонких включень у магнітоелектропружному півпросторі.; This paper presents a novel approach for obtaining the boundary integral equations of magnetoelectroelasticity for a half-space. This approach is based on the complex variable technique and the Stroh formalism. There are two fundamental relations used: the Cauchy integral formula and the Stroh orthogonality relations. The Cauchy integral formula is applied to the Stroh complex functions, which define the solution of 2D magnetoelectroelasticity. The boundary conditions at the boundary of the half-space are accounted for to obtain the integral formula for the Stroh complex functions inside the half-space. The Stroh orthogonality relations allow obtaining a useful identity, relating the vector of the Stroh complex functions with the displacement, electric and magnetic potentials and tractions, electric displacement and magnetic induction. This relation is applied to the integral formulae obtained and the Somigliana type identities are derived for a magnetoelectroelastic half-space. Using the Sokhotski–Plemelj formula the dual boundary integral equations are obtained. Derived boundary integral equations have several advantages in comparison with the existing ones: (1) these equations are obtained straightforward using a solid elegant complex variable approach; (2) the kernels are derived in transparent and easy way without any preliminary assumptions; (3) the integral formulae obtained account for the load set at the boundary of a half-space; (4) there are explicit closed-form expressions for all kernels of the dual boundary integral equations, which contain only the constants of the Stroh formalism. Obtained boundary integral equations along with the previously developed model of a thin magnetoelectroelastic inclusion are incorporated into the boundary element method. The approach is verified by comparison of the obtained results of particular problems with those referenced in literature. New results are presented for cracks and thin inclusions in the magnetoelectroelastic half-space. It is shown that even under the only mechanical load the significant intensity of electric and magnetic fields is present at the tips of inhomogeneity, which is close to the boundary of the half-space. 2013-04-18T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2828 Назва: Дослідження температурного поля та напруженого стану прогонової будови сталезалізобетонного моста Автори: Лучко, Йосип Йосипович; Гнатів, Ю.; Ковальчук, Віталій Володимирович; Luchko, J.; Hnativ, Yu.; Kovalchuk, V. Короткий огляд (реферат): Наведено результати експериментальних вимірювань температури сталезалізобетонної балки прогонової будови моста. Запропоновано математичні моделі теплопровідності та напружено-деформованого стану фрагмента балки, лицеві поверхні якого вільні від навантажень і нагріті до різних температур, а бокові поверхні жорстко закріплені. Для дослідження напружено-деформованого стану фрагмента використовуються рівняння термопружності. Припускається, що температура залежить лише від координати, напрямленої вздовж осі аплікат. Приймається, що на межі між різнорідними складовими фрагмента балки виконуються умови ідеального теплового та механічного контакту.; Railway and road bridges are the significant part of the national achievement, one of the most important components of Ukraine’s infrastructure. At the same time their maintenance becomes worse results in the traffic black out because of the poor technical condition or accidents of the bridge, and it causes significant social and economic losses. Neither society, nor the authorities of Ukraine treat this situation as the social and economic risk to the country. However, the problems of the area are urgent. The technical condition of railway and road bridges in Ukraine is as follows: 10% of railway bridges and 54% of bridges in public roads use do not meet the requirements of DBN V.2.3. 14:2006 “Bridges and pipes. The design rules”, 11% of bridges on public roads require immediate overhaul or reconstruction. Adoption of the science-based decisions concerning the need for renewal of one or another bridge element is possible on the basis of the objective estimation of its technical condition and residual resource. One of the most effective ways to evaluate the technical condition of structures and buildings, operating with external force loads and variable seasonal and diurnal temperatures are monitoring of their stress-strain state, which makes it possible to obtain objective information on the history of the load element design for its life cycle, development of its damages and to identify its serviceability term. The results of this monitoring will make possible to detect abrupt and gradual reduction of carrying capacity of individual structural elements;to calculate using appropriate mathematical models residual resource of the individual structural elements and structures in general. A complex design or construction monitoring, consisting of various structural elements, can be realized by the continuous measurement of the local deformations of the most critical elements with the subsequent calculation of the stress-strain state of the whole structure using appropriate mathematical models. Thus, for the monitoring system of such structures it is necessary to develop the methods of determining the stress-strain state individual structural elements composite beams spans bridge structures in particular, which are under the influence of climatic variable temperatures. These studies along with the studying of the effects of constant and variable loads, are the basis for estimation of the strength and reliability of the spans bridge structures. The results of experimental measurements of composite beam bridge spans temperature are presented in the paper. The mathematical models of the heat conductivity and the stress-strain state of the fragment beams, the facial surfaces of which are free from stress and heated to different temperatures, and the lateral surfaces are rigidly fixed, are proposed. To study the stress-strain state of the fragments the equations of thermo-elasticity are used. The temperature is expected to depend only on the coordinate directed along the applicate axis. At the border between heterogeneous components inside the beam the ideal thermal and mechanical contact conditions are assumed to be provided. 2013-01-21T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2827 Назва: Змішана статична контактна задача для пружного шару і пружного циліндричного штампа з початковими (залишковими) напруженнями Автори: Ярецька, Наталія Олександрівна; Iaretska, N. Короткий огляд (реферат): У рамках лінеаризованної теорїї пружності представлено осесиметричну змішану задачу про тиск пружного циліндричного штампа на шар з початковими (залишковими) напруженнями. Дослідження представлено 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 mixed type problem of measuring pressure of an elastic cylinder punch upon a layer with initial stresses within the linearized elasticity theory. Two cases are analyzed: 1) the layer is placed on an elastic surface without friction; 2) the layer is fastened to an elastic surface. In general the research was carried out for the theory of finite initial (large) deformations and different variants of the theory of small initial deformations with the 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 the cylindrical punch 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 influence of the punch causes slight disorders of the main stress-strain state. It is assumed that the elastic cylindrical punch as well as the layer is made of different isotropous, transversely isotropic or composite materials and they are interacting on one of the punch’s surfaces. The stress-strain state in the elastic layer with initial stresses will be defined with the help of harmonic functions as the Henkel integrals. It should be noted, that although the Henkel-method does not provide exact solutions, bat they make it possible to reduce the task to the Fredholm equations, which result in the effective use of the method of consecutive approximations. Thus, the relation for components of potential vector and tensor of deformations in the case of equal roots of axis-symmetrical type problem has been obtained. As the result the solution is presented as series with the help of infinitive system of constants. These constants are defined from the regular linear algebraic systems. The problem of the influence of initial stresses on the law of distribution of contact disorders in the elastic layer with initial stresses has been investigated. 2013-04-04T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2826 Назва: Метод екстраполяції діаграм тривалої міцності жароміцних матеріалів Автори: Кучер, Н.; Приходько, Р.; Kucher, N.; Prykhodko, R. Короткий огляд (реферат): Наведено метод прогнозування тривалої міцності матеріалів, виходячи з концепції базових діаграм. Запропоновано прості співвідношення, що зв’язують розрахункову довговічність і відповідне їй діюче напруження, визначене по базовій діаграмі. Ефективність методу проілюстровано при розрахунках довговічності сталей SUS 316-HP (18Cr-12Ni-Mo) і JIS SCMV 4NT (2,25Cr-1Mo) для досить широких діапазонів діючих напружень і температур. Показано перевагу даного підходу відповідно найпоширеніших параметричних методів Ларсона-Міллера, Орра-Шербі-Дорна, Менсона-Саккопа, Труніна й ін.; The method to predict the stress-rupture strength of materials using 3000–7000 h test data and the master-curve concept is presented. Simple formulas relating the theoretical lifetime and the corresponding stress determined from the master curve are proposed. To determine accurately the difference between the true stress and the stress found from the master curve, an approximating function of β based on available test data is used. The quantity β is the cotangent of the angle between the ordinate axis and a segment of the stress-rupture curve plotted on log–log scale. The parameters of the approximating function can be assumed to be either invariant to the test temperature or determined from the difference between the experimental and calculated values for each isotherm. The assumption of invariance is equivalent to the hypothesis that the family of stress-rupture curves can be reduced to a unified curve. The latter approach results in a better agreement between calculated and experimental data. In some cases, however, the assumption that the parameters of the approximating function are constant allows obtaining reliable results with accuracy sufficient for practical purposes. The method is capable of extrapolating the lifetime to values that are more than in 30 times greater than the available experimental data. The efficiency of the method is illustrated by calculating the lifetime of steels SUS316-HP (18Cr–12Ni–Mo) and JIS SCMV 4NT (2.25Cr–1Mo) for quite wide ranges of stress and temperature. The linear dependence of the mismatch function on β is used as the approximating function. Using a function rather than a set of constant parameters, as in the master curve method, always results in a better agreement between calculated and experimental data when extrapolating stress-rupture curves. It is shown that the method has advantages over the master-curve approach and popular parameters such as Larson-Miller, Orr-Sherby-Dorn, Manson-Succop, Conrad’s, Korchynsky-Clauss, and Trunin’s. The parameters of the linear models are calculated using multifactor linear regression. 2013-02-11T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2825 Назва: Моделювання розкриття втомної тріщини в сплаві Д16Т за регулярного навантаження методом скінченних елементів Автори: Ясній, Петро Володимирович; Пиндус, Юрій Іванович; Галущак, О.; Фостик, Василь Богданович; Yasniy, P.; Pyndus, Y.; Galushchak, O.; Fostyk, V. Короткий огляд (реферат): Створено модель плоского зразка з центральною тріщиною в пружно-пластичній постановці за допомогою методу скінченних елементів. Обґрунтовано вибір розмірів скінченних елементів в околі вістря тріщини. Змодельовано закриття втомної тріщини за регулярного циклічного навантаження з урахуванням залишкових деформацій та напружень в її околі. Отримано задовільне узгодження результатів моделювання та експериментальних даних.; The aim of this study was to simulate fatigue crack opening using FE software complex ANSYS and compare it with experimental data. Using the FE simulation software the model of central cracked flat specimen was created. Only half of the specimen with enabled conditions of symmetry was modeled. The true strain diagram of D16T alloy at 20 °C was used for the simulations in order to reproduce the conditions of the experiment. FEM calculations were performed for the plane stress condition. For creation of the accurate computational model the size of finite element mesh in the crack tip was adapted using software experiment. The finite element mesh size for the finite element analysis of the stress strain state of the flat specimen with a central crack under uniaxial tension was found. Fatigue crack closure effect was modeled under constant amplitude cyclic loading considering residual strain and stresses in the crack tip. For software determination of the crack opening a macro that allows to calculate displacement of nodes of the model for a given load step was developed. The node, in which at this moment the crack tip was located, was determined with the help of software and two nodes on both sides of the crack plane at a distance r from its tip and the base b were selected. To maintain constant b and r during each crack growth the points of measurement were upgraded using software. Previous experiments proved that in order to reduce the error of determining opening stress intensity factor the measurement of the crack opening should be performed at the minimum values of b and r. Therefore, according to the experimental data r=0,02 mm and b=0 were used that is, directly on the shore of the crack. The method for determining the moment of crack opening has been chosen. It has been found that the moment of crack opening corresponds to the point of the greatest curvature of diagram efforts – opening of crack tip. For this purpose the derivative approximation by finite differences with a constant increase in stress was used. Results of modeling and experiment were compared. 2013-05-14T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2824 Назва: Визначення напружено-деформованого стану пористого гумового буфера в умовах нелінійного деформування Автори: Гребенюк, С.; Юрєчко, В.; Grebenyuk, S.; Iuriechko, V. Короткий огляд (реферат): Розроблено підхід до чисельного аналізу напружено-деформованого стану пористого гумового буфера в умовах нелінійного деформування на основі моментної схеми скінченного елемента з використанням різних методів визначення ізотропних модулів пружності пористої гуми. Проведено розрахунок пористого гумового буфера в умовах в’язкопружного деформування з використанням ядра релаксації, що включає миттєвий і тривалий модуль пружності пористої гуми та в умовах геометрично нелінійного деформування.; Approach for the numerical analysis of stress-strain state of the porous rubber buffer in non-linear strained conditions has been depeloped. There were examined the methods of isotropic elastic modulus of porous materials such as self-consistence method for the spherical, needle shaped and disk shaped pores as well as the Khashin-Shtrikman variation method for the free shaped pores. Geometric non-linear strain model that includes sequential solution of the linear problems including the recalculation on each step of matrix stiffness of the whole construction has been built, the finite strain tensor of porous body in this case being shown as a sum of linear and non-linear constituents. Porous body stress tensor is based on the general Hooke’s law and includes the dependence from the porous material elasticity, metric tensor components, approximation of the first, second and the third strain tensor invariants. For viscoelastic deformation modeling integral relations based on Boltzmann - Volterra genetic theory were used. In this case porous body stress tensor includes the tensors of instant and continuous porous materials elastic modules, metric tensor components and the linear part of the first strain tensor invariant. To solve the resulting integral equations in three dimensional statement there time discretization for viscoelastic deformation and load discretization for geometric non-linear deformation, was used with the further use of the modified Newton - Kantorovich method. To solve the problem finite element momentum scheme on each step was used. Geometric nonlinearity and viscoelasticity of the material was formed by entering the additional load vector based on variational principle. Calculation of porous rubber buffer allowing the relaxation only of the porous rubber shift module in terms of viscoelastic deformation using the relaxation core has been carried out. It includes instant and continuous porous materials shift modules. As a result, the components of deformation stress state i.e. time distribution of normal stresses and motion dependence on both time and stress has been obtained. 2013-02-27T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2823 Назва: Коливання ортотропної циліндричної оболонки з множиною включень довільної конфігурації, жорстко з’єднаних з оболонкою 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 жорстко з’єднані з оболонкою. 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.; In the framework of the refined theory, which takes into account 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 form, orientation, and location is constructed. Inclusions are rigidly clamped to the shell. 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 boundaries 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 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 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 on the base of 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. 2013-01-31T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2822 Назва: Технологія синтезу термітних антифрикційних чавунів Автори: Жигуц, Юрій Юрійович; Лазар, В. Ф.; Талабірчук, В.; Zhiguts, Yu.; Lazar, V.; Talabirthuk, V. Короткий огляд (реферат): Розроблено технологію синтезу термітних антифрикційних чавунів у результаті алюмінотермічних реакцій. Встановлено технологічні особливості синтезу. Досліджено хімічний склад отриманих антифрикційних матеріалів. Виявлено вплив температури на силу та коефіцієнт тертя, вплив швидкості обертання на коефіцієнт тертя та режими роботи пари тертя з термітних антифрикційних чавунів − аналогів за хімічним складом промисловим маркам АС4-1, АС4-2 та АВ4-1, АК4-1. Проведено порівняння службових властивостей різних матеріалів − бронзи, бабіту, антифрикційного чавуну.; Antifriction cast irons are used for production of different parts, which operate as friction pairs (e.g. bearings) in the presence of lubricants to prevent the contact of friction surfaces. Taking into account the fact that cast iron is in 3,3...18 times cheaper than other antifriction materials (except rubber) it can be well promising in use. From the antifriction theory point of view the properties of materials are considered mainly taking into account their interaction with the contacting surfaces. Therefore antifriction materials must provide: high enough durability; good breaking-in, high static and dynamic strength at high temperatures, good oil soakage and adhesion retaining of oil on the surface, high strength of the oil film on the surface of alloys, geometric structure of the surface, which should improve the retaining and feeding of oil on the area of friction. In the presented paper the combining of thermite antifriction cast iron advantages with metal thermal methods of their production is proposed. The advantages of metal thermal synthesis methods include: self-contained manufacturing process, independence of energy sources, simplicity of equipment, high-performance process, short time of synthesis and easy transition from experimental research to industrial production. All these resulted in the need to develop the proposed technology of synthesis the thermite antifriction cast irons caused by the aluminothermal reactions and establishment of manufacturing peculiarities of synthesis. At the first phase of the study the chemical composition of the synthesized antifriction cast irons АС4-1, АС4-2, АС4-3, АВ4-1, АК4-1 were found. Further the influence of temperature on the strength and the coefficient of friction, impact of velocity on the coefficient of friction of the thermite antifriction cast irons similar in their chemical composition to the industrial brands of antifriction cast alloys “AC4-1”, “AC4-2” and “AB4-1”, “AK4-1” have been found. The operations modes of friction pair components made of thermite antifriction cast iron were determined. Comparison of the operating properties of different types of materials, synthesized antifriction cast iron, bronze, babbit in particular, has been carried out. 2013-03-16T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2821 Назва: Методика наближеного розв’язання рівняння Фредгольма першого роду в деяких осесиметричних задачах механіки деформівного твердого тіла Автори: Габрусєв, Григорій Валерійович; Шелестовський, Борис Григорович; Habrusiev, H.; Shelestovskyi, B. Короткий огляд (реферат): Проведено представлення наближеного розв’язку рівняння Фредгольма першого роду у вигляді полінома за ортогональними функціями. Проаналізовано можливість застосування варіаційної задачі з нерухомими кінцями та задачі поточкового зведення розв’язку до системи лінійних алгебраїчних рівнянь для визначення коефіцієнтів полінома. Отримано умову для вибору оптимальної кількості членів полінома-розв’язку.; While solving many applied tasks, axisymmetric contact problems of elasticity and thermoelasticity in particular, it arises a need to build an approximate solution of the Fredholm first kind equations. However, the problem of finding the solution of these equations is incorrect [1], since even small errors in the calculation of the right side of the equation or the core can result in distortion of the solution. For a long time reasonability of solving problems of this type was under question. However, with the appearance of various regularization methods it became possible to search approximate solutions of the Fredholm first kind equations [2-8]. Classical the Lavrentiev and Tikhonov methods are adapted to be used for finding approximate solutions of the Fredholm first kind equations that arise in solving of axisymmetric problems of fracture mechanics. Desired function as a linear combination of polynom by cylindrical functions with unknown coefficients was presented. Then the system for finding these unknown coefficients, and hence the approximation of the desired function was obtained. Besides, the conditions for choosing the optimal number of polynom solution members are obtained. However, the direct use of classical methods for solving of the Fredholm first kind equations in the applied problems of fracture mechanics becomes more complicated problem because of the necessity of finding the regularization parameter. In many cases, while solving axisymmetric contact problems of elasticity theory in particular [9], simpler approach can be used. After the unknown functions in a generalized Fourier series with unknown coefficients for orthogonal functions of a special type are presented, integrating of the left and right side of the equation are made. The systems of linear algebraic equations for finding of these coefficients are obtained. The characteristic feature of the obtained system is that the increase of the number of equations results in the increase of the accuracy of the approximation solution. It makes possible to build solutions with arbitrary predetermined accuracy. 2013-04-02T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2820 Назва: Теплопровідність двоступінчастої круглої пластинки з постійними коефіцієнтами тепловіддачі з лицьових поверхонь Автори: Михайлишин, Михайло Стахович; Семенишин, Галина Мирославівна; Mykhaylyshyn, M.; Semenyshyn, H. Короткий огляд (реферат): Розглянуто задачу нестаціонарної теплопровідності двоступінчастої круглої пластини, яка нагрівається зовнішнім середовищем. Вважається, що на зовнішній поверхні пластини має місце конвективний теплообмін із зовнішнім середовищем. Коефіцієнти тепловіддачі з лицьових поверхонь пластинки різні для різних ступенів пластинки, але однакові на нижній і верхній поверхнях пластинки. Умови нагріву такі, що має місце симетрія задачі відносно серединної поверхні пластинки. Коефіцієнти тепловіддачі на внутрішньому і зовнішньому контурах різні й відрізняються від коефіцієнтів тепловіддачі з лицьових поверхонь пластинки. Диференціальне рівняння теплопровідності для даного випадку отримано в роботі [1] із використанням методики, заснованої на використанні узагальнених функцій. Воно містить коефіцієнти типу імпульсних функцій (асиметричні одиничні функції, дельта функцію Дірака). Розв’язок задачі будується з використанням інтегрального перетворення Лапласа і використанням методики Образцова-Онанова [2] розв’язування задач з коефіцієнтами типу імпульсних функцій.; Non-stationary thermal conductivity task of the double-stage round annular plate, which is heated by the external environment, is analyzed. Convective heat exchange with the external environment is considered to take place on the external surface of the plate. Heat transfer coefficients from the front surfaces of the plate are different for different plate stages, but are similar on the upper and lower surfaces of the plate. According to heat conditions, symmetry of the task relatively middle surface takes place. Heat transfer coefficients on the external and internal contour of the plate are different and differ from the heat transfer coefficients on the external surface of the plate. Differential equation of thermal conductivity for this case in the article [1] has been received taking advantage of the approach, based on the generalized functions using. It contains coefficients such as impulse functions type coefficient (asymmetric unitary function, Dirac delta function). Task solution is based on the Laplas integral transformation using the Obraztsov-Onanov [2] method for solving tasks with coefficients of impulse function determination type. According to this method to find general solution of homogeneous equation with coefficients, which contain stage functions, the equation is reduced to partially degenerated equation at first. To find partially solutions of heterogeneous equations the variation of constants method is used. General solution for the appearance contains relation of two transcendental functions with the generalized polynomial in the denominator, with does not have zero root and all roots of which are simple. Determination of the original according to the found appearance is carried out taking advantage of the Vaschenko-Zakharchenko expension theorem in the case of the image roots of the generalized polynomial, which is included into the transcended functions relation. The single closed solution for non-stationary equation of double-stage plate thermal conductivity for the whole field of determination has been found. 2013-05-14T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2819 Назва: Математичне моделювання дифузійного перенесення в багатошарових наноплівках оксидної структури (дослідження зразка за технологією виробництва базальтового супертонкого волокна) Автори: Дейнека, Василь Степанович; Петрик, Михайло Романович; Василюк, Петро Михайлович; Бабій, Надія Василівна; Deineka, V.; Petryk, M.; Vasyluk, P.; Babiy, N. Короткий огляд (реферат): Побудовано математичну модель дифузійного перенесення в неоднорідних багатошарових наноплівках оксидної структури на основі дослідження зразка, створеного за технологією виробництва базальтового супертонкого волокна (БСТВ). Досліджувані наноплівки можуть використовуватися як термо- і агресивнозахисні покриття робочих органів технологічного обладнання, що працюють у високоагресивних середовищах. 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 resource-saving technologies. Alloys of iron-chromium systems are used as a structural material in atomic power engineering in the production of mineral fibers. Oxides, including multi-layer ones, are widely used in the semiconductor technology. The chemical composition of oxides is determined by such components 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 the operating life of their operation. The mathematical model of diffusion transfer in heterogeneous environments that describes the process of forming thin oxide nano films multilayers, which are used as termo- and aggressive-protective coverings of processing equipment operating members in highly corrosive environments, has 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 effectiveness of experimental researches of transfer in multicomponental polycompositional and in researching the properties of new nanomaterials. 2013-05-17T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2784 Назва: Дослідження кінетики розвитку втомних тріщин металу на основі цифрової 3d-моделі Автори: Ріпецький, Євген Йосипович; Рибак, Тимофій Іванович; Іванчук, О.; Ripetskyy, E.; Rybak, T.; Ivanchuk, O. Короткий огляд (реферат): Отримано цифрову 3D-модель тріщини (ЦМТ) металу у вигляді поверхні в просторі. При розробленні ЦМТ використано стереопари знімків, які отримано за допомогою растрового електронного мікроскопа. За результатами обробки двох знімків стереопари визначено координати одиничних точок у просторі на поверхні тріщини. ЦМТ утворена шляхом інтерполяції точкових даних із використанням програмного забезпечення Surfer 10. Здійснено аналіз тріщини з використання ЦМТ і визначено геометричні розміри фронту тріщини у її поперечному перерізі.; The paper presents a new approach to obtain data on geometrical parameters of fatigue cracks, which are crucial in kinetics research of their development. The subject of research was fatigue cracks of the metallic samples. Cracks were formed by testing of samples with the artificial defects on the investigation equipment applying different number of loading cycles. Technology of obtaining digital 3D model crack (DMC) of metal crack is described. Treating the fatigue crack as a fracture surface in metal, photogrammetry methods were applied to create digital 3D model of the crack. Stereo pair images, which had been obtained by means of REM 6I raster electron microscope, were used while developing DMC. According to the results of processing two stereo pair images coordinates of single points in space on the crack surface were determined. DMC was formed by interpolation of point data taking advantage of software Surfer 10. DMC was presented as the graphic three-dimensional image of crack surface in a vector form. Obtained DMC can be considered under various angles, analyzed with special calculation software modules. Analysis of the crack was made with application of DMC. Geometric dimensions of the crack front in its cross-section were determined. Obtained cross-section of the crack allows to approximate its front line and to choose reasonably the typical shape of the crack. Besides, in the case of complex configuration of crack shape the obtained data on its cross section can be used to calculate stress intensity factor (SIF). It is shown, that in the crack cross section the front of its propagation is a line of complex configuration forming sharp rim of the tunnel shape. Penetration of the crack inside the metal increases the value of stress intensity factor (SIF) by 20 – 40% especially on the final stages of the crack growth. The obtained results are recommended to be used while determining stress intensity factor of cracks with complex configuration. 2013-03-20T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2783 Назва: Основи побудови дросельних синтезаторів газових сумішей з мікроконцентраціями компонентів Автори: Ділай, І.; Dilay, І. Короткий огляд (реферат): Запропоновано будувати газодинамічні пристрої для приготування складних багатокомпонентних сумішей з мікроконцентраціями компонентів як поєднання двох функціонально зв’язаних елементів – змішувача і блока стабілізованих тисків живлення. Така побудова забезпечує відтворення суттєво різних тисків (перепадів тисків) на дозуючих капілярах змішувача, отриманих у міждросельних камерах подільників тиску блока живлення. Як приклад застосування розроблено принципову схему синтезатора потрійних газових сумішей Ar-O2-N2 для перевірки газоаналітичної апаратури, призначеної для визначення чистоти аргону.; The problem of preparation of the specified mixed gasses has not been solved yet and is of special importance for the multicomponent mixtures, the part of components of which is on the level of trace concentrations. One of the most promissing methods of the mixed gasses synthesis is the dynamic method based on the dosage of gas flows with the glass capillary pipes. The objective of the work is to develop the principles of construction of high-precision and reliable mixtures synthesizers with the trace components basing on this method. Apart from the known principles of gas-dynamic synthesizers construction, the paper proposes the new ones, which provide the preparation of mixtures with the concentrations up to 10-5 %. The synthesizer should be composed of two functionally bound components a mixer and the stabilized static condition power unit, which are the flow summarizers and the pressure dividers respectively, based on linear capillaries. This provides the reproduction of pressure ratios on the mixer’s dosing capillaries, thousands of times different, which accordingly creates flows of components of different values. Stabilized static condition power unit is based on the tandem pressure dividers, where the input pressure of each lower level divider is equal to the smallest inter-throttle pressure of the higher level divider. Linearity of all synthesizer’s capillaries provides for the proportional change of all the pressures on the dosing capillaries in the case of possible changes of the pressures of the components sources, barometric pressure, etc. The power unit pressures on the dosing capillaries are reproduced on the dosing capillaries with the help of the pressure repeaters. In order to compensate the major influences (pressures and temperatures) new independences are developed, which take into account the pressure changes inequality on the mixer capillaries. As an example of the implementation of new principles of gas-dynamic synthesizers for the preparation of mixtures with the components traces our triple mixtures synthesizer for the gas mixtures Ar-O2-N2 testing the analytical equipment designed for the determination of the argon purity. Key words: gas-dynamic synthesizer, capillary, intermixture traces. 2013-04-22T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2782 Назва: Багаторізцева головка для тонкого точіння з пружними напрямними та електромагнітним приводом Автори: Луців, Ігор Володимирович; Шарик, Володимир Мирославович; Lutsiv, I.; Sharyk, V. Короткий огляд (реферат): Запропоновано конструкцію багаторізцевої головки адаптивного типу з пружними напрямними для тонкого точіння, в якій керування положення різця в процесі обробки відбувається через електромагнітний двонаправлений привод різцетримачів із мікроконтролерним інтелектуальним керуванням.; The paper deals with the design development of fine turning multi edge head of adaptive type with elastic guides in which the turning tool position control in the process of machining is performed by the bidirectional electromagnetic drive of tool holders with intellectual control system based on microcontrollers. The modern problems of fine turning as well as the problems of machining accuracy and continuous chip breakage are analyzed and search directions of manufacturing and constructive design solutions are defined. In addition to machining technology and tools improvement the conceptually new mechatronic head is developed on the base of precession mechanics, electronics, electro engineering techniques integration with particularly regard to the multi edge machining of adaptive type. Constructive design combination of operational and driving units of cutting machines linear and rotational motion mechanisms that realize the direct-action drive conception allows improving the accuracy, response speed and reducing capacity losses. The presence of automatic control system and manufacturing process control sensing elements incorporated in the given design makes the head intellectual and autonomous that allows creating advanced designs of metal cutting machine units. The tool holders of the head are rigidly connected with the electromagnet armatures that are steadily fixed to the head body. On the electromagnet armatures the elastic elements in the form of thin plates are mounted. These plates with their free ends are fixed to the bars that are connected with a head body. Except that the plates are dressed with the strain measuring sensors (SMS). SMS are connected with an amplifier as well as with microprocessor-based control system and synchronous and augmentation system. In a case of increasing of local allowance (i.e. depth of cut) as well as increasing of local hardness at one of the tools an axial cutting force occurs that is larger than each of the axial forces on the other tools. This causes the force disbalance and accordingly the respective tool displacement. The control system sends a signal of misalignment to the two other electromagnets in this way increasing the feed of the tools and adjusting the axial and radial cutting forces that deform the work piece. The similar head development and using changes actually the view on a machining technology problem transferring it to the system level that includes complex interrelations between design, manufacturing, assembling, adjusting, programming, operation, repair and maintenance as well as utilization. The design engineering of multi edge heads with electromagnetic drive provides the new design approach to the creating machines with totally new characteristics. On the base of the given calculations the following comparable investigations of machining accuracy are performed dealing with the single tool machining of cantilever work piece, single tool machining with the follow rest use and turning with the help of the developed three edge head. As a result the proposed control system gives the possibility to response quickly to the material extraneous impurities while machining as well as redistribute cutting forces in the process of cutting edges wear in the multi edge tools. The information data recording to the independent memory is also available with the following computer analyzing. 2013-05-27T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2781 Назва: Оптимізація режиму зварювання пластин малої товщини Автори: Кошовий, М.; Заболотний, В.; Костенко, О.; Сухобрус, О.; Koshevoy, N.; Zabolotny, V.; Kostenko, E.; Sukhobrus, E. Короткий огляд (реферат): Початкову матрицю планування експерименту оптимізовано за вартістю реалізації за допомогою програмного забезпечення. Отримано математичну модель процесу зварювання пластин. Визначено оптимальний режим проведення точкового зварювання пластин зі сталі електротехнічної малої товщини.; Optimization of metal plates welding with small thickness was held using the methods of planning the experiment. The initial design of experiment matrix is optimized for the implementation cost using the search program of optimal combinatorial multilevel multifactor experiment plans. At the core of the program is the generation of combinatorial multifactor experiment plans, evaluation of their characteristics, the selection of the optimal implementation cost variant. Using the program the prize of the implementation cost of the experiment plan in 1,93 times as compared with the initial plan and in 3,00 times as compared with the plan that has a maximum value, is achieved. According to the obtained optimized plan a full factorial experiment was conducted. For each experiment matrix duplicate experiment was carried out to reduce random errors. As the factors that influence the value of capacitor, the rate of transformation, the pressure on the electrodes were considered. As the parameter of optimization the efforts gap of welded plates on tensile machine was elected. The mathematical model of plates welding is obtained. The adequacy of the obtained mathematical model is confirmed by the Fisher's exact test. Checking of the regression coefficients significance was performed using the Student's criterion. The coefficients of all the factors considered were significant. According to the mathematical models, a substantial change in the parameter optimization is caused by a change in value of capacitor, because it has the largest coefficient in absolute value. To increase the welded plates break efforts it is necessary to increase the value of capacitor and to reduce the rate of transformation and pressure on the electrodes. The search of the optimal parameters of welding process was carried out using a gradient method. The movement of the gradient is carried out by adding to the basic level of pitch variation for each factor. The calculation step is carried out by multiplying the coefficients of variation of the mathematical model for the interval of variation for each factor. The gradient motion series of experiments are obtained. The experiences that matter the most parameter optimization have been realized in practice. Obtained in practice parameter of optimization is close to the calculated using the mathematical model. The optimal mode of spot resistance welding of thin electrical steel plates is defined. To achieve the maximum strength spot welding of thin electrical steel plates it is recommended to set the following parameters: the value of capacitor – 140 uF, the coefficient of transformation – 75, the pressure on the electrodes – 10 N. 2012-11-26T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2780 Назва: Зчеплення арматурних стержнів різних діаметрів класу А500С з бетоном Автори: Чапюк, О.; Chapiuk, О. Короткий огляд (реферат): Наведено результати експериментальних досліджень зчеплення бетону з арматурою серповидного профілю (класу А500С) діаметрів 10, 14, 16, 18, 22 мм та запропоновано формули (2) і (3), які можуть бути використані для розрахунку анкерування арматури.; Summary. In the production of the reinforced concrete structures comparatively new reinforcement crescent profile (ДСТУ 3760 – 2006), the adhesion of which with the concrete is not studied enough, has been used in Ukraine since the early third millennium. According to the research of Prof. J.A. Klimov the value of relative shear area of the transverse lug, that influences the adhesion with the concrete in the bars crescent profile, is in 2.4 – 3.7 times less than the corresponding values of screw profile rod that was used before. Therefore, it is necessary to use the correction factors for calculation of the class A500S anchoring reinforcement. The most important factor, which provides mutual work of the reinforcement and concrete in the reinforced structures is the adhesion at the contact between them. According to the researched results, the adhesion strength depends on the adhesion in concrete performances on the periodic profile reinforcement surface; friction forces that are developed under the reinforcement and concrete, contact caused by its shrinkage; reinforcement and concrete cementing, caused by the cementing property of the adhesive gel. The greatest influence on the adhesion strength is the first factor – it provides about 75% of the total sliding resistance of the reinforcement in concrete. If the reinforcement is smooth, the sliding resistance decreases in 2 – 3 times. The results of experimental studies of the concrete adhesion with crescent profile (class A500S) reinforcement of 10, 14, 16, 18 and 22 mm diameters are presented in the article. Samples were made in the form of concrete prisms of square cross section with 15 cm sides. The prisms height was determined by the standard length of anchoring rods, which was 5d (d – diameter rods). Reinforcement rods were arranged in the prisms so that their longitudinal axes coincide, and protruding parts of rods made possible to be fastened in the clutch press on one side, and on the other (free) – to measure its displacement (sliding) toward the prisms end using a tracer. In the experiments it was revealed that the value of tangential stresses of concrete and reinforcement adhesion depends on its diameter and can be be taken into account by introduction of an additional factor kd, which can be found by the formula (3). The greatest shear area is for the 16 mm diameter rod, so the tangential stresses in them are the greatest. It is testified experimentally. 2013-04-08T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2779 Назва: Статистичне оцінювання міцності пресових з’єднань приводних роликових ланцюгів закордонних фірм на основі теорії малих вибірок Автори: Кривий, Петро Дмитрович; Тимошенко, Н.; Коломієць, В.; Чорний, Р.; Kryvyj, P.; Tymoshenko, N.; Kolomiiets, V.; Chornyj, R. Короткий огляд (реферат): Базуючись на даних міцності пресових з’єднань валик-пластина приводних роликових ланцюгів закордонних фірм з використанням теорії малих вибірок, отримані статистичні характеристики розсівання моменту провертання валиків у отворах пластин, а саме: математичне сподівання та дисперсія розсіювання. Використавши критерії Стьюдента і Фішера, здійснено оцінювання суттєвості відмінностей отриманих характеристик досліджуваних ланцюгів.; Basing on the experimental data on the roll-plate pressed joints strength of the 19.05 mm pitch driving roll chains, produced by the foreign companies “Renold” (Great Britain), “Regine” (Italy), “Elite” (Sweden), “Chain-belt” (USA), using the small sampling theory and iteration method, distribution density f(t) of the random value T (T- turning moment of the roll in the plate hole), has been found and the mathematic expectation, dispersion and variation coefficient have been calculated. Тhe characteristic feature of the iteration is that of the distance [a,b] of the values change of the random value T which is considered to be known and to be equal to a=tk min, b=tk max (tk min, tk max - the smallest and the largest value respectively among tk(k=1,n) of the experimental meanings of the value T). At the initial stage of finding f(t) it is considered that no one experiment has been carried out and the value T is expected to be distributed according to the uniform law. During the next stage the result of the first experiment is taken into account to check the prior distribution density f0(t) of the random value T. With this purpose the prior distribution density f1(t) of the value T is presented as follows: f1(t)=c1·[f0(t)+φ1(t)], where c1 is found from the normalization conditions. Using similar approach to the n experiments, the distribution density of the random value T – fn(t), has been found. It was shown that minimal values of M(T)min and D(T)min are those of roll-plate pressed joints of the driving roll chains, produced by the company “Renold”, the maximal values of these characteristics being in the roll-plate pressed joints of the driving roll chains of the company “Elite”. According to the Student’s t-test and Fisher’s t-test, estimation of the sufficient differences of the obtained characteristics of the rolls turning moment scattering in the plates holes of the investigated chains, has been carried out. T value scattering field of the investigated chains was found to differ in 2,81 times and to be in the 4,16-11,7 N•m interval. The minimal T value scattering field is provided by the pressed joints of the “Renold” company and the maximal scattering field – in pressed joints of chains produced by the “Elite” company. Using variation coefficient k0 it was found that the highest stability of the turning moment is provided by the roll-plate pressed joints of the driving chains produced by companies “Renold” and “Regina”. 2013-03-01T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2778 Назва: Обгрунтування параметрів захисних механізмів шнекових транспортерів Автори: Гевко, Роман Богданович; Клендій, Олександра Миколаївна; Gevko, R.; Klendiy, O. Короткий огляд (реферат): Представлено конструкцію шнекового транспортера із запобіжним пристроєм, використання якої дозволяє підвищити ефективність функціонування конвеєрів в екстремальних умовах експлуатації. З метою усунення заклинювання робочого органу шнекового транспортера при переміщенні матеріалу запропоновано використовувати запобіжний пристрій з розділеними в часі режимами буксування та осьового зміщення шнека для автоматичного відновлення робочого стану конвеєра. Також проведено силовий аналіз роботи захисного механізму, основним призначенням якого є визначення залежності крутного моменту від провертання півмуфт на різних етапах спрацювання запобіжного пристрою. Аналіз графічних залежностей дає змогу комплексно оцінити інтенсивність впливу того чи іншого параметра на величину крутного моменту на різних етапах роботи запобіжного пристрою, а також є основою для розроблення інженерної методики проектування його конструктивно-технологічних параметрів.; Screw conveyors have have been widely used for transporting of bulk and lump materials in different manufacturing processes. But while transporting there can happen jamming of screw operating unit caused by the gap between the screw rotation surface and the guide pipe internal surface. To recapulate the conveyor operating capacity the jammed screw edge must be moved aside along the axial direction from the contact with the material and then, after the removal of overloading, the drive elements must provide the initial location of the operating unit for transporting of the material in the unloading area. Conventional principle of the jammed operating unit reversing is performed using the planetary safety devices, that provide the reverce screw flight from an unsufficient rotation angle to some complete rotations with the further recovering of the initial location. The method of axial moving aside of the jammed screw operating unit, using ball safety clutch, where profile grooves were made both in exit and entrance from the clutch,isecceptable as well. Design of the screw conveyor with the safety device, application of which makes possible raise the efficiency of the conveyors operation in the extreme operatiny conditios, is presented in the article. To prevent the jamming of the screw conveyor operating unit while transporting material, safety device with separated in time skidding regimes and the axial displacement of the screw for the automatic recovering of the conveyor operating state, has been proposed to be applied. Power analysis of the protective mechanism operation, designed to find the dependence of the torque on the semiclutches turning at different stages of the safety device response, has been carried out. Analysis of the graphic dependences makes possible to estimate completely the effect intensity of this or other parameter on the torque size at different stages of the safety device operation, as well as is the basis for the development of the engineering method for the design of its construction – manufacturing parameters. 2013-03-14T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2777 Назва: Результати експериментальних досліджень параметрів процесу змішування сипких матеріалів Автори: Любачівський, Роман Орестович; Lyubachivskyi, R. Короткий огляд (реферат): Наведено будову спроектованого та виготовленого гвинтового змішувача для проведення експериментальних досліджень процесів змішування сипких матеріалів гвинтовими конвеєрами а також результати експериментальних досліджень змішування сипких матеріалів. За їх результатами побудовано графічні залежності коефіцієнта неоднорідності суміші від частоти обертання шнека, коефіцієнта завантаження та кута нахилу змішувача.; Screw transporting manufacturing mechanisms are widely applied in different branches of the national economy for transporting, mixing, sorting, grinding, etc. However, the efficiency and quality of these manufacturing processes are linked with the construction peculiarities of these systems in accordance with the power consumption. Therefore, to provide the efficient and qualitative operation of these processes proper choice of certain parameters of their performance and construction characteristics, as well as specially constructed experimental installation have been carried out. The main variable factors affecting the process of oats and vetch mixing were the following: mixer loading factor К3=0,3...0,5 (хі), screw rotation frequency п=50...250rot/min. (х2), and mixing time t=20...60c (х3). To provide the experimental installation operation the program Power Snite was used for tuning the Altvar series frequency converter, in which the selection of those characteristics, which were required to carry out experiments according to the developed method of testing was done. Presented results of investigation were displayed on the PC screen as the table and graph dependencies in the percentage relation to the nominal capacity with the predetermined frequency. Basing on the carried out investigations of the response function (optimization parameter), that is, vetch and oats mixing heterogeneity in cyclic mixing Vc=f(k3, n, t), found experimentally, are presented as the mathematic model of complete square polynom and regression equations in the code and full sizes are deduced. According to the results of these investigations graphic dependences of the vetch and oats mixing heterogeneity size on the load factors, rotation frequency and other screw parameters as well as operating time, have been built. 2013-04-03T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2776 Назва: Розрахунок геометричних параметрів вузла адаптації схвата промислових роботів Автори: Кирилович, В.; Сазонов, А.; Kyrylovych, V.; Sazonov, A. Короткий огляд (реферат): Виконано аналіз конструктивних особливостей вузла адаптації схвата промислового робота. У результаті аналізу виявлено ряд залежностей геометричних параметрів конструктивних елементів компенсаторів кутових похибок від величин похибок позиціонування схватів промислових роботів. Наведено аналітичні вирази для розрахунку вказаних конструктивних параметрів.; The need to carry out investigations on the raise of accuracy and decrease of negative after-effect of pose error for the principal and auxiliary technical equipment is caused by the availability of errors in the robotized installation. One of the possible methods for negative influence decrease arising in the robotized technological service of facilities, which is industrial robots gripper adaptation, is considered in the article. Industrial robots’ gripper adaptation expects to apply additional facilities, so-called “Industrial Robots’ Adaptive Unit”. Compliance of the Adaptive Unit for Industrial Robots’ Grippers compensative element is achieved due to using of compensative spring elements, which are included into the compliant mechanisms construction. Using of the linear and angular errors compensator in the Adaptive Unit for Industrial Robots’ Grippers allows to overcome negative force-torque influence which arises at the moment of handling object fixing in the working position device. In the article the analysis of the constructive peculiarities of the Adaptive Unit for Industrial Robots’ Grippers has been carried out. As the analysis result dependencies of the angular error compensator constructive elements geometrical parameters on the industrial robots pose errors have been found. The analytical expressions for calculation of the mentioned construction parameters of the Adaptive Unit for Industrial Robots’ Grippers have been presented. Analytical dependences, which are connected with the geometric parameters of the Adaptive Unit for Industrial Robots’ Grippers constructive elements and take into account the length of handling object and distance of industrial robots’ grippers pole from the left end face of the handling object in its coordinate system, have been found. The obtained results make possible to calculate and choose the Adaptive Unit for Industrial Robots’ Grippers, which is necessary for certain conditions of mechanical assembly manufacturing. 2013-02-22T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2775 Назва: Розрахунок відповідальних елементів апаратів точного висіву насіння Автори: Павельчук, Юрій Федорович; Комар, Роман Васильович; Лотоцький, Роман Ігорович; Pavelchuk, Y.; Komar, R.; Lototskyi, R. Короткий огляд (реферат): Одним із головних шляхів підвищення врожайності зернових культур є заміна рядкового способу сівби на точний, координатно-однозерновий висів. Це дозволяє майже у два рази зменшити норму висіву насіння, а за рахунок створення оптимальних умов їх живлення при проростанні й розвитку рослин підвищити врожайність зернових колосових культур на 10...15%. Тому ми розробили нову, удосконалену конструкцію механічного апарата точного висіву насіння з гасником горизонтальної швидкості руху і точного укладання зернин у ґрунт, так як пневматичні апарати ненадійні в експлуатації. Конструкція апарата захищена патентом України на винахід. У статті наведено методику розрахунку основних елементів апарата точного висіву. Також для вирішення проблем виведено диференціальне рівняння руху сошника, з якого визначено умову стійкості висівного апарата і критичне значення сил, що діють на сошник. Для синхронізації дії вузлів висівного апарата розраховано ланцюгову передачу, яка з’єднує розподільний диск і опорно-копіювальне приводне колесо сівалки. Визначено потужність привода, колову швидкість його обертання, розрахунок кількості ланок, питомий тиск у шарнірах і колову силу у ланках ланцюга. Наведено розрахунок одновиткової виштовхувальної пружини насінин із лунок висівного диска – її діаметр, матеріал, термооброблення, кількість витків, виведено аналітичну залежність для визначення осьової пружної деформації, а також кут закручування пружини під дією відповідного моменту. Наведені аналітичні залежності можна використовувати під час проектування і розрахунку елементів подібних конструкцій висівних апаратів і аналогічних пристроїв інших систем.; One of the main ways of raising crop capacity of the bread grains is the replacement of drill sowing into the precise coordinate – single – seed sowing. It makes passible to deсrease almost in two times the amount of sowing seeds, and due to the creation of the favourable conditions of their feeding while spriting and development, to raise the crop capacity of bread grains and cereals by 10…15%. That is why new advanced design of the mechanical precise seeds-sowing machine with the damper of the horizontal velocity of movement and the precise placement of seeds in the soil, has been developed, as the pneumatic machines are not reliable while operating. The design of the machine is patented in Ukraine as the discovery. The method of calculating the main components of the precise seeds-sowing machine (PSM) is presented in the article: ploughshare, placement of seeds in the soil, mechanism of operation synchronization of seeds-sowing and location placement in the soil with seeds pushing from the sowing machine as well as seeds covering and tightening of soil. As the precise seeds-sowing machine is constructed as a single mechanism, which is suspended by joints through the parablelogram suspension to the sowing machine frame and supplied with springs, the deerease of stability depends on the mass distribution along its length. Besides, if the ploughshare is treated as the cantilever mechanical system, which has penetrated into the soil, it is subject to the longitudinal forces, which affect sufficiently the sowing system stability. That is why to solve these problems differencial equation of the ploughshare movement was derived, due to which the condition of the sowing machine stability and the critical value of forces, the pleuphshare is subject to, were found. To synchronise the action of the sowing machine units the chain drive, which connects the distribution disk and the support-profiling driving wheel of the sowing machine, has been calculated. The drive power, circular velocity of its rotation were found. The number of links, specific pressure in the joints as well as the circular force in the chain links were calculated. Calculation of the single-coil spring for pushing seeds from the creater of the sowing disk is presented: its diameter, material, heat-treatment, number of coils. Analytical dependence for finding the axis elastic deformation as well as the angle of the spring-warping under the action of the corresponding torgue, has been derived. Presented analytical dependencies can be used while designing and calculating similar construction units of the sowing machines and similar devices of other systems. 2013-04-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2774 Назва: Дослідження стабільності лічильників газу Автори: Кузь, М.; Kuz, M. Короткий огляд (реферат): Проаналізовано, що оцінювання стабільності похибок лічильників газу проводиться тільки при здійсненні державних випробувань і не може характеризувати динаміку зміни похибок лічильників газу під час їх експлуатації. Виробники та постачальники турбінних та роторних лічильників газу декларують стабільність метрологічних характеристик у часі, але не наводять числових значень стабільності. Розроблено методику для оцінювання динаміки зміни похибок лічильників газу. Для прогнозування стабільності метрологічних характеристик лічильників запропоновано використовувати логіко-статистичну модель ЛСІМ-1, яка традиційно використовується в системах контролю та автоматики для регулювання й стабілізації технологічних процесів. Використання розробленої методики дозволить оцінити динаміку зміни стабільності метрологічних характеристик роторних і турбінних лічильників газу та спрогнозувати метрологічну стабільність на період експлуатації лічильників газу.; It was studied that the estimation of the gas meters stability error is carried out only during the official testing and can not specify the dynamics of gas meter errors during their operation. Manufacturers and suppliers of turbine and rotary gas meters declare stability of metrological characteristics over time, but do not confirm them by the numerical values of stability. Admissable values of instability of the metrological characteristics of the gas meters in operation are not specified in the standard regulations in Ukraine. The method for estimation of errors change stability of the turbine and rotary gas meters has been developed. To predict the stability of metrological characteristics of gas meters, the usage of logic-statistical model LSIM-1, which is traditionally used in control systems and automation for the regulation and stabilization of technological processes has been proposed. Before the study and in every 10 h of gas meter operation stability of the metrological characteristics of a gas meter has been carried out. At this stage of studies the change of metrological characteristics of a gas meter, depending on the cost is being estimated. As a result of a series of studies (in every 10 h of gas meter operation) the table is built by summing of all 1 (units) in each series of studies. The error stability curve of the gas meter, depending on the waste in one study of series and the errors stability curve of the gas meter, depending on the number of studies in the series, is built. Approximating curve, which specifies the character of the error change of the turbine or rotary gas meter, depending on the number of studies in the series, is built. The fact, if with the increase of number of studies is observed the improvement (approximation curve ascention) or deterioration (approximation curve downward) of the stability of metrological characteristics of the meter, is analyzed. The application of the developed method will make possible to estimate the dynamics of the metrological characteristics stability changes of rotary and turbine gas meters and to predict the metrological stability during operation of gas meters. Determination of the metrological characteristics stability of gas meters in use will allow to estimate the fact, if the gas meters errors do not exceed the admissible permissible limits. The subject of further research is to develop the criteria for finding the numerical values of the gas meters metrological characteristics stability limits. 2013-02-06T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2773 Назва: Залежність номінальних світлових віддач джерел світла від номінальних потужностей Автори: Тарасенко, Микола Григорович; Козак, Катерина Миколаївна; Tarasenko, M.; Kozak, K. Короткий огляд (реферат): На основі аналізу та узагальнення опублікованих даних отримано аналітичні вирази для функціональних залежностей номінальних світлових віддач від номінальних потужностей для всієї гами існуючих джерел світла. Це дало можливість установити, що світлова віддача зі зростання потужності джерел світла змінюється за гіперболічним законом. Для визначення конкретних значень можливих змін світлових віддач (зростання або падіння) із зростання номінальної потужності джерел світла розроблено спеціальну методику.; Based on the analysis and generalization of the published data there have been received analytical expressions for functional dependencies of nominal luminous efficiency on the nominal power for the whole range of available sources of light. Analysis of the received data testified that the nominal luminous efficiencies of light sources, regardless of the physical principles of their operation, are changed along side with the growth of nominal power under the same law – the hyperbolic one. For most of light sources these are growing hyperboles. They are falling only in three types of them: tubular lamp bulbs, electrodeless fluorescent lamps ENDURA and metal halide lamps with ceramic burners. All functional dependencies are characterized by the following three areas: 1 – a fast growing (declining) luminous efficiency; 2 – a slowing down one; 3 – transient to saturation. The less significant is the second area, the less likely is the prospect of improving the efficiency of light sources not only of a low but also of a high power. It is absolutely obvious that the traditional way of improving the efficiency of thermal light sources by increasing the temperature of the tungsten incandescent body is no longer efficient. The only possible way of solving the problem is a transition to a tantalum-carbide incandescent bodies. The coefficient of efficiency of incandescent bulbs can grow up to 20-30%, which is equivalent to the luminous efficiency of 60-90 lm/W with the lifetime up to 10,000 hours. With these indices they could compete not only with modern fluorescent lamps that need start-control devices and toxic mercury, but also with some types of LED lamps. To determine the specific values of possible changes of nominal luminous efficiency with the growth of nominal capacities there has been developed a special technique. It has been found out that the possibility of increasing the luminous efficiency for most types of compact fluorescent lamps has almost been exhausted, though for some types of them it is still feasible. It concerns, first of all, the following lamps: DULUX L LUMILUX PL, DULUX T/E PLUS and DULUX SUPERSTAR MICRO TWIST. The most promosing in this respect are LED lights and metal halide lamps with a quartz burner. 2013-03-18T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2772 Назва: Облік електроенергії при несинуcоїдальних і несиметричних режимах у мережах електропостачання міст Автори: Євтух, Петро Сильвестрович; Бабюк, Сергій Миколайович; Кислиця, Тетяна Анатоліївна; Yevtukh, P.; Babyuk, S.; Kyslytsia, T. Короткий огляд (реферат): Розглянуто проблему порушення симетрії навантаження та виникнення несинусоїдальних режимів у трифазних системах електропостачання мереж міст з нелінійними параметрами встановлених освітлювальних установок та, як наслідок, завищення при наявності несиметрії та нелінійності навантажень оплати за спожиту електроенергію. Доведено, що облік електроенергії у колах з несинусоїдальними режимами залежить від результативності похибки обліку електроенергії індуктивними лічильниками. Встановлено, що найбільшою мірою вплив несинусоїдальності на сумарну похибку таких лічильників проявляється на частотах 11-ї і 13-ї гармонік. Запропоновано для покращення обліку електроенергії та економії коштів бюджету міста встановлення у системах вуличного освітлення сучасних електронних коректорів потужності, які суттєво зменшують похибку обліку.; The problem of load symmetry disturbance and appearance of non-sinusoidal regimes in the three-phase mains power-supply systems of the municipal lighting networks with non-linear parameters of the installed lighting devices, which result in the increase of the meters data and raise of bills payment, has been analyzed. It has been found, that voltage asymmetry in the municipal lighting networks results in the appearance of the inadmissible regimes, caused by the fact, that the gas-discharged lamp lighting devices, which are used in the municipal lighting, in the main non-linear loads, consist of out-of-date electromagnetic circuitry and create noises in the networks: they introduce reactive component, which can hardly be balanced and cause the appearance of higher harmonics. Higher harmonic currents, which are the result of this non-linearity, affecting the total network resistance, cause the network voltage disturbance and appearance of the non-sinusoidal regimes. Current harmonics, penetrating into the power system network, cause the detoriation of the high-freguency communication and automatic systems operation, initiate unpredictable response of some relay protections as well as make worse the electric power calculation. Nowadays for calculation of the electric power inductor counters, which have negative frequency error in the higher harmonic frequencies, are more widely used. It was stressed, that the electric energy calculation in the non-sinusoidal regime circuits depends on the electric power calculation error result, carried out by these counters. The limits of the maximal error of the non-sinusoidal voltage amplitude measurement, depending on the level of the higher harmonics, were found. It was determined that the greatest non-sinusoid effect on the induction counters error is that of the 11th and 13th harmonic frequencies, and depending on the fact, if the load is linear or non-linear, inaccurate calculation of the consumed electric power is possible. These characteristics of the induction counters operation, while being used in the lighting networks, result in the appearance of unexpected results, that is: excessive calculation and calculation defect of the electric energy as to the total consuming power of the lighting devices, which is treated as the power losses, but is fixed by the electric energy meters together with the useful power and is paid for the electric supply institution from the municipal budget funds according to the meters data. One of the possible ways of solving this problem is the installation of modern electronic electronic corrector power., in which the circuitry solutions in the linearity of the input volt-ampere characteristic are applied, which will make possible to improve the efficiency of the electric energy calculation and to save funds. 2013-04-25T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2771 Назва: Подавлення завад загального виду у вимірювальних каналах Автори: Кочан, В.; Яскілка, Володимир Ярославович; Кочан, Орест Володимирович; Kochan, V.; Yaskilka, V.; Kochan, O. Короткий огляд (реферат): У вимірювальних каналах виникають два види завад: (і) нормального виду (викликані електромагнітним полем); (іі) загального виду (викликані різницею потенціалів сенсора та вимірювального каналу). Тому необхідне подавлення завади загального виду. Основним методом подавлення є гальванічна розв’язка з допомогою імпульсних трансформаторів або оптронів, а також розділення обмоток трансформатора живлення. Таким чином, цей метод вимагає значних затрат на реалізацію. Простішим є пристрій, де сенсор з допомогою першої пари ключів періодично підключається до конденсатора, а потім конденсатор другою парою ключів підключається до входу вимірювального каналу. Обидві пари ключів ніколи не замкнені одночасно, чим досягається гальванічна розв’язка. Головним недоліком пристрою є значний вплив на результат вимірювання завад нормального виду. Суть запропонованого рішення полягає в тому, що на місце конденсатора вміщують вимірювальну частину в цілому. Вона має автономне живлення від акумулятора або конденсатора. Перший ключ (комутатор) підключає давачі до входу вимірювальної частини. Другий ключ підзаряджає джерело автономного живлення від звичайного заземленого блока живлення. Пристрій керування ключами працює так, щоби перший і другий ключі не були ввімкнені одночасно.; Two kinds of noises appear in the measurement channels [1 – 3]: (i) the normal mode noise (caused by electromagnetic field); (ii) the common mode noise (caused by an electric potential difference between the sensor and the measurement channel). For instance while measuring temperature, small resistance of insulation (3…10 kΩ at 1000°С [4]) creates an error up to 380 mV, if a furnace is supplied by the 220V network and thermocouple resistance is 20 Ω. Thermo electromotive force of K type thermocouples at 1000°С is about 40 mV. That is why the sufficient common mode noise rejection is required. The most often common mode noise is rejected by the galvanic separation [2 – 6] using either pulse transformer [6] or optocouplers [2 – 5] as well as separation of transformer winding. So, the galvanic separation method requires much additional expenses. The device presented in [5] (page 2151, Fig 80.9) is much simpler. A sensor is periodically connected to a capacitor by the first couple of switches of a switchboard. Then the capacitor is connected to the input of the measurement channel by the second couple of switches. Both couples of switches are never switched simultaneously, which results in the galvanic separation. But the device mentioned in [5] is not widely used mainly due to the considerable effect of normal noise. The main idea of the proposed solution is that the “flying” capacitor is replaced by the measurement channel. It is supplied by an autonomous battery. Its capacity makes possible to provide proper operation of the measurement channel during at least one measuring cycle. The first switch (switchboard) connects sensors to the input of the measurement channel. The second one charges an autonomous battery. The microcontroller of keys controls the operation so that the first and the second keys were not switched on simultaneously. The proposed solution results in sufficient common mode noise rejection. The gain of proposed solution is due to application of cheaper non-shielded transformers 2013-05-13T00:00:00Z