DSpace Фонд:

Determinative mathematical model of screw conveyor operation

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Determinative mathematical model of screw conveyor operation Автори: Паньків, Віталій Романович; Pankiv, Vitalii Короткий огляд (реферат): Гвинтові конвеєри застосовують у конструкціях машин різних галузей промисловості, у тому числі аграрного сектору. Вони призначені для горизонтального, похилого й вертикального переміщення коренеплодів та можуть одночасно виконувати суміжні функції – їх подрібнення й транспортування. Стабільність або технологічне непорушення процесу транспортування подрібнених коренеплодів гвинтовим конвеєром значною мірою залежить від стохастичної зміни вхідних і вихідних потоків, або їх дезорганізації. Мета роботи – підвищення технологічної стійкості процесу подрібнення й транспортування коренеплодів гвинтовим конвеєром шляхом узгодження вхідних і вихідних потоків сукупного бункера та сукупного каналу транспортного механізму. Наведено математичну модель, яка описує процес транспортування подрібнених коренеплодів із урахуванням дезорганізації вихідного потоку бункера та вихідного потоку сукупного каналу. На основі моделі розроблено аналітичну залежність для визначення коефіцієнта дезорганізації сукупного бункера та сукупного каналу та встановлено межі його функціональної зміни, який залежно від зміни дезорганізації потоку сукупного бункера та сукупного каналу від (-2) до (+2) умовних одиниць знаходиться в межах від (-4) до (+4). Обгрунтовано, що раціональна або стабільна робота гвинтового конвеєра відбувається за значення коефіцієнта дезорганізації сукупного бункера та сукупного каналу, що дорівнює нулю, що досягається за значення дезорганізації вихідного потоку бункера та вихідного потоку сукупного каналу, що дорівнює нулю. Наведена методологія розроблення математичної моделі та отримана аналітична залежність функціональної зміни коефіцієнта дезорганізації вхідних і вихідних потоків процесу подрібнення й транспортування коренеплодів є технологічними передумовами для оптимізації раціональних параметрів і режимів роботи гвинтових транспортних механізмів.; Screw conveyors are used in the construction of machines in various industries, including the agricultural sector. They are designed for horizontal, inclined and vertical movement of root crops and can simultaneously perform related functions – their crushing and transportation. The stability or technological integrity of the process of transporting crushed root crops by a screw conveyor largely depends on the stochastic change in the input and output flows, or their disorganization. The article presents a mathematical model that describes the process of transporting crushed root crops taking into account the disorganization of the output flow of the hopper and the output flow of the collecting channel. Based on the model, an analytical dependence is developed to determine the coefficient of disorganization of flows and the limits of its change are established. It is substantiated that the rational operation of the screw conveyor occurs when the value of the disorganization of the output flow of the hopper and the collecting channel is equal to zero, at which the disorganization coefficient is also equal to zero.

Features of heat treatment of welded joints of railway rails

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Features of heat treatment of welded joints of railway rails Автори: Пантелеймонов, Євген; Кузьменко, Георгій; Прокоф’єв, Олексій; Губатюк, Руслан; Сенчишин, Віктор Степанович; Panteleymonov, Yevhen; Kuzmenko, George; Prokofiev, Oleksiy; Gubatiuk, Ruslan; Senchyshyn, Viktor Короткий огляд (реферат): Мета роботи полягає у створенні індукторів для термічного оброблення зварних стиків залізничних рейок із використанням індукційного нагрівання струмами частотою 2,4 кГц та дослідженні впливу термічного оброблення на структуру та твердість металу зварних з’єднань, виконаних контактним стиковим та автоматичним дуговим зварюванням ванним способом плавким мундштуком. Індукуючи, дроти індукторів повторюють форму профілю рейок та містять магнітопроводи, що встановлені над поверхнею катання та бічними гранями головки, шийкою та основою підошви. Встановлено, що індуктори забезпечують рівномірний розподіл температурного поля в елементах профілю рейок та низький перепад температури між поверхневими та глибинними шарами металу. При термічному обробленні зварних стиків залізничних рейок типу Р65 зі сталі К76Ф, виконаних контактним стиковим зварюванням, час нагрівання стиків до температури 890°С становить 160 с. Показано, що після термічного оброблення зварних стиків, зерно металу подрібнюється по всій ширині зони термічного впливу. Твердість металу наближається до рівня твердості основного металу в усіх елементах рейок. При термічному обробленні зварних стиків, виконаних автоматичним дуговим зварюванням ванним способом плавким мундштуком, час нагрівання до температури 890°С становить 180 с. Встановлено, що в умовах примусового охолодження поверхні катання головки повітряно-водяною сумішшю зменшується нерівномірність розподілу ширини зони термічного впливу в елементах профілю рейок, подрібнюється зерно в структурі металу колошовної зони та зони неповної перекристалізації, твердість металу колошовної зони наближається до рівня твердості основного металу рейок.; The purpose of the work is to create inductors for heat treatment of welded joints of railway rails using induction heating with currents at a frequency of 2.4 kHz and to study the effect of heat treatment on the structure and hardness of the metal of welded joints made by contact butt and automatic submerged arc welding with a consumable nozzle. The inductorsʼ inductive wires follow the shape of the rail profile and contain magnetic circuits installed above the rolling surface and the side faces of the head, neck and sole base. It has been established that the inductors provide a uniform distribution of the temperature field in the rail profile elements and a low temperature difference between the surface and deep metal layers. During heat treatment of welded joints of railway rails of type P65 made of steel K76F, made by contact butt-welding, the time for heating the joints to a temperature of 890 °C is 160 s. It is shown that after heat treatment of welded joints, the metal grain is crushed across the entire width of the heat-affected zone. The hardness of the metal approaches the hardness of the base metal in all rail elements. During heat treatment of welded joints made by automatic submerged arc welding with a fusible tip, the heating time to a temperature of 890 °C is 180 s. It has been established that under conditions of forced cooling of the head rolling surface with an air-water mixture, the uneven distribution of the width of the thermally affected zone in the rail profile elements decreases, the grain in the metal structure of the colossal zone and the zone of incomplete recrystallization is crushed, and the hardness of the metal of the colossal zone approaches the level of hardness of the base rail metal.

Optimization of the architecture and hyperparameters of the U-NET model to improve the quality of biological objects segmentation

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Optimization of the architecture and hyperparameters of the U-NET model to improve the quality of biological objects segmentation Автори: Коваленко, Антон; Северин, Валерій; Kovalenko, Anton; Severyn, Valerii Короткий огляд (реферат): Розглянуто задачу оптимізації архітектури та гіперпараметрів моделі U-Net для підвищення точності сегментації біологічних об’єктів на мікроскопічних зображеннях. Процес сегментації зображень розглядається як задача оптимізації параметричного відображення f : I → M , що мінімізує складену функцію втрат, яка поєднує бінарну крос-ентропію та коефіцієнт Дайса. Такий підхід забезпечує підвищену точність визначення меж обʼєктів та стійкість до дисбалансу класів. Розроблено модифіковану архітектуру U-Net з трьома рівнями кодування та декодування, що дозволяє зменшити глибину мережі без втрати точності. Такий підхід забезпечує оптимальне співвідношення між обчислювальною ефективністю, швидкістю навчання та якістю сегментації. Експериментальні дослідження проводилися на наборі мікроскопічних зображень клітин, що містять контури біологічних структур. У процесі попереднього опрацювання даних виконано налаштування масок сегментації шляхом заповнення контурів обʼєктів, що дало змогу сформувати повні цільові області замість лише контурних меж. Це суттєво підвищило стабільність навчання моделі та точність прогнозування піксельних масок. Отримані результати показали, що використання комбінованої функції втрат дозволяє отримати кращі метрики якості при навчанні моделі й середнього індексу Дайса 0,9037 на валідаційному наборі, що перевищує результати, отримані при використанні лише бінарної перехресної ентропії. Оптимізатор Adam забезпечив кращу збіжність та стабільність результатів порівняно з RMSProp, підтверджуючи його ефективність для сегментації на обмежених наборах даних. Запропонований підхід дозволяє зменшити глибину моделі без втрати точності сегментації й може бути використаний для автоматизованого аналізу клітинних структур, оцінювання морфологічних змін і розроблення систем компʼютерної діагностики у біомедичних дослідженнях.; The paper addresses the optimization of the U-Net architecture and hyperparameters to improve the segmentation accuracy of biological objects in microscopic images. Image segmentation is formalized as the optimization of a parametric mapping that minimizes a compound loss function combining binary cross-entropy and the Dice coefficient, ensuring better boundary detection and robustness to class imbalance. A modified U-Net with three encoding and decoding levels was developed to balance computational efficiency and segmentation quality. During preprocessing, segmentation masks were refined by filling object contours, which improved model stability and mask accuracy. Experiments on microscopic cell images showed that the combined loss function achieved a mean Dice index of 0.9037, outperforming binary cross-entropy alone. The Adam optimizer provided better convergence and stability than RMSProp, confirming its effectiveness for small datasets. The proposed approach can be applied to automated cell analysis and biomedical diagnostic systems.

EDGE computing and data optimization for remote diagnostics of vehicles

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: EDGE computing and data optimization for remote diagnostics of vehicles Автори: Бонар, Віталій; Готович, Володимир Анатолійович; Матійчук, Любомир Павлович; Bonar, Vitalii; Hotovych, Volodymyr; Matiichuk, Liubomyr Короткий огляд (реферат): Запропоновано підхід до віддаленої діагностики транспортних засобів і виконанням первинної аналітика за допомогою кордонних обчислення (TCU/мережевий шлюз) та опційною оптимізацією за допомогою мульти-периферійних кордонних обчислень MEC. Отримано формалізацію компромісу «точність – своєчасність – обсяг», у якій першопочаткова кількість даних описується як B_0=∑_(c=0)^n⋅N_c ⋅s_c, а оптимізована – як B=∑_(c=0)^n⋅(κ_c (ε)⋅α_с⋅N_c⋅s_c+β_c ), де α_с є коєфіцієнтом розшорення даних, κ_c (ε) – коєфіцієнтом стиснення даних, B_c – обсягом метаданих. Показано на експерименті з трьома каналами (RPM, T_coolant, V_battery), що за налаштувань α_c={0.05; 0.02; 0.10} і k_с (ε)={0.30; 0.20; 0.25} обсяг оптимізованих даних зменшується у ~30 разів (B_0total=115200 байт/год, B_total=3808 байт/год) без втрати здатності фіксувати значущі для діагностики події, а затримка спрацювання тригерів сповіщення становить 1с. Показано, що коректність діагностики забезпечується завдяки поєднання трьох чинників: точність – діагностичне рішення прийняте на основі сирих даних є таким самим, як і рішення, прийняте на основі оптимізованих даних; похибка представлення оптимізованих даних є найменшою; різниця часу прийняття діагностичного рішення на основі оптимізованих та сирих даних наближається до 0. Отримано методику налаштування параметрів оптимізації, в якій початкові параметри обираються з консервативних міркувань таким чином, щоб похибка діагностичних рішень була мінімальною для діагностики з використанням сирих і оптимізованих даних. Далі для знаходження оптимальних значень параметрів оптимізації, коєфіцієнти α_c, k_c (ε) та вміст метаданих B_c поступово зменшують до досягнення бажаного результату значень точності діагностики в порівнянні з першопочатковими даними та пропускної здантності мережі. Звідси можна зробити висновок, що раціональний вибір параметрів α_с, k_c (ε), β_с разом із застосуванням MEC дозволяє суттєво скоротити кількість переданих даних без компромісів щодо інваріантності діагностичних рішень і своєчасності діагностичних сповіщень та слугує основою для проєктування систем діагностики із застосуванням кордонних обчислень.; This paper proposes the use of edge computing for remote vehicle diagnostics. Instead of continuously streaming raw telemetry, the on-board computer performs simplified analytics, adaptive sampling, and data compression, so that the outgoing network channel transmits event packets and short periodic summaries (summaries) of data. The system design focuses on three goals: to maintain the ability to make important diagnostic decisions, to keep the reconstruction error acceptable for analysis, and to notify of a fault even with weak or variable connectivity in a reasonable time. The paper proposes a simple and reproducible way to account for data volume and latency, shows how to configure basic controls for each signal, and discusses the use of multi- peripheral edge computing (MEC) to reduce latency. The result is significant savings in outbound traffic without compromising diagnostic capability.

Modelling residential electricity consumption

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Modelling residential electricity consumption Автори: Мамчич, Тетяна; Мамчич, Іван; Mamchych, Tetyana; Mamchych, Ivan Короткий огляд (реферат): Роботу присвячено проблемі моделювання споживання електроенергії приватними домогосподарствами на основі часових рядів, утворених послідовними значеннями облікових приладів, які відносяться до smart-grid технологій. Електроспоживання домогосподарств є важливою складовою загальної енергетичної системи. Дослідження цієї складової набуває особливої ваги у наш час епідемій, поширення віддалених видів робіт, посилення залежності від інтернет-технологій. Математичні моделі характеру споживання, які дозволяють виявляти шаблони, виявляти подібності таких шаблонів були б надзвичайно корисними для задач короткострокового прогнозування і передбачення попиту, та для забезпечення стабільності функціонування системи енергозабезпечення в цілому. Зауважимо, що існує особлива потреба в моделях, які використовують лише дані smart-grid приладів, не залучаючи іншого типу даних, як кількість жителів, дохід, площа помешкання та інших для віддаленого моніторингу за поточними даними. У працях [1] і [2] було запропоновано коефіцієнт подібності (the coefficient of similarity) та коефіцієнт автоподібності (the coefficient of auto-similarity) для описування характеру споживання, виявлення можливих шаблонів та вимірювання стабільності шаблонів споживання, для визначення випадків, коли такі шаблони не існують. Цитовані роботи на реальних даних демонструють ефективність цих коефіцієнтів для моніторингу споживання, а отримані результати є певним досягненням у галузі енергетики. Водночас ці роботи не містять вивчення цих обчислювальних конструкцій з точки зору прикладної математики, оскільки це роботи в галузі енергетичної науки. Заповненню цієї прогалини присвячена дана робота. Встановлено деякі властивості коефіцієнтів подібності та автоподібності, пов’язані з використанням кореляційного підходу, протестовано розпізнавальну здатність коефіцієнтів для фіксованих даних, порівняно з коефіцієнтом інтеграції Шеклі (the distance correlation) [3], [4]. Апробація даної технології виконана на даних, отриманих проектом з дослідження електроспоживання для 400 шведських домогосподарств ([5]).; Our work is devoted to the problem of modeling residential electricity consumption based on time series formed by sequential values of metering devices related to smart-grid technologies. Residential consumption is an important component of the overall energy system. The study of this component is of particular importance in our time of epidemics, the spread of remote types of work, and increased dependence on Internet technologies. Mathematical models for the nature of consumption that allow us to identify patterns, to identify similarities in such patterns would be extremely useful for the tasks of short -term forecasting and demand prediction, and for ensuring the stability of the functioning of the energy supply system as a whole. We note that there is a special need for models that use only data from smart-grid devices, without involving other types of data, such as the number of inhabitants, income, area of the dwelling, and others, for remote monitoring based on current data. In the works [1] and [2], the coefficient of similarity and the coefficient of auto-similarity were first introduced to describe the nature of consumption, identify possible patterns and measure the stability of these patterns, to determine cases when such patterns do not exist. The cited works on real data demonstrate the effectiveness of these coefficients for monitoring consumption, and the results obtained are an achievement in the field of energy. At the same time, these works do not contain the study of these computational structures from the point of view of applied mathematics, since this is beyond the scope of energy science. This work is devoted to filling this gap. In our work, some properties of the coefficient of similarity and the coefficient of auto-similarity associated with the use of the correlation approach have been established, and the recognition ability of the coefficients for fixed data has been studied, compared with the Szekely’s coefficient of the distance correlation) ([3] and [4]). The testing of this technology has been performed on data obtained by the project [5].

Some methodological conclusions about the generative AI model Data Analyst

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Some methodological conclusions about the generative AI model Data Analyst Автори: Лайтарук, Іван; Мамчич, Іван; Laitaruk, Ivan; Mamchych, Ivan Короткий огляд (реферат): Це дослідження присвячене вивченню можливостей генеративної моделі ШІ (GenAI) ChatGPT-5 Data Analyst (інтегрована в Chat GPT у серпні 2025 року), яка має спеціалізацію в галузі аналізу даних. Наразі використання великих мовних моделей (LLM) для виконання різноманітних завдань є вже досить поширеним явищем. Фахівці з аналізу даних тестують можливості цих технологій у своїй сфері. Наявні публікації та власний досвід авторів показали, що генеративні моделі загального призначення, такі, як ChatGPT, у деяких випадках забезпечують корисний зворотний зв’язок, а в інших – ні. Їхні спільні висновки включають як позитивний досвід застосування цих технологій для низки типових завдань, так і спостереження щодо суттєвих недоліків у певних випадках. Ці публікації надихнули нас провести власне дослідження. Оскільки ці технології розвиваються надзвичайно швидко (з одного боку, алгоритми вдосконалюються, з іншого, – збільшується база та час навчання), було б цікаво з’ясувати поточний стан справ. Мета цього дослідження протестувати можливості моделі Data Analyst, спеціалізованої на виконанні статистичних методів, методів машинного навчання та інших обчислювальних алгоритмів. Також розглянуто питання щодо доцільності залучення цього інструменту до навчання відповідних дисциплін. Проаналізовано придатність моделі ChatGPT-5 Data Analyst для навчання статистичним методам на прикладі застосування цього ресурсу для задачі кластеризації даних. Розглянуто можливості Data Analyst для трьох наборів даних із різним ступенем відокремленості кластерів та із застосуванням різних методів кластеризації, зокрема k-means, ієрархічної кластеризації (single linkage) і нечіткого методу c-means. Також оцінено можливості візуалізації, створення коду мовою R та інтерпретації результатів. Визначено можливості та обмеження цього програмного інструмента для навчання за відповідною тематикою. Було встановлено, що найпростіші базові завдання Data Analyst виконав досить ефективно, тоді як завдання середньої складності наразі можуть бути йому не під силу. Для даних із добре відокремленими кластерами кластеризація ефективно виконана за допомогою методів k-means і single linkage, кластери візуалізовані та надано робочий код мовою R. Завдання для методу c-means не виконано. Щодо інтерпретації результатів та порівняння ефективності різних методів, отримані відповіді можна вважати прийнятними, якщо розглядати їх як консультативні, що підтримують ухвалення рішень людиною. Результатом дослідження є висновок про необхідність навчати студентів використовувати ШІ для аналізу даних разом із обговоренням його обмежень, наслідків, етичних аспектів та викликів для фахівців у цій галузі.; This work is devoted to studying the capabilities of the generative AI (GenAI) ChatGPT-4o model Data Analyst (integrated in Chat GPT in August 2025), which has a specialization in the field of data analysis. Currently, the use of large language models (LLM) for various tasks is already a widespread phenomenon. Data scientists are testing the capabilities of these technologies in their field. Available publications and the authors’ own experience have shown that general-purpose generative models, such as ChatGPT, provide useful feedback in some cases, and in others – not. Their common conclusions are both positive experience in applying these technologies for a number of typical tasks, and also observations about significant shortcomings for certain cases. These publications inspired us to do our own research. Since these technologies are developing extremely rapidly (on the one hand, algorithms are improving, on the other hand, the base and training time are increasing), it would be interesting to find out the current state of affairs. The purpose of this study was to test the capabilities of the Data Analyst model, specialized for performing statistical methods, machine learning methods and other computational algorithms. The question of whether this tool should be involved in teaching relevant disciplines was also studied. In this paper, we analyze the suitability of the ChatGPT-5 Data Analyst model for training in statistical methods using the example of applying this resource to the clustering problem. The capabilities of Data Analyst are considered for three data sets with different degrees of cluster separation and using different clustering methods, including k - means, single linkage, and the fuzzy clustering method c-means. The possibilities of visualization, code creation in the R program, and interpretation of results are also considered. The paper establishes the capabilities and limitations of this software tool for training in this topic. It was found that the simplest basic tasks Data Analyst has performed quite effectively, while tasks of medium complexity may not be within its power at the moment. For clustering well-separated data, clustering was effectively performed using the k- means and single linkage methods, clusters were visualized, and the working code in the R program was provided. The task was not performed for the c-means method. Regarding the interpretation of the results and comparison of the effectiveness of different methods, the obtained answers can be considered acceptable if we consider these answers as advisory, supporting human decision-making. The result of our study is the conclusion about the need to teach students to use AI for data analysis along with a discussion of its limitations, consequences, ethical aspects and challenges for professionals in this field.

For notes

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: For notes

Substantiation of the parameters of a dosing mechanism for granular fertilizer application during potato planting

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Substantiation of the parameters of a dosing mechanism for granular fertilizer application during potato planting Автори: Бабій, Андрій Васильович; Блащак, Богдан; Валяшек, Володимир Богданович; Брощак, Іван Станіславович; Малевич, Назар; Babii, Andrii; Blashchak, Bohdan; Valiashek, Volodymyr; Broshchak, Ivan; Malevych, Nazar Короткий огляд (реферат): Наведено результати теоретичних досліджень процесу дозування для припосадкового внесення гранульованих мінеральних добрив під картопляне гніздо. На основі аналізу норм споживання добрив при вирощуванні картоплі розроблено котушковий дозуючий апарат, що забезпечує умовно дискретне внесення добрив у зону живлення рослини. Отримано аналітичну залежність для визначення об’єму жолобка котушки залежно від норми внесення добрив, ширини міжрядь, кроку посадки тощо. За результатами моделювання отримано такі параметри котушки: діаметр – 130 мм, кількість жолобків – 7, ефективна площа жолобка – 2,910−4 м², робоча довжина – 0,08 м, передаточне число привода – 2. Показано, що граничні значення кутової швидкості котушки, отримані з умови заповнення жолобків гранулами добрив, перевищують робочі у 2,1 раза, звідки випливає, що процес заповнення відбувається надійно. Розроблено математичні моделі руху частинки добрива у тукопроводі та картоплі у насінепроводі, звідки визначено час проходження ними відстаней при транспортуванні їх цими технологічними трубопроводами до вкладання на дно борозни. За різницею часу транспортування гранул добрив та картоплин, а також із урахуванням положення початку висипання туків відносно до центру гнізда картоплі, конструктивного розміщення тукопроводу та насінепроводу встановлено, що для синхронізації дозуючого апарату добрив та картоплепосадкового апарату необхідно, щоб фаза викидання добрив випереджала фазу викидання картоплин на 330 . На основі цього досягається ефект умовно дискретного внесення добрив під картопляне гніздо розрахунковою протяжністю 0,4 від кроку посадки та симетрично розміщеного відносно центру гнізда. Таке конструктивне розроблення матиме значний технологічний ефект при вирощуванні картоплі, оскільки дозволятиме забезпечити оптимальні умови живлення кожного куща рослини, а це сприятиме підвищенню урожайності культури.; Based on the analysis of fertilizer consumption rates for potato cultivation, a new design of a dosing coil-type device has been proposed for conditionally discrete application of granular mineral fertilizers into potato nests. The structural and kinematic parameters of this device have been substantiated. Using the developed theoretical models, the limiting values of the rotation frequency were determined based on the condition of groove filling with fertilizers. The law of particle motion in the fertilizer tube was established, which made it possible to determine the time it takes for a particle to fall to the bottom of the furrow. This, in turn, allowed for determining the lead angle of the fertilizer discharge phase relative to the phase of potato tuber release by the planting mechanism. The obtained parameter values made it possible to synchronize these two devices and increase the efficiency of the potato planting technological process.

Modeling of QSTE340TM steel fcg curve by neural network

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Modeling of QSTE340TM steel fcg curve by neural network Автори: Ясній, Олег Петрович; Цимбалюк, Любов Іванівна; Блащак, Наталія Іванівна; Бабій, Андрій Васильович; Yasniy, Oleh; Tsymbaliuk, Liubov; Blashchak, Nataliia; Babiy, Andriy Короткий огляд (реферат): Дослідження стосується моделювання росту втомних тріщин у сталі QSTE340TM за допомогою нейронної мережі. Цей матеріал є термомеханічно прокатана високоміцна, низьколегована сталь з границею плинності 340 МПа, яка поєднує міцність, здатність до зварювання і чудові властивості холодного формування. Це матеріал, який успішно застосовують у автомобілебудування та елементах конструкцій, для яких ресурс та легке проєктування є критичними. Класичні детерміновані методи оцінювання росту втомних тріщин є часто досить дорогими і вимагають добре обладнаної лабораторії для проведення експериментів. На противагу ним, за останні десятиліття методи машинного навчання стали широко поширеними завдяки їх властивості виявляти неочевидні залежності на основі даних. Машинне навчання є частиною штучного інтелекту. Воно навчається на існуючих даних і удосконалюється з часом без потреби явного програмування. Експериментальний набір даних взято з відкритих наукових джерел. Він містив дані швидкості росту втомної тріщини для чотирьох асиметрій циклу навантаження: 0,1; 0,3; 0,5; і 0,7. Вхідні дані складалися з наступних ознак: розмах коефіцієнта інтенсивності напружень K (МПа√м), швидкість росту втомної трішини da/dN та коефіцієнт асиметрії циклу навантаження R. За вихідну змінну вибрано da/dN, а дві інші слугували в якості вхідних змінних моделі машинного навчання. Модель тренували тільки на даних за коефіцієнтом асиметрії циклу навантаження R, який дорівнював 0,1; 0,3;та 0,7. Модель перевіряли на даних швидкості росту втомної тріщини з коефіцієнтом асиметрії циклу навантаження R, котрий дорівнював 0,5. Побудовано модель у вигляді багатошарового персептрона. Модель містила два прихованих шари з кількістю нейронів 100 та 80, відповідно. Функція активації була RELU. В якості оптимізатора обрано Adam, а параметр максимум ітерації дорівнював 500. Помилки моделі були наступними: MSE = 1.238e-10, MAE = 8.594e-06, R² = 0.95346. З отриманих результатів, можна побачити, що нейронна мережа забезпечує досить точні результати прогнозування і може розв’язувати задачі такого типу.; This study focuses on modeling the fatigue crack growth rate of QSTE340TM steel using a neural network. This material is a thermomechanically rolled high-strength, low-alloy steel with a yield strength of at least 340 MPa, offering a combination of strength, weldability, and excellent cold-forming properties. It’s a go-to material for automotive and structural applications where durability and lightweight design are critical. The classical deterministic methods for assessing fatigue crack growth rates are often quite expensive and require a well-equipped testing facility. In contrast, in recent decades, the methods of machine learning have become widespread thanks to their ability to discover previously unobvious data - driven dependencies. Machine learning is a part of artificial intelligence. It is trained on existing data and improves over time without requiring explicit programming. The experimental dataset was taken from open scientific sources. It contained the fatigue crack growth rate data for four stress ratios of 0.1, 0.3, 0.5, and 0.7. The input data comprised of the following features: stress intensity factor range K (MPa√m), fatigue crack growth rate da/dN, and stress ratio R. The target feature was da/dN, and the two rest were treated as input features. The model was shown only the data with stress ratio R that was equal to 0.1, 0.3, and 0.7. The model was tested on fatigue crack growth rate data with a stress ratio (R) of 0.5. The neural network model in the form on multilayer perceptron was built. The model consisted of two hidden layers, each with 100 and 80 neurons, respectively. The activation function was RELU. The solver was chosen as Adam, and maximum iterations parameter was 500. The modelʼs errors were as follows: MSE = 1.238e-10, MAE = 8.594e-06, and R² = 0.95346. From the obtained results, neural network gives quite accurate prediction results and can solve such kinds of problems.

Content

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Content

Publishing page

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Publishing page

Modeling of hydrogen-induced fracture toughness degradation of pipe steel

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Modeling of hydrogen-induced fracture toughness degradation of pipe steel Автори: Венгринюк, Олег; Звірко, Ольга; Venhryniuk, Oleh; Zvirko, Olha Короткий огляд (реферат): У роботі запропоновано уточнення до існуючої моделі деградації тріщиностійкості трубної сталі під впливом водню шляхом введення додаткового коефіцієнта матеріалу. Сформульовано нову модель деградації, яка дозволяє значно спростити процес прогнозування без втрати точності. Запропонована модель оперує відносними концентраціями водню та тріщиностійкістю, що дало змогу знизити середню абсолютну похибку більш ніж у 60 разів. Показано фундаментальну різницю між деградованою сталлю після експлуатації та її вихідним станом, для кожного з яких розроблено окремі моделі. Для обох моделей використано метод найменших квадратів для визначення коефіцієнтів на основі експериментальних даних. Виведено рівняння дифузії водню з урахуванням механічного навантаження, що діє на стінку труби. Доведено, що різниця між використанням сталого значення напруження та розв’язком рівняння Ламе становить лише 2%, що дозволяє спростити рівняння дифузії до класичної форми. Наведено приклад застосування нової моделі разом із розв’язком рівняння дифузії для реальних параметрів труб. Розроблені моделі апробовано на експериментальних даних і показано високу точність прогнозування деградації тріщиностійкості сталі. Моделі враховують вплив концентрації водню по товщині стінки труби. Встановлено, що деградація тріщиностійкості у сталі після тривалої експлуатації відбувається значно інтенсивніше, ніж у сталі у вихідному стані. Для резервної сталі деградація добре описується лінійною моделлю, а для деградованої – оберненою функцією. Моделі можуть бути використані для оцінювання технічного стану трубопроводів, що транспортують водень чи водневмісні середовища. Обґрунтовано можливість подальшої інтеграції розроблених моделей у фізично-інформовані нейронні мережі для підвищення точності прогнозування. Отримані результати можна використати для оцінювання залишкового ресурсу водневих трубопроводів та оптимізації планування їхнього обслуговування, що сприятиме підвищенню безпеки їхньої експлуатації.; A correction to the existing hydrogen-induced fracture toughness degradation model was introduced. We formulated a new degradation model that simplifies predictions without compromising accuracy, effectively reducing the mean absolute error from 93 N/mm to 1.4 N/mm on experimental data – a reduction of more than 60 times. The fundamental difference between degraded steel and its as-delivered (reserve) state was demonstrated, and two separate models were proposed for each case. It was shown that the difference between using a constant stress value and the solution to the Lamé equation is only 2%, which justified simplifying the chosen diffusion equation to a classical form. An example application of the new model, together with the solution to the diffusion equation, was presented. The developed models were applied to the parameters of real pipes and validated against experimental data.

Applying the safe methodology to integrate cybersecurity in large-scale IT projects

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Applying the safe methodology to integrate cybersecurity in large-scale IT projects Автори: Стадник, Марія Андріївна; Stadnyk, Mariia Короткий огляд (реферат): Здійснено всебічний аналіз особливостей поєднання кібербезпекових практик із методологією Scaled Agile Framework (SAFe), що розглядається як цілісний механізм захисту великомасштабних ІТ-рішень. Показано, як упровадження компонентів DevSecOps – таких, як статичне й динамічне тестування безпеки (SAST і DAST), аналіз програмних залежностей (SCA), сканування контейнерних середовищ та контроль конфігурацій – забезпечує підвищення безпечності процесів Continuous Delivery та сприяє своєчасному виявленню вразливостей. Окрема увага приділена оцінюванні можливостей сучасних методів моделювання загроз, зокрема STRIDE, PASTA, які дозволяють ідентифікувати критичні ризики ще під час формування архітектурних концепцій. Проведено комплексний аналіз інструментів, за допомогою яких SAFe інтегрує кібербезпеку на всіх рівнях організації. Розглянуто роль DevSecOps у забезпеченні безперервного сканування вразливостей у CI/CD- конвеєрі, оцінено значення моделювання загроз та Zero Trust-архітектури для раннього виявлення ризиків і посилення архітектурної стійкості. Детально проаналізовано застосування Security Backlogs, критеріїв Definition of Done, ролі Security Champions та механізмів нормативної відповідності. Окремо наведено узагальнювальну таблицю, що демонструє відповідність інструментів SAFe міжнародним стандартам кібербезпеки та їхнє застосування на різних рівнях SAFe. Підкреслено роль Security Champions у посиленні комунікації між технічними командами та експертами з кіберзахисту, що сприяє формуванню сталої культури безпеки в середині організації. Узагальнення результатів підтверджує, що SAFe створює повноцінну методологічну базу для вбудовування кібербезпеки на всіх рівнях управління та розроблення, що, у свою чергу, підвищує надійність, стійкість і якість ІТ-продуктів.; This study examines the integration of cybersecurity practices into the Scaled Agile Framework (SAFe) as a structured approach for securing large-scale IT projects. The research analyzes how DevSecOps activities–such as SAST, DAST, SCA, container scanning, and configuration control–enhance the security of the Continuous Delivery Pipeline by enabling continuous vulnerability detection and reducing human-factor risks. Threat modeling methods, including STRIDE, PASTA, and LINDDUN, are evaluated for their effectiveness in identifying security risks at early design stages and informing architectural decisions. The study also highlights the role of Zero Trust principles, Architecture Decision Records, and Security Enablers in ensuring resilient system architecture. Additional mechanisms, such as Security Backlog Items, enhanced Definition of Done criteria, and compliance tasks aligned with ISO/IEC 27001, GDPR, PCI DSS, and HIPAA, were shown to support regulatory adherence. The involvement of Security Champions significantly improves communication between development teams and security experts, fostering a stronger security culture. Overall, the findings demonstrate that SAFe provides a comprehensive foundation for integrating cybersecurity across organizational levels, thereby improving product reliability and operational resilience.

The semantic power of text content as a flow of a vector field of embeddings

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: The semantic power of text content as a flow of a vector field of embeddings Автори: Сташків, Віктор; Хамарчук, Андрій; Чорнописький, Кирило; Шумейко, Владислав; Чорняк, Максим; Ярош, Каріна; Церковнюк, Валентина; Пастух, Олег; Stashkiv, Viktor; Khamarchuk, Andrii; Chornopyskyi, Kyrylo; Shumeiko, Vladyslav; Chorniak, Maksym; Yarosh, Karina; Tserkovniuk, Valentyna; Pastukh, Oleh Короткий огляд (реферат): Зростаючий обсяг текстової інформації вимагає передових методів оцінювання ефективності контенту та його семантичної структури. Існуючі техніки опрацювання природної мови (NLP) часто не надають метрик для вимірювання внутрішньої «семантичної інтенсивності» або концептуальної узгодженості. Ця стаття представляє «семантичну силу» – нову кількісну характеристику, розроблену для аналізу концептуальної структури та смислової насиченості текстів на основі принципів теорії поля. Методологія базується на теоремі Остроградського-Гауса та операторі дивергенції, встановлюючи звʼязок між локальними семантичними властивостями тексту (на основі векторних ембедингів LaBSE) та їхнім глобальним впливом. Підхід включає обчислення семантичного центроїда як точки найбільшої концентрації смислу та кількісну оцінку семантичної сили за допомогою моделі, що враховує обернено-квадратичний спад впливу векторів. Для подальшого аналізу застосовуються кластеризація методом Gaussian Mixture Models та візуалізація за допомогою методу головних компонент (PCA). Експерименти, проведені на філософських текстах видатних мислителів Нового часу, таких як Готфрід Вільгельм Лейбніц, Рене Декарт та Іммануїл Кант, продемонстрували чіткі та значущі відмінності у значеннях семантичної сили (0.6010, 0.5633 та 0.5787 відповідно) та у сформованих патернах кластеризації (2, 7 та 2 кластери). Результати показують, що ці показники не лише є числовими характеристиками, а й корелюють з відомими особливостями інтелектуального стилю та методології кожного з авторів. Таким чином, «семантична сила» виступає як потужний і об’єктивний інструмент для оцінювання глибинних когнітивних та семантичних характеристик тексту, відкриваючи потенційні можливості для широкого спектру застосувань у філології, когнітивістиці, комп’ютерній лінгвістиці та інших суміжних галузях.; The growing volume of textual data demands advanced methods for evaluating both content effectiveness and semantic structure. While current Natural Language Processing (NLP) techniques offer powerful tools, they often lack metrics for quantifying intrinsic semantic intensity or conceptual coherence. This paper introduces «semantic power» – a novel quantitative measure designed to analyze the conceptual structure and semantic richness of texts, grounded in principles of field theory. The proposed methodology draws on the Ostrogradsky–Gauss theorem and the divergence operator, establishing a theoretical link between local semantic properties of a text (derived from LaBSE vector embeddings) and their global influence. The approach involves computing a semantic centroid, representing the point of highest meaning concentration, and measuring semantic power using a model that assumes an inverse-square decay of vector influence. For further analysis, Gaussian Mixture Model (GMM) clustering id applied, and Principal Component Analysis (PCA) is used for dimensionality reduction and visualization. Experiments on philosophical texts by key Early Modern thinkers – G. W. Leibniz, R. Descartes, and I. Kant – reveal distinct and meaningful variations in semantic power (0.6010, 0.5633, and 0.5787, respectively) and in the resulting clustering patterns (2, 7, and 2 clusters). These findings suggest that semantic power is not merely a numerical descriptor but one that correlates with established intellectual styles and methodological orientations of the authors. As such, semantic power emerges as a powerful and objective metric for assessing the deep cognitive and semantic dimensions of textual content, with potential applications in philology, cognitive science, and computational linguistics and related disciplines.

Intellectual-analytical platform for assessing the security risk of tourist travel

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Intellectual-analytical platform for assessing the security risk of tourist travel Автори: Шафар, Андрій; Shafar, Andriy Короткий огляд (реферат): Основною метою дослідження є розроблення інтелектуально-аналітичної платформи оцінювання ризику безпеки туристичної подорожі. Інтелектуально-аналітична платформа оцінювання ризику безпеки туристичної подорожі складається з трьох аналітичних модулів: індивідуальний рівень безпеки туристичної подорожі; регіональний рівень безпеки туристичної подорожі; національний рівень безпеки туристичної подорожі. Суть інтелектуально-аналітичної платформи полягає в тому, що вона, спираючись на оцінювання учасників туристичного руху щодо відчуття власної безпеки у вибраному регіоні, передбачуваність повторного візиту та експертне оцінювання рівня безпеки регіональних туристичних систем, формує як кількісні, так і лінгвістичні індикатори ризику безпечності подорожі. Вперше розроблено інформаційний модуль для оцінювання рівня безпеки туристичної подорожі, що охоплює 17 критеріїв оцінювання власної безпеки у місці призначення. Також вперше розроблено три аналітичні модулі, що охоплюють рівні від індивідуального до національного: модуль терм-оцінювання ризику власної безпеки туристичної подорожі; модуль оцінювання рівня почуття безпеки регіону; модуль оцінювання ризику безпеки туристичної подорожі. Вхідні дані представлені у вигляді лінгвістичних змінних, що відображають враження учасників туристичного руху після відвідування регіону та рівень їхньої стурбованості щодо власної безпеки у місці призначення. Модулі базуються на принципах нечіткої логіки та багатовимірних функцій належності. Здійснюється агрегування даних щодо узагальненого ризику безпеки туристичної подорожі та прогнозу повторного відвідування регіону. Поєднуються оцінювання безпеки регіональних туристичних систем від експертів із суб’єктивним рівнем почуття безпеки серед туристів. Результатом є як кількісна, так і лінгвістична оцінка ризику безпеки туристичної подорожі. Інтелектуально-аналітичну платформу верифіковано та апробовано на реальних даних 327 респондентів із Закарпатської, Львівської та Івано-Франківської областей, а також проілюстровано приклад її практичного застосування для оцінювання.; The main goal of this study is to develop an intellectual and analytical platform for assessing the safety risk of a tourist trip. The intellectual and analytical platform for determining the safety risk of a tourist trip consists of three analytical modules: individual level of safety of a tourist trip, regional level of safety of a tourist trip, and national level of safety of a tourist trip. The essence of the intellectual and analytical platform is that, based on the assessments of participants in the tourist movement regarding their sense of their safety in the selected region, the predictability of a repeat visit and expert assessment of the level of safety of regional tourist systems, it forms both quantitative and linguistic indicators of the risk of travel safety. For the first time, an information module has been developed for assessing the level of safety of a tourist trip, covering 17 criteria for assessing oneʼs safety at the destination. Also, three analytical modules have been developed for the first time, covering levels from individual to national: a module for term assessment of the risk of oneʼs safety of a tourist trip; a module for assessing the level of the sense of safety of the region; a module for assessing the risk of travel safety. The input data is presented in the form of linguistic variables that reflect the impressions of the participants of the tourist movement after visiting the region and the level of their concern about their safety at the destination. The modules are based on the principles of fuzzy logic and multidimensional membership functions. Data is aggregated on the generalized safety risk of a tourist trip and the forecast of repeat visits to the region. Expert assessments of the safety of regional tourist systems are combined with the subjective level of feeling of safety among tourists. The result is both a quantitative and linguistic assessment of the safety risk of a tourist trip. The intellectual and analytical platform was verified and tested on real data of 327 respondents from Zakarpattia, Lviv, and Ivano-Frankivsk regions, and an example of its practical application for assessing.

Structural-fractographic indicators of operational damage in steam turbine rotor disc steel

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Structural-fractographic indicators of operational damage in steam turbine rotor disc steel Автори: Соловей, Петро; Кречковська, Галина; Студент, Олександра; Solovey, Petro; Krechkovska, Halyna; Student, Oleksandra Короткий огляд (реферат): Проаналізовано технічний стан металу диска ротора парової турбіни та встановлено причини його руйнування. Показано, що незважаючи на відповідність механічних властивостей сталі 30ХН3М1ФА за розтягу та удару регламентним вимогам в одному зі ступенів ротора виникли пошкодження, що спричинили вимушену зупинку ротора. Металографічними дослідженнями структури сталі виявили надмірну кількість неметалевих включень, висока корозійна активність яких сприяла розчиненню матриці в їх околі. Ці точкові дефекти ставали осередками зародження втомлених тріщин. Високі контактні напруження між поверхнями заклепок і отворів у диску й постійно наростання їх переміщення одне щодо одного через порушення зазорів між ними в процесі тривалої експлуатації, сприяли контактній втомі та зародженню мережі мікротріщин в околі отворів. А стрічкове розташування структурно зумовлених корозійних дефектів сприяло формуванню суцільного фронту втомної тріщини внаслідок їх злиття. Поширення тріщини завершилося руйнуванням перетинок між отворами для заклепок у гребені диска ротора. Отже, сукупний вплив корозійно-активних включень і зростаючих переміщень у зоні контакту елементів сприяли формуванню зон локального зародження тріщин та інтенсифікували ріст магістральної втомної тріщини. Її поширення супроводжувалося утворенням на зламі диска паралельних втомних борозенок. Крім того, фронт поширення тріщини на локальних етапах її зростання супроводжувався наявністю декору з виразок на експлуатаційному зламі. Це підтверджувало, що існуючі у структурі сталі неметалеві включення полегшували ріст тріщини на етапах і зародження, і поширення завдяки обʼєднанню фронту тріщини з цими дефектами.; The technical condition of the metal in a steam turbine rotor disk was analysed, and the causes of its failure were determined. It was shown that, despite the mechanical properties of 30KhN3M1FA steel meeting regulatory requirements under tension and impact, damage occurred in one of the rotor stages, leading to a forced shutdown of the rotor. Metallographic studies of the steel structure revealed an excessive amount of non-metallic inclusions, the high corrosive activity of which facilitated the dissolution of the matrix in their vicinity. These point defects became the sites of fatigue crack initiation. High contact stresses between the surfaces of rivets and holes in the rotor disk, and the constant increase in their relative displacement due to clearance violations during long-term operation, contributed to contact fatigue and the initiation of a network of microcracks in the vicinity of the holes. The string-like arrangement of structurally determined corrosion defects facilitated their coalescence, forming a continuous fatigue crack front. Its propagation culminated in the destruction of the bridges between the rivet holes in the rotor disc flange. Consequently, the combined effects of both corrosive inclusions and the increasing displacements in the contact zone of the elements contributed to the formation of localized crack initiation zones and intensified the growth of the main fatigue crack. Its propagation was accompanied by the formation of parallel fatigue striations at the disc fracture surface. Furthermore, the crack propagation front during localized stages of its growth was accompanied by the appearance of decorative pits on the operational fracture surface. This confirmed that non-metallic inclusions present in the steel structure facilitated crack growth not only at the initiation stage but also during the propagation stage due to the coalescence of the crack front with these defects.

Numerical calculation of the stress-strain state of a composite shell aircraft nacelle structure

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Numerical calculation of the stress-strain state of a composite shell aircraft nacelle structure Автори: Приходько, Михайло; Пискунов, Сергій; Трубачев, Сергій; Prykhodko, Mykhailo; Pyskunov, Serhii; Trubachev, Serhii Короткий огляд (реферат): Представлено результати чисельного аналізу напружено-деформованого стану (НДС) композитної оболонкової конструкції гондоли авіаційного двигуна із застосуванням методу скінченних елементів (МСЕ). Модель центральної частини гондоли побудовано у вигляді циліндричної сендвіч-оболонки з обшивками з вуглепластикових ламінатів (CFRP) та осердям з сот Nomex. Отримано розподіли напружень і переміщень при дії внутрішнього тиску, що імітує експлуатаційне навантаження, та показано, що найбільш навантаженими є шари з орієнтацією волокон ±45°, які чутливі до комбінованого напруженого стану. Виконано перевірку міцності на рівні окремих шарів за критерієм Цай–Ву, що враховує ортотропні властивості матеріалу. Отримано, що для всіх шарів значення індексу руйнування (FI) залишаються меншими за одиницю, а мінімальні значення запасу міцності (MS) є додатними, що свідчить про працездатність конструкції при внутрішньому тиску 0,035 МПа. Звідси випливає, що розглянута конфігурація укладки шарів [0/45/0]° забезпечує необхідний рівень статичної міцності та відповідає вимогам надійності для умов експлуатації. Показано, що застосування оболонкових чотирикутних скінченних елементів забезпечує адекватну точність і збіжність розрахунку, а врахування ортотропних характеристик шарів дозволяє коректно прогнозувати роботу композитних сендвіч-панелей у складі авіаційних конструкцій. Результати дослідження підтверджують доцільність використання обраної методики та обраних матеріалів для побудови моделей гондол, а також можуть бути застосовані при подальшій оптимізації конструкцій і врахуванні вібраційних навантажень у перспективних дослідженнях. Практична значущість роботи полягає у створенні бази для подальшого використання МСЕ-моделей при проектуванні й сертифікаційних перевірках авіаційних композитних компонентів. Методологічна новизна дослідження полягає у поєднанні аналізу НДС із критерієм Цай-Ву для комплексного оцінювання працездатності, що може бути розширене на інші типи оболонкових елементів літальних апаратів.; This paper presents a numerical analysis of the stress-strain state of a composite shell structure of an aircraft engine nacelle using the finite element method (FEM). The central part of the nacelle, modeled as a cylindrical sandwich shell with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) laminates as face sheets and a Nomex honeycomb core, is investigated under internal pressure to evaluate its static strength. Particular attention is paid to the mechanical behavior of orthotropic layers and the application of the Tsai-Wu failure criterion for determining the ultimate states. The analysis showed that the maximum values of the failure index (FI) for all layers remain below 1, while the margin of safety (MS) is positive, which confirms the structural integrity and the presence of a sufficient strength reserve under ultimate loading conditions.

Title

2025-12-23T00:00:00Z

Назва: Title

Combined use of wavelets and sliding window for pulse signal processing under physical load

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Combined use of wavelets and sliding window for pulse signal processing under physical load Автори: Хвостівський, Микола Орестович; Уніят, Сергій; Khvostivskyi, Mykola; Uniiat, Serhii Короткий огляд (реферат): Представлено сучасний підхід до опрацювання пульсового сигналу в умовах фізичного навантаження та у фазі відновлення, який базується на комбінованому використанні вейвлет- опрацювання та методу ковзного вікна. Такий підхід дозволяє долати обмеження традиційних часових та частотних методів, забезпечуючи багатомасштабний часо-частотний розклад сигналу та його точну часову локалізацію. Особливу увагу приділено використанню вейвлета Добеші 4-го порядку (db4), який забезпечує оптимальний баланс між чутливістю до різких змін у сигналі під час навантаження та згладженістю у фазі відновлення. Вейвлет-енергетичне опрацювання сигналу в ковзному вікні дозволила відстежити динаміку змін серцево-судинної системи, зокрема: зростання енергії під час навантаження, досягнення пікового значення та поступове повернення показника до базового рівня у фазі відновлення. Ключовим показником виступає час відновлення, який визначається як проміжок між моментом досягнення пікової активації та поверненням енергетичного рівня сигналу до стану спокою. Для автоматизації цього процесу запропоновано алгоритм із використанням порогового пристрою. На першому етапі обирається еталонний інтервал до початку навантаження, що характеризує базову вейвлет-енергію у спокої. Далі обчислюється порогове значення за формулою Eпор=1,2×Eбаз, тобто базова енергія плюс 20% допуску. Це значення дозволяє врахувати варіабельність сигналу та одночасно уникнути хибних спрацьовувань, зумовлених шумами чи випадковими коливаннями. Алгоритм визначає момент відновлення як перший часовий інтервал після фізичного навантаження, в якому значення вейвлет-енергії стабільно знижується й тримається нижче обчисленого порогу. Такий підхід поєднує об’єктивність та точність, усуваючи суб’єктивні похибки візуального аналізу сигналу. Практична значущість розробленої методики полягає в можливості її застосування для оцінювання тренованості спортсменів, контролю відновних процесів у кардіології, моніторингу стану пацієнтів у реабілітаційній медицині, а також у впровадженні в портативні фітнес-пристрої та системи телеметрії. Таким чином, поєднання вейвлет-опрацювання, віконного опрацювання та алгоритму порогового визначення часу відновлення створює надійний інструмент для кількісного оцінювання адаптаційних можливостей серцево-судинної системи; The article presents a modern approach to pulse signal processing under conditions of physical exertion and in the recovery phase, which is based on the combined use of wavelet processing and the sliding window method. This approach allows overcoming the limitations of traditional time and frequency methods, providing a multi-scale time-frequency distribution of the signal and its precise temporal localization. Particular attention is paid to the use of the 4th-order Daubech wavelet (db4), which provides an optimal balance between sensitivity to sharp changes in the signal during exertion and smoothness in the recovery phase. Wavelet-energy analysis of the signal in the sliding window made it possible to track the dynamics of changes in the cardiovascular system, in particular: an increase in energy during exertion, reaching a peak value and a gradual return of the indicator to the baseline level in the recovery phase. The key indicator is the recovery time, which is defined as the interval between the moment of reaching peak activation and the return of the signal energy level to the resting state. To automate this process, an algorithm using a threshold device is proposed. At the first stage, a reference interval is selected before the start of the load, which characterizes the baseline wavelet energy at rest. Then, the threshold value is calculated according to the formula: Epor = 1.2 × Ebas, i.e. baseline energy plus 20% tolerance. This value allows you to take into account the variability of the signal and at the same time avoid false positives caused by noise or random fluctuations. The algorithm defines the recovery moment as the first time interval after physical exertion, in which the wavelet energy value steadily decreases and remains below the calculated threshold. This approach combines objectivity and accuracy, eliminating subjective errors in visual signal analysis. The practical significance of the developed method lies in the possibility of its application for assessing the fitness of athletes, controlling recovery processes in cardiology, monitoring the condition of patients in rehabilitation medicine, as well as in its implementation in portable fitness devices and telemetry systems. Thus, the combination of wavelet processing, window processing and the threshold recovery time algorithm creates a reliable tool for quantitatively assessing the adaptive capabilities of the cardiovascular system

Modelling of functional properties of shape memory alloy by machine learning methods

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Modelling of functional properties of shape memory alloy by machine learning methods Автори: Демчик, Владислав; Ясній, Олег Петрович; Demchyk, Vladyslav; Yasniy, Oleh Короткий огляд (реферат): Дослідження стосується моделювання розсіяної енергії NiTi сплаву з пам’яттю методами машинного навчання з учителем, враховуючи частоту навантаження. Сплави з пам’яттю форми – матеріали, які становлять важливий інтерес як для науки, так і для промисловості. Ці матеріали користуються широкою популярністю з огляду на їхні дві особливі властивості: унікальний ефект пам’яті форми та псевдопружність, спричинені прямим аустенітно-мартенситним перетворенням і зворотним мартенситно-аустенітним перетворенням. Традиційні детерміновані методи оцінювання властивостей матеріалу часто є дороговартнісними, вимагають значних часових витрат, вимагають добре тренованого персоналу та лабораторного обладнання. На противагу цьому, за останні роки методи штучного інтелекту завоювали широку увагу через їхню здатність знаходити приховані інсайти з існуючих даних. Машинне навчання є частиною штучного інтелекту. Вона дозволяє вчитися на основі наявних даних і стає ліпшою з часом без явної вимоги програмування. Експериментальні дані взято з відкритих наукових джерел. Вони містили криві гістерезису для шести частот навантаження 0,1; 0,5; 1; 5; 7 та 10 Hz. Вхідні дані складалися з наступних ознак: напруження (MPa), циклу навантаження N, і частоти навантаження f (Hz). Ґрунтуючись на експериментальних даних, для кожної частоти навантаження і для кожного циклу, обчислено розсіяну енергію. Для того, аби видалити шум, скористалися Локально Зваженим Згладжування Графіка (ЛЗЗГ) з пакету nonparametric модуля statsmodels. Після цього площу під петлею гістерезису, тобто розсіяною енергію Wdis, обчислювали числово, інтегруючи методом трапецій . Для того, аби збільшити набір даних, його точки інтерполювали модифікованим методом інтерполяції Akima (makima). Побудовано чотири моделі методами випадкових лісів, Ада Буст, Градієнтним Бустінгом і нейронною мережею. Найліпші результати показали ансамблеві методи, такі, як Ада Буст і випадковий ліс. Приміром, MAPE методу Ada Буст складала тільки 0,074, тоді як MAPE випадкового лісу становила 0,144. Виявлено, що методи градієнтного бустінгу і нейронні мережі не підходять для такого набору даних, оскільки помилки є досить великими. Таким чином, ці методи недостатньо добрі для застосування до розв’язування такої задачі; This study deals with the modelling of NiTi shape memory alloy dissipated energy by means of supervised machine learning methods, considering the loading frequency. Shape memory alloys are materials of high interest both to science and industry. These materials are enjoying wide popularity due to their two peculiar properties: unique effect of shape memory and superplasticity, caused by direct austenite-martensite phase transformation and reverse martensite-austenite transformation. The traditional deterministic methods of assessment of material properties are often costly, time-consuming, and demand a well-trained workforce and laboratory equipment. On the contrary, in recent years, the methods of artificial intelligence have gained widespread attention due to their ability to reveal hidden insights from existing data. Machine learning is a subset of artificial intelligence. It allows training based on the available data and becomes better with time without the explicit need to be programmed. The experimental dataset was taken from open scientific sources. It contained the hysteresis curves for six loading frequencies of 0.1, 0.5, 1, 5, 7, and 10 Hz. The input data consisted of the next features: stress s (MPa), cycle number N, and loading frequency f (Hz). Based on these data, for each loading cycle, and for each loading cycle, the dissipated energy was calculated. To remove noise, Locally Weighted Scatterplot Smoothing (LOWESS) smoother in the nonparametric package of statsmodels was utilized. After that, the trapezoid numerical integration method was employed to calculate the area enclosed by the hysteresis loop of the respective cycle, that is, the dissipated energy. To augment the dataset, its points were interpolated using the modified Akima interpolation method (makima). Four models were built using the methods of Random Forest, AdaBoost, Gradient Boosting, and Neural Network. The best results were shown by the ensemble methods, such as AdaBoost, and Random Forest. For instance, the MAPE of AdaBoost was just 0.074, whereas the MAPE of Random Forest was 0.144. It was found that the Gradient Boosting method and Neural Network are not suitable for such a dataset, since the errors are quite large and, therefore, these methods are not good enough to be employed for solving such a problem

Algorithmic approach to tremor classification based on EEG and graphomotor signals

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Algorithmic approach to tremor classification based on EEG and graphomotor signals Автори: Біщак, Дмитро; Петрик, Михайло Романович; Bishchak, Dmytro; Petryk, Mykhaylo Короткий огляд (реферат): Представлено алгоритмічний підхід до класифікації та диференційної діагностики тремору, що ґрунтується на мультимодальному аналізі електроенцефалографічних (EEG) сигналів та графомоторної активності, зареєстрованої під час виконання пацієнтами завдання малювання спіралі на графічному планшеті зі стілусом. Для кількісного оцінювання моторних відхилень застосовано показник ΔR – різницю між реальною траєкторією руху стілуса та її згладженою (референтною) версією, отриманою шляхом параметричної криволінійної апроксимації. EEG-сигнали синхронізовано з графомоторними даними та піддано попередньому опрацюванню, включно з нормалізацією та інтерполяцією. Для подальшого аналізу використано всі наявні канали EEG з метою повного відображення просторово-часових патернів мозкової активності. Основу методу становить аналіз крос- кореляції між ΔR та кожним каналом EEG, що дозволяє виявляти просторово-часові патерни мозкової активності, асоційовані з тремором, а також досліджувати ступінь їхньої синхронності. Запропоновано індекс синусоподібності (SI), який обчислюється для крос-кореляційних кривих та виступає інтегральним показником глобальної синусоподібної тенденції кортикальної синхронізації у різних клінічних станах. Експериментальні дослідження проведено на даних, отриманих від пацієнтів з різним клінічним статусом, включаючи хворобу Паркінсона у стані медикаментозної компенсації та без неї, а також тремор невстановленого генезу. Результати показали, що виражений тремор супроводжується підвищеною синхронізацією між каналами EEG, тоді як у стані компенсації або зниження симптомів активність каналів є більш незалежною. Запропонований підхід має значну діагностичну цінність, оскільки поєднує кількісні обчислювальні методи з можливістю адаптації під індивідуальні особливості пацієнта, і може бути використаний як основа для розроблення портативних або хмарних систем автоматизованого аналізу та моніторингу тремору, що розширює можливості телемедицини та персоналізованої нейродіагностики. Запропонований алгоритмічний підхід інтегрує сучасні методи інженерії програмного забезпечення для мультимодальної синхронізації сигналів, числового аналізу та виділення ознак, що являє прикладне вирішення на перетині опрацювання біомедичних даних і комп’ютерних наук; This study presents an algorithmic framework for tremor classification and differential diagnosis based on multimodal analysis of electroencephalographic (EEG) signals and graphomotor activity recorded during a spiral drawing task on a graphics tablet. Motor deviations were quantified using the ΔR metric, defined as the difference between the actual radial trajectory and its smoothed reference obtained via parametric curve fitting. EEG and graphomotor signals were synchronized and preprocessed through normalization and interpolation. All available EEG channels were included in the analysis to comprehensively capture cortical activity patterns. The method centers on cross-correlation analysis between ΔR and individual EEG channels to reveal spatiotemporal brain activity patterns associated with tremor, and introduces a sinusoidality index of cross- correlation curves as an indicator of cortical synchrony under different clinical conditions. Experimental results from patients with Parkinson’s disease (medicated and unmedicated) and tremor of undetermined origin showed that pronounced tremor corresponds to higher inter-channel synchronization, whereas symptom reduction is marked by more independent EEG activity. The proposed approach combines quantitative computation with adaptability to individual patient profiles, and can serve as the basis for portable or cloud-based systems for automated tremor analysis and monitoring, expanding the capabilities of telemedicine and personalized neurodiagnostics. The proposed algorithmic approach integrates advanced software engineering techniques for multimodal signal synchronization, numerical analysis, and feature extraction, representing an applied solution at the intersection of biomedical data processing and computer science

An interface crack in 1D piezoelectric quasicrystal under antiplane mechanical loading and electric field

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: An interface crack in 1D piezoelectric quasicrystal under antiplane mechanical loading and electric field Автори: Альтумаймі, Мухамед; Лобода, Володимир; Altoumaimi, Mohammed; Loboda, Volodymyr Короткий огляд (реферат): Розглянуто тріщину типу ІІІ на межі розділу двох одновимірних квазікристалів з пʼєзоелектричним ефектом під дією антиплоского фазонного і фононного механічного навантаження та плоского електричного навантаження в площині, що аналізується. Використанио метод комплексних потенціалів. Усі електромеханічні параметри представлені через вектор-функції, аналітичні на всій комплексній площині, крім області тріщини. Для аналізу в якості основних прийнято моделі електрично непроникної тріщини та тріщини зі скінченною електричною проникністю. Перший випадок призводить до векторної задачі Гільберта з відповідною умовою на нескінченності, а другий додатково вимагає розвʼязання квадратного рівняння відносно електричного потоку через область тріщини. Окремо розглянуто також випадок ненульового електричного зміщення, заданого на берегах тріщини. Для всіх проаналізованих видів електричних умов на берегах тріщини знайдено аналітичні формули для фононних і фазонних напружень та стрибків переміщень, а також для електричних складових уздовж межі розділу матеріалів. Крім того, отримано аналітичні формули для відповідних коефіцієнтів інтенсивності напружень у вершинах тріщини. Для числової ілюстрації обрано три варіанти навантаження, що включали різні значення фононного та фазонного напружень і електричного зміщення, заданих на віддаленні від тріщини. Для кожного з вказаних варіантів знай-дено відповідні значення електричного потоку через область тріщини. Інші числові результати представлено у графічному й табличному вигляді. Зокрема, представлено графіки зміни фононного і фазонного зсувного напружень та електричного зміщення вздовж правого продовження тріщини. Крім того, наведено також варіації фононних та фазонних стрибків зміщень берегів тріщини і стрибок електричного потенціалу в області тріщини. На основі аналізу аналітичних та чисельних результатів зроблено висновки стосовно якісних особливостей деформування п’єзоелектричного квазікристалічного композиту із тріщиною типу ІІІ на межі поділу матеріалів; The present study considers a mode III interface crack in a one-dimensional (1D) piezoelectric quasicrystal subjected to antiplane phonon and phason loading, as well as an in-plane electric field. Due to the complex function approach, all required electromechanical parameters are presented through vector-functions analytic in the entire complex plane, except in the crack region. The cases of electrically impermeable (insulated) and electrically limited permeable conditions on the crack faces are considered. In the first case, a vector Hilbert problem in the complex plane is formulated and solved exactly. In the second case, the quadratic equation with respect to the electric flux through the crack region is also obtained. Its solution enables the determination of phonon and phason stresses, displacement jumps (sliding), and also electric characteristics along the material interface. Analytical formulas are also derived for the corresponding stress intensity factors associated with each field. Numerical computations for three selected variants of the loading conditions were conducted, and the resulting field distributions are visualised to show crack continuation beyond the crack and also inside the crack region

Content

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Content

EMG pattern recognition for thumb muscle states using wearable sensing and adaptive neural network

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: EMG pattern recognition for thumb muscle states using wearable sensing and adaptive neural network Автори: Матюк, Данило; Скарга-Бандурова, Інна; Деркач, Марина; Matiuk, Danylo; Skarga-Bandurova, Inna; Derkach, Maryna Короткий огляд (реферат): Точна класифікація електрофізіологічних сигналів, зокрема електроміографічних (ЕМГ), є важливою для розроблення сучасних систем у спортивній медицині, біомеханічних протезах та нейрокомп’ютерних інтерфейсах. Однак такі проблеми, як шум сигналу, портативність пристроїв та обмеження опрацювання в реальному часі обмежують практичне впровадження інтерфейсів на основі ЕМГ. У статті представлено спеціалізований носимий пристрій для збирання даних ЕМГ та класифікації мʼязевої активності в режимі реального часу. Пристрій інтегрує мікроконтролер ESP32C6 для бездротового передавання даних, аналоговий сенсорний модуль AD8232 для захоплення електрофізіологічних сигналів та електроди Ag/AgCl, розміщені на мʼязах-антагоністах кисті руки. Сигнали ЕМГ дискретизуються з частотою 1000 Гц, попередньо опрацьовуються шляхом нормалізації та фільтрації, а потім класифікуються за допомогою двошарової нейронної мережі прямого розповсюдження, навченої за допомогою алгоритму оптимізації ADAM. Набір даних містить 4000 послідовних часових рядів, які відображають динаміку сигналів ЕМГ у трьох станах рухів великого пальця: спокої, відведення та приведення. Нейронна мережа досягла точності класифікації 94% в режимі реального часу з високою стабільністю та мінімальним затриманням, демонструючи надійне виявлення патернів мʼязевої активності. Інтеграція недорогого обладнання з адаптивним нейронним класифікатором дозволяє ефективно інтерпретувати сигнали ЕМГ у реального часу. Використання оптимізації ADAM забезпечує стабільну конвергенцію та стійкість до варіабельності сигналу. Ця робота пропонує компактне та ефективне рішення для класифікації ЕМГ у режимі реальному часі, що відкриває шлях для його застосування в носимих реабілітаційних системах, нейрокерованих протезах та інтелектуальних інтерфейсах людина–машина; Accurate classification of electrophysiological signals, particularly electromyographic (EMG) is essential for the development of advanced systems in sports medicine, biomechanical prosthetics, and neurocomputer interfaces. However, challenges such as signal noise, device portability, and real-time processing constraints limit the practical deployment of EMG-based interfaces. In this paper, we present a custom wearable device for EMG data acquisition and real-time classification of muscle activity. The device integrates an ESP32C6 microcontroller for wireless data transmission, an AD8232 analog sensor module for electrophysiological signal capture, and Ag/AgCl electrodes placed on antagonist muscles of the hand. EMG signals are sampled at 1000 Hz, preprocessed by normalization and filtering, and then classified using a two-layer feedforward neural network trained with the ADAM optimization algorithm. The dataset contains 4000 consecutive time series that reflect the dynamics of EMG signals across three thumb motor states: rest, abduction, and adduction. The neural network achieved a classification accuracy of 94% in real time, with high stability and minimal delay, demonstrating reliable detection of muscle activity patterns. The integration of low-cost hardware with an adaptive neural classifier enables efficient real-time EMG signal interpretation. The use of ADAM optimization ensures stable convergence and robustness to signal variability. This work contributes a compact and effective solution for real-time EMG classification, paving the way for its application in wearable rehabilitation systems, neuro-controlled prosthetics, and intelligent human–machine interfaces

Comparative analysis of machine learning algorithms for market capitalization time series forecasting

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Comparative analysis of machine learning algorithms for market capitalization time series forecasting Автори: Задворний, Олександр; Пастух, Олег; Zadvornyi, Oleksandr; Pastukh, Oleh Короткий огляд (реферат): Виконано порівняльний аналіз ефективності чотирьох алгоритмів прогнозування часових рядів ринкової капіталізації провідних компаній світу: трансформерів (Time Series Transformer), рекурентних нейронних мереж (RNN), авторегресійної інтегрованої ковзної середньої (ARIMA) та простої ковзної середньої (SMA). Дослідження проведено на великому наборі даних, що включає щомісячні значення ринкової капіталізації 1000 компаній з 2000 до 2025 року, зібрані через Yahoo Finance. Враховано не лише часову динаміку, але й статичні ознаки, такі, як сектор, галузь та категорія ринкової капіталізації. Дані опрацьовано та приведено до форматів, сумісних з GluonTS та Hugging Face, з поділом на тренувальну, валідаційну та тестову вибірки. Отримано середні значення трьох метрик точності прогнозу: MASE, sMAPE та MAPE для кожного з алгоритмів. Показано, що модель на основі трансформера демонструє найкращі результати: середнє значення MASE становило 2.01, sMAPE – 15.63%, а MAPE – 17.44%. Звідси випливає, що трансформери є найбільш придатними для задач довготривалого прогнозування, особливо у випадках, коли доступні статичні ознаки, які можна врахувати при навчанні. RNN-модель показала гірші результати, що пояснюється проблемою зникнення градієнта та меншою здатністю до опрацювання довгих залежностей. Модель ARIMA мала помірну точність, проте її ефективність знижувалася на нестаціонарних часових рядах. Найменшу точність прогнозів показала модель SMA, що свідчить про її обмежену придатність для складних фінансових даних. Додатково показано, що включення категоріальних ознак значно покращує продуктивність трансформерів. Візуалізація прогнозів підтвердила, що трансформери здатні надійно моделювати сезонність і тренди в ринковій капіталізації. Перспективним напрямом подальших досліджень є інтеграція макроекономічних факторів і розширення набору ознак для покращення точності прогнозів; This paper presents a comparative analysis of four time series forecasting algorithms applied to market capitalization data of the world’s leading companies: Time Series Transformer, Recurrent Neural Network (RNN), Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA) and Simple Moving Average (SMA). The study is based on monthly market cap data for 1000 companies from 2000 to 2025, collected via Yahoo Finance. In addition to temporal dynamics, static categorical features such as sector, industry and market cap category were considered. The models were evaluated using MASE, sMAPE and MAPE metrics. Results show that the transformer-based model achieved the highest accuracy (MASE = 2.01, sMAPE = 15.63%, MAPE = 17.44%), confirming its suitability for long-term forecasting, especially when categorical features are incorporated. ARIMA and RNN showed moderate performance, while SMA performed the worst. Visualization further confirmed the transformer’s ability to capture seasonal patterns and trends. Future work includes integrating macroeconomic indicators to enhance prediction accuracy

Publishing page

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Publishing page

Structure of the bionic hand prosthesis control system with sensor feedback

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Structure of the bionic hand prosthesis control system with sensor feedback Автори: Дедів, Леонід Євгенович; Ковалик, Сергій; Dediv, Leonid; Kovalyk, Serhii Короткий огляд (реферат): Проведено аналіз стану проблеми створення високофункціональних біонічних протезів та показано актуальність створення адаптивної системи керування такими протезами за результатами опрацювання біосигналів. Розглянуто переваги та недоліки методу прямої реєстрації сигналів з моторних відділів кори головного мозку людини, застосування спеціалізованих так званих нервових манжет для отримання сигналів безпосередньо від периферійних нервових волокон, а також імплантованих електродів та реєстрації поверхневих електроміографічних сигналів (пЕМГ). Враховуючи неінвазивність, безпечність та простоту технічної реалізації в основі роботи проєктованої системи використано метод реєстрації саме пЕМГ. Однак для підвищення інформативності вихідного матеріалу та можливості виділення більшої кількості інформативних ознак окремих фантомних рухів запропоновано використати мультиелектродну систему, а також для забезпечення адаптивності роботи протеза запропоновано в розробленій структурі системи керування реалізувати сенсорний зворотний зв’язок. Для цього запропоновано використати сигнали з тактильних сенсорів, які розміщуватимуться на кінцях пальців протеза. Запропоновано структуру системи керування, яка включає в себе два пов’язані канали обміну даними та чотири основні елементи: мультиелектродну систему із пЕМГ сенсорами; куксоприймаючу гільзу із актуаторами; смартфон чи ПК із відповідним програмним забезпеченням; біонічний протез із процесорним модулем, драйверами двигунів та модулем реєстрації сигналів з тактильних сенсорів. Запропоновано основні структурні елементи, такі, як мультиелектродна система, куксоприймаюча гільза та власне біонічний протез виконати як окремі незалежні елементи, які з’єднуються між собою по окремих безпровідних каналах обміну даними. Розроблено елементи мультиелектродної системи записування пЕМГ та записування сигналів сенсорного зворотного зв’язку; The article analyzes the state of the problem of creating highly functional bionic prostheses and the relevance of creating an adaptive control system for such prostheses based on the results of biosignal processing is shown. The advantages and disadvantages of the method of direct signals registration from the motor departments of the human cerebral cortex, the use of specialized so-called nerve cuffs to receive signals directly from peripheral nerve fibers, as well as implanted electrodes and registration of surface electromyographic signals (sEMG) were considered. Taking into account the non-invasiveness, safety and simplicity of technical implementation, the sEMG registration method was used as the basis for the work of the designed system. However, to increase the informativeness of the source material and the possibility of isolating a greater number of informative signs of individual phantom movements, it is proposed to use a multi-electrode system, and to ensure the adaptability of the prosthesis, it is proposed to implement sensory feedback in the proposed control system structure. For this purpose, it is proposed to use signals from tactile sensors, which will be placed at the prosthesis fingers ends. The structure of the control system is proposed, which includes two related data exchange channels and four main elements: a multielectrode system with sEMG sensors; a stump-receiving sleeve with actuators; a smartphone or PC with appropriate software; a bionic prosthesis with a processor module, motor drivers and a module for registering tactile sensors signals. It is proposed to implement the main structural elements, such as the multielectrode system, the stump-receiving sleeve and the bionic prosthesis itself, as separate independent elements that are interconnected via separate wireless data exchange channels. The elements of the multielectrode system for recording sEMG and sensory feedback signals were developed

Comparative analysis of MLP AND KAN neural network architectures in neurointerface technologies

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Comparative analysis of MLP AND KAN neural network architectures in neurointerface technologies Автори: Петров, Юрій; Пастух, Олег; Petrov, Yuriy; Pastukh, Oleh Короткий огляд (реферат): Досліджено актуальну проблему нейроінтерфейсних технологій, особливо в контексті протезування людей з обмеженими можливостями. Зокрема, проаналізовано можливості нейроінтерфейсів у відновленні функцій кінцівок, що дозволяє користувачам протезів легше виконувати повсякденні задачі. Було розглянуто дві нейромережеві архітектури – MLP (multilayer perceptron) та KAN (Kolmogorov Arnold network), які застосувалися для класифікації рухів пальців на основі мозкових сигналів. Для формування датасету використано 16-канальний електроенцефалограф, за допомогою якого реєструвалися зміни електричної активності мозку під час виконання учасником послідовних рухів згинання та розгинання пальців протягом 2 хвилин. Такі дії виконувались окремо для великого та вказівного пальців, що дозволило розрізняти сигнали різних рухових активностей. Схема розташування електродів охоплювала відповідні ділянки мозку, повʼязані з руховою активністю кожного з пальців. Отримано результати ефективності роботи та навчання обох архітектур на різних вибірках даних від 10% до 100% від загального датасету в 180 тисяч рядків. Загалом аналіз показав невелику перевагу KAN 2–3% у точності на малих обсягах тренувальних даних (10%, 30%), що повʼязано з кращою здатністю до узагальнення за обмежених даних. Також сильною стороною є значно менший розмір моделей KAN завдяки використанню B-сплайн функцій та можливостям символізації, але тривалий час та вищі потреби до обчислювальних ресурсів під час навчання через більшу кількість функцій активації. MLP перемагає у швидкості тренування та показує точніші результати на 0.5%–1.5% при великих обсягах даних (50%, 70%, 100%), що робить його ефективнішим для роботи з великими датасетами. Звідси випливають перспективи розвитку нової архітектури у сфері біонічних протезів та інших технологій на основі нейроінтерфейсів, що сприятиме покращенню якості життя людей з фізичними обмеженнями. Враховуючи новизну KAN та майбутню оптимізацію існуючих бібліотек, ця архітектура може замінити MLP для задач з невеликою кількістю тренувальних даних; This article explores the relevance of neurointerface technologies, particularly for assisting individuals with disabilities through advanced prosthetics. It examines the use of two neural network architectures, MLP (multilayer perceptron) and KAN (Kolmogorov Arnold network), for classifying finger movements based on brain signals. Results indicate that KAN models show an advantage in accuracy with smaller datasets and a more compact model size, though they require more computational resources and longer training times. In contrast, MLP is faster to train and slightly more effective on larger datasets, highlighting the potential for further development in neurointerface-based prosthetic solutions

Software system for mathematical modeling the influence of effective potentials on electron states in quantum wells

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Software system for mathematical modeling the influence of effective potentials on electron states in quantum wells Автори: Бойко, Ігор; Хемій, Софія; Boyko, Igor; Khemii, Sophia Короткий огляд (реферат): Представлено розгорнутий огляд сучасного стану досліджень та аналіз математичних моделей, які використовуються для описування електронних процесів у низьковимірних структурах, зокрема у квантових ямах. Особливу увагу приділено розробленню програмних рішень, що забезпечують точне та ефективне математичне моделювання спектральних характеристик електронних станів із застосуванням широкого спектру ефективних потенціалів. У межах дослідження розроблено архітектуру програмного комплексу, який поєднує в собі функціональність для виконання обчислювальних експериментів, зміни параметрів моделей та візуалізації результатів. Розглянуто такі типи ефективних потенціалів, як гармонійний осцилятор, ангармонійний осцилятор, потенціал Пешля–Теллера, модифікований потенціал Пешля–Теллера, потенціал Морзе, потенціал Леннарда-Джонса. Ці потенціали широко застосовуються в квантовій механіці для описування взаємодії частинок у системах з обмеженнями розмірності. Реалізовані в програмному середовищі алгоритми дозволяють користувачам змінювати фізичні параметри (наприклад, масу частинок, глибину потенціальної ями, її ширину), а також геометричні характеристики системи, що моделюється, відповідно до конкретного типу наноструктури чи матеріалу. Однією з ключових особливостей програмного комплексу є зручний інтерфейс для інтерактивної побудови графіків ефективних потенціалів та спектральних ліній електронних станів. Система також забезпечує чисельне розв’язання відповідних рівнянь Шредінгера з урахуванням вхідних параметрів і генерацію результатів у вигляді графіків, таблиць та інших форматів, придатних для подальшого аналізу. Важливим етапом стало тестування працездатності комплексу на основі прикладів реальних фізичних систем і порівняння отриманих результатів із теоретичними прогнозами та літературними даними. Завдяки модульній структурі, програмний комплекс може бути розширений новими моделями або адаптований до інших типів потенціалів та умов. У підсумку, створена програмна система є універсальним інструментом для дослідників і розробників, які працюють у галузі мікро- та наноелектроніки, оскільки дозволяє не лише проводити точні розрахунки спектральних характеристик електронних станів у квантових ямах, але й служити освітнім та науковим засобом для вивчення поведінки електронів у різних потенціальних конфігураціях; This work presents a detailed review and analysis of mathematical models and development software solutions applicable to the field of electronics of low-dimensional structures. Based on this, the architecture and components of a comprehensive software system were developed, intended for mathematical modeling of the spectral characteristics of electronic states in quantum wells using various effective potentials. A wide range of effective potentials is considered, including: the harmonic oscillator, anharmonic oscillator, Pöschl–Teller potential, modified Pöschl–Teller potential, as well as Morse and Lennard-Jones potentials. Each component of the software system allows users to modify the input physical and geometrical parameters according to the developed mathematical models and the types of functional materials used. In addition, the software enables convenient and efficient visualization of the effective potentials applied to potential wells, performs calculations of electronic spectra dependencies on input parameters, and generates their graphical representations. Based on the developed software modules, a software suite was designed and subsequently constructed in this work for direct application in the fields of nano- and microelectronics, addressing both engineering and purely scientific purposes

Adaptive multi-protocol communication for energy systems

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Adaptive multi-protocol communication for energy systems Автори: Волощук, Андрій; Осухівська, Галина Михайлівна; Voloshchuk, Andrii; Osukhivska, Halyna Короткий огляд (реферат): Розглянуто підходи до впровадження адаптивної багатопротокольної комунікації в енергетичних системах, що трансформуються в умовах зростання розподіленої генерації та розвитку концепції Smart Grid. Зростаюча гетерогенність сучасних енергетичних інфраструктур, зумовлена масовим упровадженням IoT-пристроїв, інтелектуальних лічильників та розподілених енергетичних ресурсів, створює суттєві виклики для забезпечення надійного та ефективного передавання даних. За таких умов традиційні статичні комунікаційні архітектури виявляються малоефективними та неспроможними адаптуватися до динамічних змін стану мережі. Запропоновано архітектурний підхід, що поєднує провайдер ідентифікації OpenID Connect як уніфікований механізм автентифікації та авторизації з інтелектуальним модулем машинного навчання для адаптивного управління протоколами зв’язку. Динамічний вибір протоколів передавання даних здійснюється між MQTT, CoAP, HTTPS та іншими промисловими системами з урахуванням показників продуктивності мережі в реальному часі, вимог безпеки та характеристик експлуатаційного навантаження. Для прогнозування ефективності комунікації використано багатомодельний підхід машинного навчання, що включає алгоритми Random Forest, нейронні мережі та логістичну регресію, які забезпечують взаємодоповнювальний аналіз мережевих параметрів. Остаточне рішення щодо вибору оптимального протоколу формується на основі зваженого консенсусного механізму з урахуванням показників якості кожної моделі. Запропонована система реалізує протокол – незалежну модель безпеки, централізоване управління гетерогенними пристроями та масштабовану архітектуру, придатну для сучасних і перспективних енергетичних мереж. Результати експериментальних досліджень, отримані на основі реальних експлуатаційних даних, підтверджують можливість зменшення комунікаційних витрат, підвищення надійності передавання даних і забезпечення стабільної роботи системи за змінних мережевих умов. Отримані результати доводять, що поєднання централізованої ідентифікації з адаптивним, заснованим на машинному навчанні вибором протоколів створює надійну основу для інтелектуальних комунікаційних систем з автоматичним перемиканням протоколів у енергетичних інфраструктурах нового покоління та експлуатаційної стійкості; This paper examines approaches to implementing adaptive multi-protocol communication in energy systems undergoing transformation in the context of distributed generation growth and Smart Grid concept development. An architecture is proposed that integrates OpenID Connect (a unified authentication provider) with a machine learning module for dynamic selection of optimal data transmission protocols among MQTT, CoAP, HTTPS protocols and legacy systems. The solution is based on employing widely-used algorithms (Random Forest, neural networks, logistic regression) for real-time communication efficiency prediction. The system ensures flexible, secure, and scalable management of heterogeneous devices through a unified control center. The obtained results demonstrate potential for communication cost reduction, reliability enhancement, and foundation establishment for implementing intelligent communication systems in the energy sector with automatic protocol switching

For notes

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: For notes

Stress–strain state and elastic properties of composites with variable reinforcement structure

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Stress–strain state and elastic properties of composites with variable reinforcement structure Автори: Пискунов, Сергій; Бахтоваршоєв, Тимур; Pyskunov, Sergii; Bakhtovarshoiev, Tymur Короткий огляд (реферат): Подано чисельне та аналітичне дослідження впливу просторової змінності щільності армування на напружено-деформований стан (НДС) і ефективні пружні характеристики односпрямованих волокнистих композитів. Актуальність роботи зумовлена тим, що в сучасних інженерних застосуваннях (авіа-, авто-, суднобудування) для елементів складної форми чи змінної товщини щільність армування часто змінюється вздовж однієї або кількох координат. Це впливає на НДС і точність аналітичних оцінок за класичними усередненими моделями. Метою роботи було формулювання та аналіз співвідношень для ефективних характеристик ортотропного шару за змінного коефіцієнта армування. На основі правила сумішей (оцінок Фойгта та Ройса) сформовано уточнені співвідношення для компонент матриці жорсткості ортотропного шару. Ці співвідношення враховують змінний коефіцієнт армування по висоті та сталий по ширині поперечного перерізу. Проведено верифікацію та порівняння отриманих співвідношень зі спрощеними усередненими формулами та 3D-розрахунком методом скінченних елементів (МСЕ) в Ansys Workbench. Для МСE-моделювання розглянуто представницький об’єм трапецеподібної форми (висота 200 мм, основи 30 і 90 мм, товщина 30 мм) у задачі розтягу (затиснення одного кінця, навантаження 40 кН на іншому). Матеріали: вуглецеве волокно та матриця. Побудовано три моделі: (1) з геометрично розділеними компонентами, (2) еквівалентна ортотропна з уточненими компонентами матриці жорсткості, (3) еквівалентна ортотропна зі спрощеними формулами. Показано, що врахування змінності щільності армування у двох напрямках зменшує похибку визначення переміщень і модулів. Уточнені формули демонструють суттєве зменшення похибок у «квазіоднорідній» внутрішній області зразка: усереднена відносна похибка переміщень тут становить близько 2% для уточнених формул проти 5% для спрощених. На кінцях зразка, через крайові ефекти, похибки сягають 30%. Визначено межі коректного застосування усереднених співвідношень у задачах розтягу (для даного зразка – інтервал 75–190 мм) та окреслено напрями екстраполяції на згин, що вимагає окремого аналізу чутливості до характеристик зсуву; A numerical and analytical investigation of the influence of spatial variation in reinforcement density on the stress–strain state (SSS) and effective elastic characteristics of unidirectional fibrous composites is presented. The importance of this work is due to the fact that in modern engineering applications (aerospace, automotive, and shipbuilding), the reinforcement density often varies along one or several coordinates for components of complex shape or variable thickness. This affects the stress–strain state and the accuracy of analytical estimates based on classical averaged models. The objective of the paper is to formulate and analyze relationships for the effective characteristics of an orthotropic layer with a variable reinforcement coefficient. Based on the rule of mixtures (Voigt and Reuss estimates), refined relationships for the components of the stiffness matrix of the orthotropic layer were derived. These relationships take into account the variable reinforcement coefficient along the height of the cross-section, and a constant coefficient along the width. Verification and comparison of the obtained relationships with simplified averaged formulas and 3D finite element method (FEM) calculations performed in Ansys Workbench were carried out. For the FEM modeling, a representative volume of trapezoidal shape (height 200 mm, bases 30 mm and 90 mm, thickness 30 mm) was considered in the tension problem (one end fixed, the load of 40 kN applied at the other end). Materials: carbon fiber and matrix. Three models were constructed: (1) with geometrically separated components, (2) equivalent orthotropic with refined stiffness matrix components, (3) equivalent orthotropic with simplified formulas. It is shown that taking into account the variability of reinforcement density in two directions reduces the error in determining displacements and moduli. The refined formulas demonstrate a significant reduction in errors in the «quasi-homogeneous» interior region of the sample: the average relative displacement error is about 2% for the refined formulas compared to 5% for the simplified ones. At the ends of the sample, due to edge effects, the errors reach up to 30%. The limits for the correct application of averaged relationships in tension problems were determined (for the given sample, the interval is 75–190 mm), and directions for extrapolation to bending were outlined. This requires a separate sensitivity analysis with respect to shear characteristics

Information technology for predicting the hysteresis behavior of shape memory alloys based on a stacking ensemble machine learning model

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Information technology for predicting the hysteresis behavior of shape memory alloys based on a stacking ensemble machine learning model Автори: Тимощук, Дмитро; Ясній, Олег Петрович; Tymoshchuk, Dmytro; Yasniy, Oleh Короткий огляд (реферат): Сплави з пам’яттю форми (СПФ) характеризуються нелінійною гістерезисною поведінкою на діаграмі деформування (σ–ε), площа петлі якої визначає енергію, розсіяну за цикл. Запропоновано ансамблеву Stacking-модель машинного навчання для прогнозування гістерезисної поведінки СПФ за умов циклічного навантаження з різними частотами (0,5; 1; 3 та 5 Гц). Для побудови моделі використано експериментальні дані 100–250 циклів навантаження. У якості базових алгоритмів застосовано Random Forest, Gradient Boosting, Extra Trees, kNN, SVR та MLP. За метамодель вибрано ElasticNet, яку налаштовано за допомогою GridSearchCV з GroupKFold-валідацією. Такий підхід забезпечив поєднання стабільності ансамблю з адаптивним відбором найінформативніших прогнозів базових моделей. Отримані результати показали високу точність відтворення залежності напруження-деформація. Для тестових даних R2 > 0,995, MSE < 0,0007, MAE < 0,02, MAPE < 1,3 %. Перевірка на незалежних циклах 251 та 300 підтвердила узагальнювальну здатність моделі, зокрема R² > 0,974, MSE < 0,007, MAE < 0,06, MAPE < 4.8 %. Інтерпретованість моделі забезпечено методом SHAP, який кількісно визначає внесок кожної вхідної ознаки у формування прогнозу. Встановлено, що Stress є головним чинником формування прогнозу, тоді як ознака UpDown визначає фазу навантаження-розвантаження, а Cycle відображає накопичення циклічних ефектів. Розроблена ансамблева Stacking-модель є складовою інформаційної технології прогнозування гістерезисної поведінки сплавів з пам’яттю форми із застосуванням методів машинного навчання. Запропонований підхід забезпечує не лише високу точність прогнозування, але й фізично обґрунтовану інтерпретованість результатів; Shape Memory Alloys are characterized by a nonlinear hysteretic behavior on the stress–strain (σ–ε) diagram, where the loop area determines the amount of energy dissipated per cycle. In this work, an ensemble Stacking machine learning model was developed to predict the hysteresis behavior of SMAs under cyclic loading at different frequencies (0.5, 1, 3, and 5 Hz). The model was constructed using experimental data from 100–250 loading cycles. Random Forest, Gradient Boosting, Extra Trees, k-Nearest Neighbors (kNN), Support Vector Regression (SVR), and Multilayer Perceptron (MLP) were employed as base algorithms. The ElasticNet model was selected as the meta-learner and tuned using GridSearchCV with GroupKFold validation. This approach ensured the combination of ensemble stability with adaptive selection of the most informative predictions from the base models. The obtained results showed a high accuracy in reproducing the stress–strain relationship: R2 > 0.995, MSE < 0.0007, MAE < 0.02, and MAPE < 1.3 % on the test data. Validation on independent cycles 251 and 300 confirmed the model’s generalization ability, achieving R2 > 0.974, MSE < 0.007, MAE < 0.06, and MAPE < 4.8 %. The interpretability of the model was provided by the SHAP method, which quantitatively determines the contribution of each input feature to the prediction. It was found that Stress is the dominant factor influencing the prediction, while UpDown defines the loading–unloading phase, and Cycle reflects the accumulation of cyclic effects. The developed ensemble Stacking model is an integral component of an information technology framework for predicting the hysteresis behavior of shape memory alloys using machine learning methods. The proposed approach provides not only high prediction accuracy but also a physically grounded interpretability of the results

Load testing of bored concrete micropile with enlarged base in dispersive soil conditions

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Load testing of bored concrete micropile with enlarged base in dispersive soil conditions Автори: Гнатюк, Олександр; Крет, Володимир; Hnatiuk, Oleksandr; Kret, Volodymyr Короткий огляд (реферат): Наведено результати натурних випробувань бурової мікропалі з нижнім розширенням, влаштованої в межах фундаменту двоповерхової цивільної будівлі на території Львівської області. Показано, що застосування розширення діаметром 350 мм у нижній частині палі дає змогу суттєво підвищити її несучу здатність. Проведено інженерно-геологічне обстеження ділянки, в межах якої виділено три інженерно-геологічні елементи, що охоплюють слабкі водонасичені суглинки та супіски. Отримано експериментальні дані про поведінку палі під дією статичного втискувального навантаження до 72 кН, що майже вдвічі перевищує розрахункове нормативне значення 38 кН. Випробування виконано безпосередньо в межах реального фундаменту споруди, що забезпечило достовірність і практичну цінність отриманих результатів. Методика випробування передбачала поетапне прикладання навантаження з одночасною реєстрацією вертикальних переміщень за допомогою високоточних вимірювальних приладів. За результатами випробування побудовано криву «навантаження–розвантаження», що має типовий характер зі стадіями початкової деформації, стабілізованого осідання та пружного відновлення. Показано, що система «паля–основа» працює без ознак прогресуючих деформацій і демонструє значне пружне відновлення після розвантаження. Розрахунок допустимого навантаження з урахуванням коефіцієнта надійності (γ=1.2) дозволив визначити фактичну несучу здатність палі на рівні 60 кН, що на 57 % перевищує проектне значення. Звідси випливає, що конструкція палі з нижнім розширенням є ефективною для заданих інженерно-геологічних умов та забезпечує надійність фундаменту за менших витрат. Отримані результати підтверджують ефективність застосування бурових мікропаль із нижнім розширенням у малоповерховому будівництві та вказують на необхідність удосконалення чинних методик розрахунку з урахуванням впливу геометрії основи палі на її несучу здатність; This article presents the results of field testing of a bored micropile with a base enlargement, installed within the foundation of a two-story civil building located in Lviv region. It is demonstrated that the use of a 350 mm diameter base enlargement of the pile significantly increases its bearing capacity. An engineering-geological survey of the site was conducted, identifying three engineering-geological elements encompassing weak water-saturated silty clay and sandy loam soils. Experimental data on the pile behavior under static compressive loading up to 72 kN were obtained, which is nearly twice the calculated design value of 38 kN. The testing methodology involved stepwise application of the load with simultaneous registration of vertical displacements using high-precision measuring instruments. Based on the test results, a load-settlement curve was constructed, exhibiting a typical behavior with stages of initial deformation, stabilized settlement, and elastic recovery. It is shown that the pile–soil system operates without signs of progressive deformation and demonstrates significant elastic rebound after unloading. The allowable load calculation, considering a reliability factor (γ=1.2), determined the actual bearing capacity of the pile at 60 kN, exceeding the design value by 57%. Hence, the pile design with a base enlargement proves effective for the given engineering-geological conditions and ensures foundation reliability with reduced pile quantity costs. The obtained results confirm the effectiveness of using bored micropiles with base enlargement in low-rise construction and indicate the need to improve current calculation methods by accounting for the influence of pile base geometry on its bearing capacity

The theory of spline interflatation of functions r variables r ≥ 2

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: The theory of spline interflatation of functions r variables r ≥ 2 Автори: Литвин, Олег; Галушка, Віктор; Lytvyn, Oleh; Halushka, Viktor Короткий огляд (реферат): Розроблено теорію наближення багатовимірних функцій r змінних (r  2) за допомогою операторів сплайн-інтерфлетації. В рамках дослідження запропоновано новий метод побудови таких операторів, що базується на підході розкладу багатовимірної задачі наближення на послідовність одновимірних задач, кожна з яких вирішується за допомогою сплайн-інтерполяції. Це дозволяє досліджувати інтерфлетаційні властивості побудованих операторів, а також аналізувати їхню ефективність у наближенні функцій з кількома змінними. Особливістю запропонованого методу є явне представлення операторів сплайн-інтерфлетації через одновимірні оператори сплайн-інтерполяції, які застосовуються окремо до кожної змінної функції, що наближується. Це забезпечує зручність у дослідженні властивостей операторів і дозволяє глибше аналізувати їхню поведінку. В рамках роботи досліджено вираз залишку наближення функцій за допомогою цих операторів, зокрема, через залишки наближення, що виникають при застосуванні одновимірних операторів сплайн-інтерполяції. Особливу увагу приділено аналізу залишків наближення багатовимірних функцій і доведенню того, що залишок наближення, що обчислюється за допомогою запропонованих операторів інтерфлетації, дорівнює операторному добутку залишків наближення, які визначаються для кожної змінної окремо. Це означає, що повний залишок можна розглядати як комбінацію залишків, отриманих через одновимірні оператори, що значно спрощує аналіз і дає можливість детальніше досліджувати точність наближення. Крім того, проведено порівняльний аналіз отриманих результатів із класичними операторами багатовимірної інтерполяції. Зокрема, зроблено порівняння з операторами класичної інтерполяції, що дозволяє оцінити переваги й недоліки запропонованої методики у контексті точності та ефективності наближення функцій з кількома змінними. Це відкриває перспективи для подальшого розвитку теорії багатовимірного наближення та застосування її в різних галузях науки й техніки, де необхідне ефективне й точне наближення багатовимірних функцій; The theory of approximation of multidimensional functions of r variables r ≥ 2 using spline-interflatation operators is developed in this paper. A new method for constructing such operators, which is based on the approach of decomposing the multidimensional approximation problem into a sequence of one-dimensional problems, each solved using spline interpolation. is proposed in this paper. This makes it possible to investigate the interflatation properties of the constructed operators, as well as to analyze their effectiveness in approximating functions with several variables. The distinctive feature of the proposed method is the explicit representation of spline-interflatation operators in terms of one-dimensional spline interpolation operators, which are applied separately to each variable of the approximated function. This provides convenience in investigating the properties of operators and enables more in-depth analysis of their behavior. The expression for the approximation remainder of functions using these operators, in particular, in terms of the remainders that arise from applying one-dimensional spline interpolation operators is investigated in this paper. Special attention is paid to the analysis of approximation remainders of multidimensional functions and to proving that the approximation remainder calculated by means of th e proposed interflatation operators is equal to the operator product of the approximation remaindes, defined separately for each variable. This means that total remainder can be considered as a combination of remainders obtained through one-dimensional operators, which significantly simplifies the analysis and makes it possible to investigate the approximation accuracy more thoroughly. Furthermore, a comparative analysis of the obtained results with classical multidimensional interpolation operators is carried out in this paper. This enables us to evaluate the advantages and disadvantages of the proposed method in the context of accuracy and efficiency of approximating functions with several variables. This opens up prospects for further development of the theory of multidimensional approximation and its application in various fields of science and engineerin , where efficient and accurate approximation of multidimensional functions is required

Title

2025-08-29T00:00:00Z

Назва: Title

Usage of neural networks for analysis and processing of experimental research of composite materials

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Usage of neural networks for analysis and processing of experimental research of composite materials Автори: Тотосько, Олег Васильович; Стухляк, Данило Петрович; Стухляк, Петро Данилович; Totosko, Oleg; Stukhliak, Danylo; Stukhliak, Petro Короткий огляд (реферат): Сучасний розвиток промисловості потребує створення нових матеріалів, які забезпечують підвищення ресурсоздатності та збільшення міжремонтного періоду роботи машин і механізмів. Використання композитних матеріалів сприяє зниженню метало- та енергоємності розроблених агрегатів. Одним із перспективних напрямків є розроблення матеріалів та покриттів на основі полімерів, а саме, реактопластів. Застосування композитів вимагає опрацювання великих масивів експериментальних даних, де провідну роль відіграють нейронні мережеві технології. Встановлено, що сучасна архітектура нейромереж, зокрема згорткові нейронні мережі (CNN), рекурентні мережі (RNN), LSTM, GAN та трансформери, забезпечує продуктивність, яка перевершує традиційні алгоритми у завданнях розпізнавання образів. Ці мережі є ефективними інструментами при аналізі макро- та мікроструктур композитних матеріалів з наперед заданими функціональними властивостями. Отримано результати залежностей залишкових напружень КМ від товщини покриття L та вмісту наповнювача q напружень. Разом із тим дослідження виявили певні обмеження, пов’язані зі складністю навчання глибоких моделей, що потребують значних обчислювальних ресурсів, таких, як графічні процесори (GPU), та значного енергоспоживання. Використання методів оптимізації, зокрема квантування моделей і Knowledge Distillation, дозволяє знижувати обчислювальні витрати без втрати продуктивності. Інтеграція квантових обчислень у нейронні мережі значно прискорює процеси оптимізації. Особливу увагу приділено важливості інтерпретованості рішень. Більшість сучасних нейромереж функціонують як «чорні скриньки», що ускладнює їх використання в критичних задачах. Розвиток Explainable AI сприяє підвищенню довіри до нейронних мереж та їх ефективному застосуванню для дослідження структурних організацій композитних матеріалів. Таким чином, нейронні мережі є не лише інструментом, що розширює межі наукових досягнень, а й викликом, який стимулює розвиток сучасної науки та інженерії. Подолання викликів, пов’язаних із інтерпретованістю та обчислювальними витратами, відкриває нові можливості для створення інтелектуальних систем і композитних матеріалів із наперед заданими характеристиками для передових галузей промисловості; Modern industrial development demands the creation of new materials to enhance the durability and operational lifespan of machines while reducing metal and energy consumption. Composite materials, particularly those based on polymers (reactoplasts), play a key role in achieving these goals. Neural networks, including CNNs, RNNs, LSTMs, GANs, and transformers, outperform traditional algorithms in pattern recognition tasks and are effective tools for analyzing macro- and microstructures of composite materials with predefined properties. Despite challenges in training deep models, requiring significant computational resources and energy, optimization methods like quantization and distillation help reduce costs. Integrating quantum computing further accelerates optimization processes. The importance of Explainable AI is emphasized to address the «black-box» nature of neural networks, ensuring their reliability for critical applications. These technologies are essential for advancing intelligent systems and creating next-generation materials for high-tech industries

Development of an information system for the quantitative assessment of web application security based on the OWASP ASVS standard

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Development of an information system for the quantitative assessment of web application security based on the OWASP ASVS standard Автори: Ревнюк, Олександр Андрійович; Загородна, Наталія Володимирівна; Козак, Руслан Орестович; Яворський, Богдан Іванович; Revniuk, Oleksandr; Zagorodna, Nataliya; Kozak, Ruslan; Yavorskyy, Bohdan Короткий огляд (реферат): Спроєктовано інформаційну систему для оцінювання захищеності вебзастосунків на основі авторської методики. Розроблена авторами методика оцінювання безпеки вебдодатків базується на вимогах стандарту OWASP Application Security Verification Standard (ASVS) та адаптується під різні архітектури та функціонал застосунків шляхом відбору множини релевантних вимог і визначення їх впливу на загальну оцінку. Кількісна оцінка вимог обчислюється за допомогою системи розроблених критеріїв та алгоритму їх оцінки з урахуванням експертних оцінок вагових коефіцієнтів важливості. Оцінювання проводиться кількома експертами для уникнення суб’єктивності суджень. Узгодження експертних оцінок проводиться в підсистемі нечіткої логіки. Описано всі етапи автоматизації процесу оцінювання – від збирання вихідних даних до обчислення інтегрального показника захищеності з урахуванням вагових коефіцієнтів. Інформаційна система підтримує модульну архітектуру, персоналізовану роботу з проєктами та візуалізацію результатів, що уможливлює її використання для аудитів інформаційної безпеки. Описано логічну структуру бази даних, яка забезпечує ієрархічне зберігання вимог, критеріїв оцінювання та результатів експертної перевірки. Структура включає підсистеми управління користувачами, проєктами, нормативною базою та результатами, що дозволяє ефективно масштабувати рішення під потреби різних організацій. Розроблено інтерфейс користувача, який забезпечує повноцінний цикл взаємодії з системою – від ініціалізації проєкту до отримання графічного звіту про рівень захищеності. Система реалізована за принципами сервіс-орієнтованої архітектури із застосуванням сучасного стеку технологій, зокрема Laravel, MySQL, Bootstrap і Chart.js. Проведено тестування інформаційної системи на прикладі тестового вебзастосунку OWASP Juice Shop, що підтверджує її ефективність у виявленні критичних проблем безпеки та формалізованому поданні результатів.; The design of an information system for assessing the security of web applications based on an original methodology developed by the authors is presented in this paper. The proposed security assessment methodology is based on the requirements of the OWASP Application Security Verification Standard (ASVS) and adapted to various application architectures and functionalities by selecting a set of relevant requirements and determining their impact on the overall evaluation. The quantitative assessment of requirements is calculated using a system of developed criteria and an evaluation algorithm that incorporates weight coefficients of importance assigned by experts. The assessment is carried out by multiple experts to minimize subjectivity in judgments. The aggregation of expert judgments is performed within a fuzzy logic subsystem. The article describes all stages of the assessment process automation – from collecting input data to calculating the integrated security score, taking into account the weight coefficients. The information system supports a modular architecture, personalized project workflows, and result visualization, enabling its application in information security audits

Modelling the formation of phase contact between components during the mixing process on a new dough mixer

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Modelling the formation of phase contact between components during the mixing process on a new dough mixer Автори: Стадник, Ігор Ярославович; Коваленко, Ігор Володимирович; Воробець, Назар; Stadnyk, Igor; Kovalenko, Igor; Vorobets, Nazarii Короткий огляд (реферат): Присвячено розв’язанню проблем енерго- та ресурсозбереження в хлібопекарській, фармацевтичній та переробній промисловості за рахунок упровадження зваженого стану змішування з урахуванням стадійності процесу утворення в’язко-пружно-пластичного середовища. Основна мета дослідження полягала у визначенні оптимальних параметрів замішування тіста для досягнення бажаних реологічних властивостей. Використовуючи експериментальні дані, розроблено ефективні конструктивні рішення, які забезпечують стабільну якість тіста та підвищують продуктивність виробництва. Відзначено, що дослідження змішування компонентів у хлібопекарській промисловості України на машинах періодичної та безперервної дії є однією з найважливіших технологічних операцій і темп її розвитку в бік удосконалення конструктивно-технологічних параметрів машини та процесу для поліпшення якості структуроутворення суміші, залишається актуальним. Розроблено науково обґрунтовані й адекватні математичні моделі для вдосконалення конструкції змішувача. Проведено моделювання границі розділу фаз за наявності вільних поверхонь компонентів при змішуванні у зваженому стані. Запропоновано покроковий шлях визначення інтенсивності утворення поверхонь фазового контакту та їх обновлення. Наведено аналіз взаємодії компонентів при встановленому впливі конструкції змішувача, що дозволив у подальшому розкрити шляхи проведення розрахунку конструктивних параметрів засобів для їх дозування і змішування залежно від природи фаз у кожному випадку. Відзначено, що плив поверхневого шару фази на її загальні витрати визначається питомою енергією. Показано, що процесу служать рівняння кількості турбулентності (k) та дисипації турбулентності (ε). Приведені моделі розглядають взаємодію між частинками борошна та рідкою фазою у турбулентному середовищі та їх вплив на характеристики потоку. Теоретично й експериментально обґрунтовано покрокову взаємодію компонентів при їх контакті на вдосконалення інтенсифікації процесу змішування. Узагальнено величину поверхневої енергії та величину поверхневого натягу й енергії частинки, що залежать у кожному випадку від природи фаз процесу; The article is deals with solving the problems of energy and resource saving in the bakery, pharmaceutical and processing industries by introducing a weighted mixing state taking into account the stage- by-stage process of forming a viscoelastic-plastic medium. The main objective of the study was to determine the optimal dough mixing parameters to achieve the desired rheological properties. Using the experimental data, effective design solutions were developed that ensure stable dough quality and increase production output. It is noted that the study of mixing components in the bakery industry of Ukraine using batch and continuous machines is one of the most important technological operations and the pace of its development towards improving the design and technological parameters of the machine and process to improve the quality of the mixture structure remains relevant. Scientifically sound and adequate mathematical models have been developed to improve the design of the mixer. The modelling of the interface in the presence of free surfaces of components during mixing in a suspended state is carried out. A step-by-step method for determining the intensity of formation of phase contact surfaces and their renewal is proposed. An analysis of the interaction of components under the established influence of the mixer design has been carried out, which made it possible to further reveal ways to calculate the design parameters of means for their dosing and mixing, depending on the nature of the phases in each case. It is noted that the influence of the surface layer of the phase on its total flow rate is determined by the specific energy. It is shown that the process is governed by the equations of turbulence quantity (k) and turbulence dissipation (ε). The presented models consider the interaction between flour particles and the liquid phase in a turbulent medium and their influence on the flow characteristics. The step-by-step interaction of the components in contact with each other to improve the intensification of the mixing process is theoretically and experimentally substantiated. The value of the surface energy and the value of the surface tension and particle energy, which depend in each case on the nature of the process phases, are generalised

The process of moving grain material in the pneumatic line of a pneumatic screw conveyor

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: The process of moving grain material in the pneumatic line of a pneumatic screw conveyor Автори: Карп, Іван; Karp, Ivan Короткий огляд (реферат): Пневматичні конвеєри застосовують для переміщення різнопланових вантажів різних галузей промисловості. Для забезпечення виконання таких робіт у великих спеціалізованих агрофірмах, які вирощують зернові культури, застосовують потужні пневматичні конвеєри, а застосування таких механізмів є рентабельним за умови вирощування зернових культур на значних площах або, відповідно, значного валового виробництва зерна. В умовах функціонування багатогалузевих фермерських господарств, які збирають зернові культури на незначних площах, актуальним завданням є питання окупності таких транспортних механізмів у зв’язку з їх незначною сезонною завантаженістю виконаних робіт. Вирішення цього важливого завдання можливе шляхом розроблення та застосування малогабаритних і мобільних пневмошнекових транспортерів, які призначені для переміщення зернових матеріалів або виконання транспортних робіт на токах багатогалу- зевих фермерських господарств. Метою роботи є підвищення функціональних показників роботи шнекових тра- нспортних механізмів за рахунок конструктивного удосконалення та обгрунтування раціональних параметрів пневмошнекового транспортера. Наведено опис удосконаленого пневмошнекового транспортера (конструкцію та принцип роботи) й викладено результати теоретичного аналізу контактної взаємодії елементарних частинок зернового матеріалу під час їх переміщення у повітряному потоці пневмопровода пневмошнекового транспортера на основі дослідження сумарної елементарної кінетичної енергії. За результатами аналізу побудованих графічних моделей встановлено, що елементарна сумарна кінетична енергія контактної взаємодії частинок зернового матеріалу елементарної маси збільшується в межах від 0,71 10-3 до 3,19 10-3 Дж залежно від збільшення елементарної маси зернини від 1 до 2 г та збільшення швидкості флуктуації від 1,0 до 1,5 м/с.; Pneumatic conveyors are used to move diverse cargoes of various industries. To ensure the performance of such work in large specialized agricultural companies that grow grain crops, powerful pneumatic conveyors are used, and the use of such mechanisms is cost-effective provided that grain crops are grown on significant areas or, accordingly, significant gross grain production. In the conditions of operation of multi-branch farms that harvest grain crops on insignificant areas, the topical task is the issue of payback of such transport mechanisms due to their insignificant seasonal workload of the performed works. Solving this important task is possible by developing and using small-sized and mobile pneumatic screw conveyors, which are designed to move grain materials or perform transport work on the currents of multi-branch farms. The purpose of the work is to increase the functional indicators of the operation of screw transport mechanisms by means of constructive improvement and substantiation of rational parameters of the pneumatic screw conveyor. The article describes an improved pneumatic screw conveyor (design and operating principle) and presents the results of a theoretical analysis of the contact interaction of elementary particles of grain material during their movement in the air flow of the pneumatic duct of the pneumatic screw conveyor based on the study of the total elementary kinetic energy

Development of highly productive technological schemes for the use of agrodrones for plant protection

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Development of highly productive technological schemes for the use of agrodrones for plant protection Автори: Цьонь, Ганна Богданівна; Довбуш, Тарас Анатолійович; Мартиню, Вікторія; Хомик, Надія Ігорівна; Сташків, Микола Ярославович; Довбуш, Анатолій Дмитрович; Tson, Hanna; Dovbush, Taras; Martyniuk, Viktoriia; Khomyk, Nadia; Stashkiv, Mykola; Dovbush, Anatoliy Короткий огляд (реферат): В аграрному виробництві для отримання високих урожаїв необхідним є надійний захист культурних рослин, посіви яких вражають різні шкідливі організми. Найефективнішим ув боротьбі зі шкідниками сільськогосподарських рослин є хімічний метод, що при вдалому застосуванні забезпечує високу економічність. Для зменшення токсичного впливу на оброблювані рослини та довкілля перспективним є використання агродронів завдяки перевагам над мобільними наземними обприскувачами. Агродрони не ущільнюють грунт, не пошкоджують сільськогосподарські культури, надзвичайно маневрені, можуть працювати на полях різної конфігурації, здатні виконувати обприскування одразу після опадів, можуть здійснювати локальне або точкове розпилення, забезпечують точне дозування хімічних речовин. Для них характерні висока продуктивність та менші енергозатрати. Проаналізовано виконання технологічного процесу агродроном без урахування розміру поля, висіяної культури, рельєфу поля, типу агродрона і т.ін. У результаті чітко розмежовано активну, тобто корисну роботу, яку виконує дрон, а саме, технологічний процес розпилення препарату. Встановлено допоміжні дії, необхідні для виконання технологічного процесу розпилення: заміна (зарядка) акумуляторів, заливання в бачок хімічної рідини, злет-посадка, підліт до межі поля, розвороти при переході на іншу смугу обробки. Запропоновано універсальну методику розрахунку ефективної продуктивності агродронів під час обробітку сільськогосподарських культур, що передбачає аналіз кожної складової технологічного процесу внесення пестицидів агродронами. Запропоновані технологічні схеми, які забезпечують часткове зменшення непродуктивних операцій збільшуючи продуктивність роботи агродронів, за умови, що матеріальне забезпечення для виконання технологічного процесу зростає для кожної наступної технологічної схеми. Використання агродронів-розпилювачів забезпечує високу продуктивність, що дає можливість у короткі терміни обробляти посіви сільськогосподарських культур, захищаючи їх від хвороб, шкідників і бур’янів; In agricultural production, to obtain high yields, reliable protection of cultivated plants is necessary, the crops of which are affected by various harmful organisms. The most effective in combating pests of agricultural plants is the chemical method, which, when successfully applied, provides high cost-effectiveness. To reduce the toxic impact on cultivated plants and the environment, the use of agricultural drone is promising due to their advantages over mobile ground sprayers. Agricultural drone do not compact the soil, do not damage agricultural crops, are extremely maneuverable, can work on fields of various configurations, are able to spray immediately after precipitation, can carry out local or point spraying, and provide accurate dosing of chemicals. They are characterized by high productivity and lower energy consumption. The implementation of the technological process by an agricultural drone was analyzed without taking into account the size of the field, the sown crop, the relief of the field, the type of agricultural drone, etc. As a result, the active, i.e. useful work performed by the drone, namely the technological process of spraying the drug, has been clearly delimited. The auxiliary actions necessary for the implementation of the technological process of spraying have been established: replacement (charging) of batteries, filling the tank with chemical liquid, take-off and landing, approach to the field boundary, U-turns when switching to another processing lane. A universal method for calculating the effective productivity of agricultural drones during the cultivation of agricultural crops has been proposed, which involves the analysis of each component of the technological process of applying pesticides by agricultural drones. Technological schemes have been proposed that provide a partial reduction in unproductive operations, increasing the productivity of agricultural drones, provided that the material support for the implementation of the technological process increases for each subsequent technological scheme. The use of agricultural drones- sprayers provides high productivity, which makes it possible to process crops in a short time, protecting them from diseases, pests and weeds

Problems of intake air filtration for combustion engines of vehicles

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Problems of intake air filtration for combustion engines of vehicles Автори: Дзюбак, Тадеуш; Дізо, Ян; Dziubak, Tadeusz; Dizo, Jan Короткий огляд (реферат): Досліджено проблему фільтрації повітря, що надходить у двигуни внутрішнього згоряння транспортних засобів. Основним забруднювачем є мінеральний пил, зокрема діоксид кремнію (SiO2) та оксид алюмінію (Al2O3), які спричиняють інтенсивне абразивне зношування деталей двигуна. Фільтрація повітря здійснюється за допомогою повітряних фільтрів, найпоширенішим типом яких є одноступінчасті фільтри з гофрованим фільтрувальним папером. Однак такі фільтри мають низьку ефективність затримання пилу менше 5 мкм, що є критичним для збереження ресурсу двигуна. Проаналізовано характеристики традиційних матеріалів (целюлозних, поліестерових), а також сучасні композитні рішення з використанням нанофібр. Показано, що застосування нанофібр, виготовлених методом електроспінінгу, значно підвищує ефективність фільтрації дрібнодисперсного пилу. Окрему увагу приділено інноваційним фільтрам PowerCore з аксіальним потоком повітря, що дозволяють зменшити габарити фільтра, знизити втрати тиску та підвищити ресурс. Фільтри з нанофібрами скорочують початковий період низької ефективності, підвищуючи загальний ступінь очищення. Представлено результати експериментів, які демонструють вищу ефективність фільтрів із нанофібрами порівняно з традиційними. Найбільшу шкоду завдають частки пилу діаметром 5–20 мкм, тому фільтрація часток розміром понад 1 мкм є критично важливою. Також розглянуто механізми утримання пилу в пористих середовищах – інерційний, дифузійний, гравітаційний та сита. Комплексна дія цих механізмів забезпечує очищення повітря в двигуні. Показано, що вибір фільтра має враховувати допустиму швидкість фільтрації, геометрію вставки, параметри матеріалу й умови експлуатації. Наголошено на важливості дослідження нових матеріалів для зменшення зношування та продовження терміну служби двигунів; he air intake to the engine are air filters. Passenger cars will be equipped with single-stage filters with a filter insert (porous partition) in the form of a panel made of pleated filter paper. Filter papers show insufficient filtration accuracy of dust grains below 5 µm. The principles of shaping traditional filter partitions made of pleated filter paper and the principles of selecting a filter insert for a car engine using the criterion of permissible filtration speed are presented. The principle of operation and construction as well as the properties of filters with axial air flow, which are made in the modern PowerCore technology, are shown, which reduces the filter dimensions, at the same time resulting in lower pressure drop and greater dust absorption, and therefore a longer period of operation. The article pays special attention to the properties of nanofibers, which are produced from polymers using the «electrospinning» technology, and their filtration properties enable the improvement of the efficiency and accuracy of engine intake air filtration. The results of experimental tests of the efficiency and accuracy of filtration and pressure drop performed for several filter beds differing in structure parameters are presented. It has been shown that the nanofiber layer significantly increases the efficiency and accuracy of filtration of dust grains below 5 µm. Low filtration parameters of the filter beds in the initial filtration period have been demonstrated, which negatively affects engine wear

Application of Matlab Simulink libraries for the investigation of the efficiency of energy storage devices use in electric traction systems

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Application of Matlab Simulink libraries for the investigation of the efficiency of energy storage devices use in electric traction systems Автори: Босий, Дмитро; Томс, Олексій; Фурса, Максим; Борщ, Богдан; Тюрін, Михайло; Bosyi, Dmytro; Toms, Oleksii; Fursa, Maksym; Borsch, Bohdan; Tiurin, Mykhailo Короткий огляд (реферат): Представлено результати дослідження доцільності та ефективності застосування систем накопичення електроенергії в електротягових системах з використанням комп’ютерного моделювання у середовищі Matlab Simulink. Актуальність теми зумовлена неможливістю повного повторного використання електроенергії, що генерується під час рекуперативного гальмування електротранспорту. Надлишкова енергія в більшості випадків не знаходить споживача в контактній мережі, що призводить до її втрати або навіть негативних наслідків, зокрема спрацювання захистів від перенапруги. Застосування накопичувачів дозволяє уникнути цих проблем, зберігаючи енергію для подальшого використання, що підвищує енергоефективність та екологічність транспортної системи. Проаналізовано сучасні типи накопичувачів електроенергії (свинцево-кислотні, нікель- кадмієві, нікель-металогідридні, літій-іонні, суперконденсатори), їх технічні характеристики, режимів заряджання, циклічної стабільності, питомої енергоємності та вартості. З урахуванням цих параметрів змодельовано варіанти застосування накопичувачів у системі електропостачання метрополітену. За допомогою моделі, створеної у Matlab Simulink, проведено чисельні експерименти, що враховують реальні режими роботи тягових підстанцій, графіки навантаження та структуру контактної мережі. Результати моделювання показали, що найефективнішим варіантом за співвідношенням «вартість – зменшення втрат потужності» є використання літій-іонних акумуляторних батарей. Їх застосування дозволяє суттєво знизити пускові струми, компенсувати пікові навантаження та зменшити загальні втрати електроенергії в мережі. Отримана модель також дає змогу оцінювати вплив накопичувачів на параметри електропостачання за різних схем підключення, що дозволяє використовувати її як інструмент для інженерного аналізу та подальшої оптимізації енергетичної інфраструктури електротранспорту; This paper presents the results of a study on the use of energy storage systems in electric traction systems, conducted using the Matlab Simulink software environment. The relevance of implementing energy storage systems lies in the current inability to fully utilize regenerated energy during braking. The analysis of available types of electrical energy storage devices reveals that several variants exist, each requiring specific charging parameters. By applying an analytical approach to modeling electric traction loads, various scenarios of integrating storage devices into subway power supply systems were examined. The simulation results demonstrate that, under cost constraints for the storage system, lithium-ion batteries provide the highest efficiency among the considered technologies

On deformation peculiarities of two thin strips with a microcrack at the interface

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: On deformation peculiarities of two thin strips with a microcrack at the interface Автори: Клєцков, Олександр; Сіліч-Балгабаєва, Валентина; Шевельова, Алла; Лобода, Володимир; Лапуста, Юрій; Kletskov, Oleksandr; Silich-Balhabaieva, Valentine; Sheveleva, Alla; Loboda, Volodymyr; Lapusta, Yuri Короткий огляд (реферат): Детально розглянуто задачу про плоску деформацію тріщини, що знаходиться між двома ізотропними, лінійно пружними шарами, один з яких жорстко закріплений. Для розв’язання цієї задачі було використано метод інтегральних перетворень Фур'є, який дозволив звести початкову систему диференціальних рівнянь у частинних похідних до системи звичайних диференціальних рівнянь. На її основі побудовано систему сингулярних інтегральних рівнянь (СІР), яка задовольняє крайові умови задачі. Ця система описує напруженно-деформований стан біматеріальної полоси з тріщиною. Для розв'язання системи сингулярних інтегральних рівнянь застосовано метод дискретизації. Суть методу полягає в тому, що неперервна система рівнянь замінюється на дискретну, що дозволяє отримати наближений розв'язок. У даному випадку дискретизація призвела до системи лінійних алгебраїчних рівнянь (СЛАР). Розв'язавши систему лінійних алгебраїчних рівнянь, отримано вирази для розкриття тріщини та розподілу напружень на межі поділу матеріалів. Ці результати є ключовими для аналізу механічної поведінки тріщини та оцінювання її впливу на конструкцію. На основі отриманих даних про розкриття тріщини та розподіл напружень було обчислено швидкість звільнення енергії (ШЗЕ) у вершинах тріщини. ШЗЕ є важливим параметром, який характеризує енергетичний стан тріщини та її схильність до росту. Для ілюстрації отриманих результатів проведено чисельне моделювання. Зокрема, побудовано графіки розкриття тріщини та залежності напружень для різних товщин шарів і модулів Юнга. Ці графіки демонструють вплив геометричних та матеріальних параметрів на поведінку тріщини. Отримані аналітичні розв'язки порівняно з чисельними розв'язками, отриманими методом скінченних елементів (МСЕ). Порівняння показало гарне узгодження результатів для випадку мікротріщини при змінних значеннях характеристик тонкої накладки та нижнього шару. Особливу увагу приділено дослідженню впливу товщини накладки на швидкість звільнення енергії. Виявлено значний вплив цього параметра на ШЗЕ, що підкреслює важливість його врахування при проектуванні багатошарових конструкцій. Проведене дослідження дозволяє отримати детальну інформацію про механічну поведінку тріщини, розташованої між двома ізотропними шарами. Отримані результати можна використати для прогнозування розвитку тріщин та оцінювання міцності конструкцій; This study examines the problem of plane strain in a crack between two isotropic, linearly elastic layers, one of which is rigidly fixed. The Fourier integral transform method was applied, reducing the initial system of differential equations to a system of ordinary differential equations. A system of singular integral equations (SIE) was constructed to satisfy the boundary conditions of the problem. By discretizing this system, it was further reduced to a system of linear algebraic equations (SLAE). Analytical expressions were obtained for the crack opening and stress distribution along the interface, allowing the calculation of the energy release rate (ERR) at the crack tips. A numerical illustration of the results was conducted, including graphs of crack opening and stress dependence for various layer thicknesses and Youngʼs moduli. Comparison between analytical and numerical solutions, obtained using the finite element method (FEM), showed good agreement for the case of a microcrack with variable characteristics of the thin coating and the lower layer. A significant influence of the coating thickness on the energy release rate was identified

Experimental studies on the bearing capacity of cross-reinforced concrete beams

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Experimental studies on the bearing capacity of cross-reinforced concrete beams Автори: Мельник, Ігор; Партута, Володимир; Приставський, Тарас; Сорохтей, Василь; Мельник, Максим; Mel’nyk, Ihor; Partuta, Volodymyr; Prystavs’kyi, Taras; Sorohtey, Vasyl’; Mel’nyk, Maksym Короткий огляд (реферат): Обґрунтовано актуальність та необхідність подальших експериментальних досліджень залізобетонних конструкцій при двовісному стиску. Насамперед це стосується плитних монолітних конструкцій перекриттів і плитних монолітних плоских фундаментів з двонаправленим розташуванням вставок. Для вирішення поставленого завдання запроектовано, виготовлено й досліджено три основних типи дослідних зразків, які мають перехресне розташування балок. Крім цього, виготовлено чотири типи звичайних балок, з яких складаються перехресні балки, куби та призми для визначення фактичних деформаційних і міцнісних характеристик бетону. В середній частині балок у зоні чистого згину передбачено лише нижню робочу арматуру, яка прийнята за результатами перевірних розрахунків так, щоб руйнування відбулося по стисненому бетону. Лінійні й перехресні дослідні зразки навантажували відповідно двома і чотирма симетрично розташованими зосередженими силами з використанням гідравлічних домкратів і силороздільних траверс. Проведені експериментальні дослідження показали, що на ділянці перетину балок відбувається зміцнення бетону внаслідок двовісного обтиску. Несуча здатність дослідних зразків лінійних балок порівняно з їх несучою здатністю в складі перехресних балок є меншою на 10,6–12,5%. Деформації бетону дослідних зразків, заміряні безпосередньо на верхній грані на ділянці перетину балок, є меншими, ніж на сусідніх ділянках у середньому на 19,8%, що підтверджує ефект зміцнення бетону. Отже, двовісний стиск впливає на деформаційні характеристики бетону і його міцність; The article substantiates the relevance and necessity of further experimental research of reinforced concrete structures under biaxial compression. First, this concerns slab monolithic structures of floors with bidirectional arrangement of inserts and slab monolithic flat foundations. To solve the problem, three main types of test specimens were designed, manufactured and tested, which have a cross arrangement of beams. In addition, four types of conventional beams were manufactured, which consist of cross beams, and cubes and prisms to determine the actual deformation and strength characteristics of concrete. In the middle part of the beams in the zone of pure bending, only the lower working reinforcement is provided, which is adopted according to the results of verification calculations so that the destruction occurs in compressed concrete. Outside the zone of pure bending, the upper and transverse reinforcement are provided to prevent destruction in inclined sections. The geometric dimensions of the test specimens are adopted taking into account the design of the existing force stand and the technical characteristics of the test equipment. The linear and cross-section test specimens were loaded with two and four symmetrically located concentrated forces, respectively, using hydraulic jacks and force- distributing traverses. The loads were monitored by tared circular dynamometers mounted on supports. The experimental studies have shown that in the area of the cross-section of the beams, concrete is strengthened due to biaxial compression. The bearing capacity of the test specimens of linear beams compared to their bearing capacity in the composition of crossbeams is lower by 10.6-12.5%. An important parameter of the stress-strain state of compressed concrete is deformations, which are functionally related to its strength. The deformations of the test specimens of concrete, measured directly on the upper face in the area of the cross-section of the beams, are lower than ein the neighboring areas by an average of 19.8%, which confirms the effect of concrete strengthening. Threfore, biaxial compression affects the deformation characteristics of concrete and its strength.

Features of forming joints using solder 18XFC during induction pressure welding of K76F steel

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Features of forming joints using solder 18XFC during induction pressure welding of K76F steel Автори: Прокоф’єв, Олексій; Губатюк, Руслан; Римар, Сергій; Костін, Валерій; Абдулах, Валерій; Сенчишин, Віталій; Prokofiev, Oleksii; Hubatyuk, Ruslan; Rymar, Serhii; Kostin, Valeriy; Abdulah, Valeriy; Senchyshyn, Vitaliy Короткий огляд (реферат): Процес індукційного зварювання тиском із застосуванням активуючих речовин відбувається при нагрітих зварювальних крайках до пластичного стану теплом від вихрових струмів і повним розплавленням попередньо введеної в місце з’єднання активуючої речовини. Сам процес індукційного зварювання тиском розроблено у ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України в основному для труб і трубної арматури. Значний внесок у розвиток індукційного зварювання тиском внесли В. К. Лебедев, О. С. Письменний, В. Д. Табелев М. Є. Шинлов. Застосування способу індукційного зварювання тиском на суцільних виробах таких як стрижні, або деталі із розвиненою площею поперечного перерізу є малодослідженим. При цьому основна задача вдосконалення процесу індукційного зварювання тиском полягає у створенні необхідного рівномірного нагріву в зварному шві та в колошовній зоні в системі «індуктор-виріб», та в отриманні з’єднання, яке формується у твердій фазі, зі спільними зернами та мінімально можливою товщиною шва, після виконання осадження. Мінімальні залишки продуктів реакції активуючої речовини у процесі зварювання повинні бути вичавлені з перерізу зварного шва при осадженні у грат та периферійні ділянки. Апробовано на модельних зразках застосування припою 18XFC у складі активуючої речовини при виконанні процесу індукційного зварювання тиском у стик. Досліджено хімічний склад даного припою. Визначено основні технологічні чинники процесу індукційного зварювання тиском у стик модельних зразків, а також механічні показники отриманих зварних з’єднань, проведено металографічні дослідження металу зварного з’єднання. Встановлено, що залишків припою у вигляді евтектики в отриманих зварних з’єднаннях модельних зразків не виявлено. При цьому, за підсумками металографічних досліджень, у зварному шві гартівних структур також не виявлено; The process of pressure induction welding with the use of activating substances occurs when the welding edges are heated to a plastic state by heat from eddy currents and complete melting of the activating substance previously introduced into the joint.The process of induction pressure welding itself was developed at the E. O. Paton Electric Welding Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine mainly for pipes and pipe fittings. A significant contribution to the development of induction pressure welding was made by V. K. Lebedev, O. S. Pismennyi, V. D. Tabelev, M. E. Shinlov [1]. The application of induction pressure welding to solid products such as rods or parts with a developed cross-sectional area has not been fully researched. At the same time, the main task of improving the pressure induction welding process is to create the necessary uniform heating in the weld seam and in the spike zone in the ‘inductor-product’ system, and to obtain a joint which is formed in the solid phase, with common grains and minimal the possible seam thickness, after performing the deposition. Minimal residues of the reaction products of the activating substance during the welding process must be squeezed out of the cross-section of the weld when deposited in the grid and peripheral areas.The use of 18XFC solder as an activating substance during the butt-pressure induction welding process was tested on model samples. The chemical composition of this solder was studied. The main technological factors of the process of induction butt welding of model samples were determined, as well as the mechanical parameters of the resulting welded joints, and metallographic studies of the metal of the welded joint were carried out. It was established that solder residues in the form of eutectics were not detected in the obtained welded joints of the model samples. However, according to the results of metallographic studies, no hardening structures were found in the weld

Content

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Content

Publishing page

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Publishing page

The deformation behaviour of the long-term exploited pipelines in simulated soil electrolytes imitates

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: The deformation behaviour of the long-term exploited pipelines in simulated soil electrolytes imitates Автори: Побережний, Любомир; Poberezhnyi, Liubomyr Короткий огляд (реферат): Досліджено деформаційну поведінку сталей магістральних трубопроводів 17ГС та 19Г, які перебували в експлуатації понад 40 років, у середовищах, що імітують ґрунтові електроліти. У процесі тривалої експлуатації сталі труб накопичують мікродефекти, що спричиняють деградацію фізико- механічних властивостей. Особливу небезпеку становлять ділянки трубопроводів, розташовані в нестабільних ґрунтах або місцях із пошкодженим антикорозійним покриттям. Для оцінювання стійкості матеріалу до деформацій проведено серію корозійно-механічних випробувань на спеціальних зразках за різних рівнів навантаження (330, 420, 510 МПа). Результати свідчать, що після 41 року експлуатації сталь демонструє зростання деформації до 30% в агресивних середовищах. Абсолютне збільшення деформації становить 3–7%, що є допустимим, однак це свідчить про потенційне зниження несучої здатності. Найнебезпечнішими середовищами виявилися SEI2 (0.05 М NaCl), SEI5 і SEI6 (змішані хлоридно-сульфатні електроліти), які спричинили прискорену деформацію й посилену нестабільність процесу. Сталь 17ГС менш чутлива до деградації, ніж 19Г, що пояснюється відмінностями в хімічному складі та структурі. Зокрема, у сталі 19Г на початковому етапі деформація відбувається на 20–30% швидше. Встановлено, що воднева деградація й накопичення локальних пошкоджень можуть значно знизити термін експлуатації. Водень, проникаючи в мікропорожнини та дефекти, сприяє окрихченню металу, що особливо критично в умовах несподіваних перевантажень – природних катаклізмів, воєнних дій чи аварій. Дослідження вказують на необхідність урахування мультифакторного впливу – механічних навантажень, довготривалої експлуатації, середовища з високою корозійною агресивністю та дії водню. Усі ці фактори в сукупності визначають рівень експлуатаційного ризику. Запропоновано використовувати нахил фінального відрізка кривої деформації як індикатор для прогнозування вичерпання ресурсу трубопроводу; Pipeline transportation of hydrocarbon energy is one of the cheapest and most environmentally friendly transport methods. In the context of the green energy transition and implementing ambitious plans to reduce carbon emissions. The issue of optimal future use of the released pipeline capacities arises. One promising option is to use existing pipeline networks to transport green hydrogen and methane-hydrogen mixtures. The pipeline steel is subject to defect accumulation during long-term operation, which causes degradation of physical and mechanical properties. The influence of operational degradation on the resistance to deformation of 19G and 17GS pipe steels in soil electrolytes of different chemical compositions was studied. It is shown that the strain growth in corrosive environments can be up to 30%, which will increase operational risks, especially in areas that run in structurally unstable soils. At the same time, the absolute values of the strain increase are in the range of 3...7% and are not very dangerous since they are within the range of tolerable damage. In the future, it will be advisable to study in more detail the behaviour of pipe steels after long-term operation in the environment of hydrogen gas and methane-hydrogen mixtures to assess the prospects for using existing pipelines for their transportation

SWAP metrics optimization in mobile face anti-spoofing systems using knowledge distillation

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: SWAP metrics optimization in mobile face anti-spoofing systems using knowledge distillation Автори: Стець, Остап; Коноваленко, Ігор Володимирович; Stets, Ostap; Konovalenko, Ihor Короткий огляд (реферат): Для захисту від підміни обличчя (FAS) на мобільних пристроях потрібні моделі, які є не лише точними, але й швидкими, легкими та енергоефективними – інкапсульованими показниками SWAP (швидкість, вага, точність, енергоспоживання). Досліджено, як дистиляція знань може оптимізувати ці показники SWAP для нейронних мереж у FAS. Великі, високопродуктивні моделі вчителів дистилюються у компактні моделі учнів, які зберігають високу точність, суттєво зменшуючи вагу моделі та покращуючи швидкість роботи. Крайні дослідження показали, що дистильовані моделі FAS можуть досягти точності на рівні з найсучаснішими мережами, але зі значно меншими обчислювальними витратами, що робить можливим мобільне розгортання в режимі реального часу. Наведено практичні формули для втрат у дистиляції знань та порівняльні оцінки моделей за критеріями SWAP. Зроблено висновок, що дистиляція знань створює легкі моделі FAS, які ефективно працюють на мобільних платформах (наприклад, досягнення майже в 7 разів швидшої роботи для дистильованої моделі з менш ніж 1 млн параметрів та з точністю приблизно 99% від викладацької), споживаючи при цьому набагато меншу частку енергії пристроюОкреслено майбутні напрямки досліджень, включаючи мультимодальну дистиляцію та адаптивні архітектури, які могли б ще більше сприяти оптимізації показників SWAP у цій галузі; Face anti‐spoofing (FAS) on mobile devices demands models that are not only accurate but also fast, lightweight, and energy‐efficient – encapsulated by SWAP metrics (Speed, Weight, Accuracy, Power consumption). This paper investigates how knowledge distillation can optimize these SWAP metrics for neural networks in FAS. Large, high‐performing teacher models are distilled into compact student models that retain high accuracy while drastically reducing model weight and improving inference speed. Latest researches have shown that distilled FAS models can achieve accuracy on par with state‐of‐the‐art networks but with significantly lower computational cost, making real‐time mobile deployment feasible. The paper presents practical formulas for the knowledge distillation loss, comparative evaluations of models on SWAP criteria. It is concluded that knowledge distillation produces lightweight FAS models that run efficiently on mobile platforms (e.g., achieving nearly 7× faster inference for a distilled model with less than 1 M parameters, at approximately 99% of the teacher’s accuracy) while consuming a fraction of the power. In this article we outline future research directions – including multi-modal distillation and adaptive architectures, that could further push SWAP metrics optimization in this field

Deformation behavior simulation of a sub-rafter welded truss

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Deformation behavior simulation of a sub-rafter welded truss Автори: Ковальчук, Ярослав Олексійович; Шингера, Наталія Ярославівна; Шингера, Макар; Kovalchuk, Yaroslav; Shynhera, Natalya; Shynhera, Makar Короткий огляд (реферат): Досліджено прогин зварної підкроквяної ферми при дії на вузли верхнього пояса зовнішніх статичних навантажень. Натурний силовий та комп’ютерний моделюючий експерименти виконано на фізичній моделі прямокутної підкроквяної зварної ферми з розмірами 2000х400 мм, виготовленої з кутникового профілю 40х40х4 мм зі сталі ВСт3пс. Конструкцію фізичної моделі розроблено з дотриманням класичних принципів теорії подібності. Схема базування й навантажування фізичної моделі відповідає умовам експлуатації підкроквяної ферми. За результатами натурного силового та комп’ютерного моделюючого експериментів отримано чисельну та графічну інформаційні бази про величину прогину досліджуваної конструкції при її зовнішньому навантажуванні від 2,5 кН до 45 кН. Виявлено, що при таких навантаженнях прогин досліджуваної конструкції є в лінійній залежності з прикладеними до ферми зусиллями. При цьому результати, отримані комп’ютерним моделюючим експериментом, співпадають з результатами прямого силового експерименту на рівні 94,2%. Крім того, комп’ютерним моделюючим експериментом досліджено деформаційну поведінку фізичної моделі ферми за межами лінійного діапазону її деформування й визначено напруження вздовж нижнього пояса. Виявлено, що максимальні напруження локалізуються у приопорних вузлах на нижньому поясові ферми. Визначено граничні навантаження на ферму, що зумовлюють формування граничного стану конструкції. Використану методику комп’ютерного моделювання параметрів напружено-деформівного стану підкроквяної зварної ферми, прийняті при моделюванні параметри скінченно-елементної моделі та отримані результати досліджень доцільно застосовувати для визначення конструктивних параметрів елементів фермових конструкцій при їх проєктуванні. Це забезпечить високу достовірність отриманих результатів, а, отже, потрібну тримкість зварних підкроквяних ферм упродовж їх експлуатації; The deflection of a welded sub-rafter truss under external static loads applied to the nodes of the upper chord was investigated. Experimental force testing and computer simulation experiments were conducted on a physical model of the truss with dimensions of 2000x400 mm. Based on the study results, numerical and graphical data sets were obtained regarding the deflection of the investigated truss under external loads ranging from 2.5 kN to 45 kN. The results from the computer simulation closely matched those from the experimental force testing, with a 94.2% correlation, indicating linear deformation behavior. Furthermore, computer modeling was used to study the truss's deformation behavior under higher loads, identifying the locations of maximum stress concentration. The study also determined the load limits that induce the structure's ultimate state. The methodology and findings are recommended for designing such trusses to ensure high accuracy in results, thus providing the necessary durability of welded sub-rafter trusses throughout their service life

Title

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Title

Study of the performance efficiency parameters of a potato planting machine

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Study of the performance efficiency parameters of a potato planting machine Автори: Бабій, Андрій Васильович; Блащак, Богдан; Babii, Andrii; Blashchak, Bohdan Короткий огляд (реферат): Вирощування картоплі має складний технологічний процес виробництва, який сповнений великою питомою часткою ручної праці. Особливо це є вираженим при посадці картоплі у невеликих господарствах. Причиною є недостатній рівень механізації технологічних операцій, що спонукає дослідників продовжувати пошук нових та ефективних конструкції картоплепосадкових машин. Основним напрямком таких досліджень є пошук раціональної та простої конструкції картоплепосадкового апарату, а саме, вичерпуючого апарату. Тому в роботі запропоновано нову конструкцію вичерпуючого апарату барабанного типу, який буде в системі картоплепосадкової машини, що працює за запатентованим способом посадки картоплі. Особливістю запропонованої конструкції вичерпуючого барабану є те, що його вичерпуючі комірки розміщені радіально та обмежені двома дисками. Комірки проходять під невеликим шаром картоплі, що дозволяє їм гарантовано заповнюватися насінням. Але разом з тим виникає проблема виносу одиночної картоплини до насінепровода і сошника. Тому для такого апарата було обґрунтовано його кінематичні параметри, що забезпечують заданий крок посадки, який дискретно змінюється та становить 0,218 м, 0,242 м, 0,267 м, 0,291 м. Такий крок забезпечується при сталому передаточному числі 1.8 частот обертання вала опорно-приводних коліс і вала посадкових апаратів та за рахунок спеціально розробленого колеса змінного діаметра. Розглядаючи умови виносу одиночної картоплини комірками посадкового апарату, встановлено, що за умови зісковзування «зайвої» картоплини з «основної», що виноситься коміркою, кут повороту барабана відносно вертикальної осі для розглядуваної комірки повинен складати при найменшій частоті обертання – 97,40; при максимальній частоті –100,80. При розгляді умови, коли «зайва» картоплина буде обкочуватися по «основній» та втримуватися за рахунок моменту заклинювання, який виникає від сили тертя, встановлено, що її випадання можливе до межі збільшення нормальної сили на стінку комірки, яка складає приблизно 0,3 ваги «зайвої» картоплини. В іншому випадку обидві картоплини рухатимуться разом, до моменту співударяння «зайвої» картоплини з нижнім обмежувачем барабана, що утворює направляючий канал. Таким чином, отримані значення кінематичних та конструктивних параметрів посадкового барабана дозволяють підібрати раціональний кінематичний режим роботи даного апарату та забезпечити якісний процес посадки картоплі; This paper proposes a new design of a potato planter based on a scoop drum. In the study of individual performance parameters of the drum, its kinematic parameters have been substantiated for the first time. A feature of the proposed design is that the torque to the scoop drum is transmitted with a constant gear ratio, and the planting step of the potatoes is adjusted by changing the diameter of a variable-diameter wheel. As a result of calculations, the rotational frequency of the planting drum was established depending on the planting step of the potatoes and the translational speed of the unit. A model was constructed based on which the rotation angles of the drum cells were calculated under the condition of ejecting a single potato during its transportation to the furrow opener. The obtained results form the basis for substantiating other structural elements of the potato planter

Development of hybrid intelligent systems for decision support in complex software projects

2025-05-20T00:00:00Z

Назва: Development of hybrid intelligent systems for decision support in complex software projects Автори: Іванина, Влад; Опалько, Олег; Ivanyna, Vlad; Opalko, Oleg Короткий огляд (реферат): У сучасних умовах цифрової трансформації та зростання складності управління програмними проєктами особливої актуальності набуває створення інтелектуальних систем підтримання прийняття рішень. Запропоновано підхід до побудови гібридної інтелектуальної системи, яка інтегрує методи штучного інтелекту, аналізу великих даних, агентного моделювання та гнучкі методології управління проєктами. Основна увага приділена адаптації системи до динамічних змін середовища та високого рівня невизначеності, що притаманні сучасним ІТ-проєктам. Запропоновано нові алгоритми, здатні підтримувати ефективне прийняття рішень в умовах обмеженого часу, змін вимог замовника та технологічної складності. Під час моделювання встановлено, що розроблена система дозволяє знизити ризики реалізації програмних проєктів на 22% та підвищити точність планування й вибору оптимальних управлінських рішень на 18%. Особливу увагу приділено здатності системи забезпечувати гнучке перепланування ресурсів і завдань у режимі реального часу. Результати дослідження підтверджують доцільність застосування гібридного підходу, який поєднує машинне навчання, опрацювання природної мови, нейронні мережі, продукційні правила та генетичні алгоритми. Це забезпечує не лише аналітичне підтримання, але й пояснюваність рішень, що підвищує довіру користувачів. Практичне впровадження таких систем може суттєво підвищити якість, керованість та ефективність складних програмних проєктів в умовах швидкоплинного ІТ-ринку. Система забезпечує масштабованість для адаптації до різних типів проєктів. Застосування таких підходів сприяє розвитку інноваційних технологій у сфері управління. Особливу цінність система має для команд, що працюють у розподіленому середовищі. У подальшому планується розширення функціональності з урахуванням нових викликів галузі.; In today’s world, where the complexity of software projects is constantly increasing, the development of hybrid intelligent systems for decision support is becoming extremely relevant. This research presents novel models and methods aimed at enhancing the decision-making process in complex software projects. A hybrid intelligent decision support system was developed by integrating agent-based modeling, data-driven analytics, and agile project management principles. It has been shown that the proposed system improves decision accuracy by 18% and reduces project-related risks by 22% compared to conventional project management approaches. New algorithms for decision-making under uncertainty and complexity were developed and tested in simulated environments. The results obtained demonstrate the adaptability and effectiveness of the hybrid approach in dynamic project conditions. It was also established that combining artificial intelligence techniques with traditional methodologies enables faster response to changes in requirements and technology. Hence, the study confirms the feasibility and efficiency of hybrid intelligent systems in supporting managerial decisions throughout the entire software project lifecycle. The findings can be applied to improve project planning, risk mitigation, and overall project quality. This research contributes to the theoretical and practical advancement of decision support systems in the field of software engineering

Інтеграція ройового інтелекту та кордонних обчислень для автономної роботи кількох дронів

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Інтеграція ройового інтелекту та кордонних обчислень для автономної роботи кількох дронів Автори: Романюк, Леонід; Чихіра, Ігор Вікторович; Тулайдан, Галина; Головко, Андрій; Romaniuk, Leonid; Chykhira, Ihor; Tulaidan, Halyna; Holovko, Andrii Короткий огляд (реферат): Представлено адаптивний алгоритм PSO (Particle Swarm Optimization – оптимізація роїв частинок) як основу для підходу до ройового інтелекту в операціях з кількома БПЛА. Традиційну формулу PSO для оновлення швидкості та положення частинок було змінено, щоб включити стратегію варіації від Differential Evolution (DE), що дозволяє БПЛА динамічно коригувати свої траєкторії. Інтеграція глибокого навчання з підкріпленням (DRL) додатково підвищує здатність моделі оптимізувати розвантаження завдань і розподіл обчислень, гарантуючи, що БПЛА функціонують як ефективні периферійні вузли. Проведено експериментальне оцінювання запропонованого методу PSO-Edge порівняно з іншими методами машинного навчання, зокрема випадковим лісом (RF) і методом опорних векторів (SVM). Експериментальна установка включала симуляційне середовище, де БПЛА було поставлено завдання контролювати дані та виконувати місії над визначеною територією. Апаратне забезпечення включало процесор IntelXeonGold 6248R, 128 ГБ оперативної пам’яті та графічний процесор NVIDIATeslaV100 із моделюванням, виконаним за допомогою Python 3.8. Запропонований алгоритм PSO-Edge продемонстрував високу продуктивність за кількома показниками: скорочення часу виконання завдання на 42,1 хвилини порівняно з RandomForest і SVM; досягнення найнижчого енергоспоживання на завдання – 28,9 Wh; демонстрація ефективного зв'язку з найменшою затримкою в 0,15 секунди; досягнення найвищої точності виконання завдання в 96%. Результати підтверджують, що метод PSO-Edge перевершує традиційні підходи машинного навчання за ефективністю виконання завдань, енергоспоживанням, затриманням зв’язку та точністю. Це підкреслює переваги інтеграції периферійних обчислень з алгоритмом PSO, створюючи його як надійне вирішення для операцій з кількома БПЛА. Отримані результати мають значні наслідки для оптимізації додатків на основі БПЛА, особливо в середовищах, що вимагають динамічної адаптації та ефективного управління ресурсами; This study presents an adaptive PSO (Particle Swarm Optimization) algorithm as the foundation for a swarm intelligence approach in multi-UAV operations. The traditional PSO formula for particle velocity and position updates was modified to incorporate a variation strategy from Differential Evolution (DE), enabling UAVs to dynamically adjust their trajectories. The integration of deep reinforcement learning (DRL) further enhances the modelʼs ability to optimize task offloading and computational distribution, ensuring that UAVs function as efficient edge nodes. An experimental evaluation was conducted to assess the proposed PSO-Edge method compared to other machine learning techniques, specifically Random Forest and Support Vector Machine (SVM). The experimental setup involved a simulation environment where UAVs were tasked to monitor data and execute missions over a defined area. The hardware included an Intel Xeon Gold 6248R CPU, 128 GB RAM, and an NVIDIA Tesla V100 GPU, with the simulation executed using Python 3.8. The proposed PSO-Edge algorithm demonstrated superior performance across multiple metrics: reducing task completion time by 42.1 minutes compared to Random Forest and SVM; achieving the lowest energy consumption per task at 28.9 Wh; demonstrating efficient communication with the least latency at 0.15 seconds; and achieving the highest task accuracy at 96%. The results confirm that the PSO-Edge method outperforms traditional machine learning approaches in task efficiency, energy consumption, communication latency, and accuracy. This highlights the benefits of integrating edge computing with the PSO algorithm, establishing it as a robust solution for multi-UAV operations. The findings have significant implications for optimizing UAV-based applications, particularly in environments requiring dynamic adaptation and efficient resource management

Обгрунтування вибору компонентів системи захисту аерокосмічного транспортного засобу

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Обгрунтування вибору компонентів системи захисту аерокосмічного транспортного засобу Автори: Іскра, Олександр; Плісецька, Еліна; Лобунько, Олександр; Iskra, Olexandr; Plisetska, Elina; Lobunko, Olexandr Короткий огляд (реферат): Проєктування аерокосмічних транспортних засобів – складна науково-технічна задача, в ході розв’язування якої необхідно враховувати можливу дію факторів на конструктивні елементи й системи, і закладати в концепцію апарату засоби його захисту й забезпечення функціонування в очікуваних умовах застосування. Представлено результати огляду останніх наукових досліджень щодо покращення розуміння умов роботи та обґрунтування вибору варіантів і конструкційних матеріалів елементів системи захисту аерокосмічного транспортного засобу. Сучасний етап науково-технічних досліджень проєктантів все більше залежать від комп’ютерного моделювання очікуваних умов роботи об’єктів розроблення й виготовлення. Комп’ютерні моделі широко використовуються для створення й оцінювання ефективності різних концепцій моніторингу технічного стану і захисту аерокосмічних систем, а також для подолання суттєвих проблем на різних етапах проєктування систем захисту. Розглянуто і враховано відомі характеристики сучасних аерокосмічних транспортних засобів багаторазового використання. Побудовано твердотільну комп’ютерну модель прототипу, яка відображає основні геометричні розміри, форми й елементи аерокосмічного транспортного засобу. Проведено розрахунковий експеримент роботи елементів пасивної системи теплового захисту моделі прототипу на етапі атмосферного спуску при варіації висоти й швидкості. Модель зовнішньої поверхні досліджуваного об'єкта дискретизовано на елементи з однорідними температурними полями. На основі отриманих даних моделювання запропоновано варіанти конструкції елементів системи теплового захисту. Для обґрунтування обрису систем захисту аерокосмічних об’єктів запропоновано методику розрахунково-аналітичних досліджень. Результати досліджень можливо використати в процесі проектування й досліджень перспективних систем захисту аерокосмічних транспортних засобів багаторазового використання.; During operation, aerospace vehicles are exposed to various factors specific to the external environment. The design of aerospace vehicles is a complex scientific and technical task, during the solution of which it is necessary to take into account the possible effect of factors on the structural elements and systems of the apparatus, and to include in the concept of the apparatus the means of its protection and ensuring its functioning in the expected conditions of use. This article presents the results of a review of the latest scientific research on improving the understanding of operating conditions and substantiating options for the elements of the aerospace vehicle protection system. Designers increasingly rely on computer modeling to assess the operating conditions of the objects they design and manufacture. Computer models are widely used to create and evaluate the effectiveness of various concepts of monitoring the technical condition and protection of aerospace systems, as well as to overcome significant problems at various stages of designing protection systems. The model of the object under study is discretized into elements with a uniform temperature field. Modeling and analysis were performed using specialized software, which is designed for the formation of a finite element model, performing all necessary calculations, presenting the results for further analysis and improving the properties of research objects

Модернізація конструкції азимутального привода антенної системи

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Модернізація конструкції азимутального привода антенної системи Автори: Паламар, Михайло Іванович; Наконечний, Юрій Іванович; Паламар, Андрій Михайлович; Стрембіцький, Михайло Олексійович; Апостол, Юрій Орестович; Palamar, Mykhailo; Nakonetchnyi, Yuri; Palamar, Andriy; Strembitskyi, Mykhailo; Apostol, Yurij Короткий огляд (реферат): Наведено результати удосконалення конструкції азимутального приводу антенної системи «Кристал-5м», який призначений для наведення рефлектора антени по азимутальній осі. Антенні системи «Кристал-5м» експлуатуються з кінця 80-х років минулого століття і за цей період деякі їх вузли та механізми виробили свій ресурс або повністю втратили працездатність. Крім цього, з розвитком систем космічного зв’язку, радіомоніторингу та ін. виникає необхідність у покращенні деяких їх технічних характеристик. Наведено результати проєктування удосконаленої конструкції азимутального приводу, в якому в якості двигунів застосовані надійні й недорогі асинхронні електродвигуни з частотним керуванням швидкості обертання й планетарні редуктори, які серійно виготовляють вітчизняні підприємства. Застосування розробленого азимутального приводу дозволяє швидко й відносно недорого відновити працездатність антенної системи «Кристал-5м», а також збільшити швидкість наведення по осі AZ з 4 град/с до 15 град/с, суттєво спростити конструкцію та зменшити вагу приводу. В розробленій конструкції застосовано два абсолютно ідентичних приводи, що обертають опорно-поворотний пристрій антени навколо азимутальної осі. Ці приводи працюють синхронно й паралельно. Оскільки абсолютно однакових механізмів не буває, то втрати на тертя й крутні моменти цих приводів, як свідчить практика, будуть, хоч незначно, але відрізнятися. Тоді бокові зазори в зубчастому зачепленні, що обертає антену по осі AZ, будуть вибиратися через різницю крутних моментів на шестірнях обох приводів. Фактично ці два приводи, що працюють паралельно, крім основного призначення виконують ще й функцію люфтовибираючого механізму. Отже, застосування розробленого азимутального приводу дає можливість відмовитися від штатного спеціального люфтовибираючого торсіонного механізму з електромагнітним гальмом і двома конічними редукторами. Це дало змогу суттєво спростити конструкцію приводу, зменшити його вартість і підвищити надійність; This paper presents the results of modernization an improved design of the azimuth drive, in which reliable and inexpensive asynchronous electric motors with frequency control of rotation speed and planetary gearboxes, which are serially manufactured by domestic enterprises, are used as engines. The use of the developed azimuth drive allows to quickly and relatively inexpensively restore the performance of the antenna system, as well as increase the speed of pointing along the azimuth axis from 4 degrees/s to 15 degrees/s, significantly simplify the design and reduce the weight of the drive

Використання навчання з підкріпленням для оптимізації стратегії архівування даних для програмного сервера

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Використання навчання з підкріпленням для оптимізації стратегії архівування даних для програмного сервера Автори: Гарасівка, Андрій; Лупенко, Анатолій Миколайович; Harasivka, Andrii; Lupenko, Anatolii Короткий огляд (реферат): Ефективне стиснення даних є критично важливим компонентом сучасних систем резервного копіювання даних, особливо в середовищах із різними типами файлів і різними функціями продуктивності. Резервне копіювання захищає критично важливі дані програмного сервера від неочікуваних збоїв, таких як апаратні збої, помилки програмного забезпечення або кібератаки, забезпечуючи безперервність роботи бізнесу. Надійні стратегії резервного копіювання необхідні для відновлення критично важливих систем і служб, забезпечення безперервності роботи в разі збоїв інфраструктури. Багато галузей підтримують безпечне резервне копіювання даних відповідно до правових і нормативних вимог щодо захисту даних та конфіденційності. На основі аналізу експериментальних даних запропоновано новий підхід до навчання з підкріпленням, використовуючи модель проксимальної політики оптимізації для динамічної оптимізації стратегії архівування даних, яка є частиною систем резервного копіювання. Модель навчена передбачати найефективнішу комбінацію параметрів стиснення на основі атрибутів файлів у цільовій файловій системі, вивчаючи стан середовища та скалярну безпосередню винагороду і час резервного копіювання даних для конкретних файлів. Цей адаптивний підхід дозволяє моделі приймати рішення в режимі реального часу, пристосовані до варіацій робочого навантаження програмного сервера. Пропонований підхід дає змогу реалізувати операції резервного копіювання різних типів файлів з певною комбінацією параметрів стиснення. При цьому модель, навчаючись, оцінює винагороду та коригує політику для максимізації своєї ефективності прогнозування. Для оцінювання результатів експерименту необхідно виконати резервне копіювання зі всіма можливими комбінаціями параметрів стиснення, щоб визначити максимальну можливу винагороду для кожної комбінації параметрів стиснення. Максимальна винагорода використовується для порівняння з винагородою моделі в процесі оцінювання моделі. Наголошено на потенціалі машинного навчання для автоматизації та оптимізації завдань резервного копіювання даних, надаючи оптимізоване рішення для високопродуктивних систем або середовищ із частим записуванням даних. Отримані результати сприятимуть покращенню програмного забезпечення та роботи DevOps спеціалістів, а також зменшать використання дискового простору та час резервного копіювання для даних програмного сервера; Efficient data compression is a critical component of modern data backup systems, particularly in environments with diverse file types and different performance features. Backups safeguard critical application server data against unexpected failures, such as hardware malfunctions, software bugs, or cyberattacks, ensuring business continuity. Many industries maintain secure data backups to meet legal and regulatory requirements, ensuring loyalty to data protection and privacy laws. However regular backup solutions are often unable to adapt effectively to the changing data of the application server. This paper proposes a novel reinforcement learning (RL) approach using the Proximal Policy Optimization (PPO) model to dynamically optimize data archiving strategy, which is part of backup systems. The model is trained to predict the most efficient combination of compression parameters based on the attributes of files in the target file system. By learning from file-specific observations and rewards, it adapts to work in a backup-specific environment to minimize consumed disk storage and backup time. This adaptive approach enables real-time decision-making tailored to workload variations of the application server environment. The proposed solution performs backup operations across various file types and configurations for the learning phase, where the model evaluates and adjusts policy to maximize its efficiency. To evaluate the results another client should perform all possible combinations of action parameters to determine all possible observations and rewards. The rewards are compared to decisions made by the proposed solution to ensure PPO model has correct and best possible predictions during the evaluation phase. This study highlights the potential of RL in automating and optimizing data backup tasks, providing a scalable solution for high-performance systems or environments with frequent data writes. The results obtained contribute to improving the software backup systems and DevOps specialists' work and reduce disk storage consumption and time elapsed for backup tasks for the application server

Отримання інформативних даних для когнітивних програмних систем на основі науки про дані

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Отримання інформативних даних для когнітивних програмних систем на основі науки про дані Автори: Брик, Олександр; Пастух, Олег Анатолійович; Bryk, Oleksandr; Pastukh, Oleh Короткий огляд (реферат): В епоху технологій даних для медичних діагностичних когнітивних програмних систем тримано нові інформативні дані на основі топологічного аналізу даних у вигляді чисел Бетті. Ці нові інформативні дані можна застосовувати для медичних діагностичних когнітивних програмних систем і отримувати вищу точність діагностики нейродегенеративних захворювань. Це надзвичайно важливо, оскільки від їх точності залежить вибір протоколу лікування пацієнта. Вища точність функціонування медичних діагностичних когнітивних програмних систем досягається завдяки тому, що нові інформативні дані є топологічними даними, які у своїх значеннях враховують природу топологічної структури експериментально виміряних даних у вигляді електроенцефалографічних (ЕЕГ) сигналів, що характеризують активність роботи головного мозку пацієнта. На основі експериментальних даних – ЕЕГ сигналів та методів науки про дані топологічного аналізу даних отримано нові інформативні топологічні дані для розроблення високоточних медичних діагностичних когнітивних програмних систем у неврології. В основі наукового підходу використано методи та аналітичні техніки алгебраїчної топології, зокрема теорії категорій та симплиціальної геометрії (симплеціальних комплексів). Зокрема, топологічні дані – числа Бетті, які отримані на основі топологічного аналізу даних над експериментально виміряними ЕЕГ сигналами головного мозку людини являють собою кількість симплексів із дирками різної вимірності Вієторіс-Ріпс симплеціального комплексу. Для відбору ЕЕГ сигналів у дослідженні використано 16-ти канальний комплекс електроенцефалографічний НЕЙРОКОМ виробника медичного обладнання ХАІ-МЕДИКА. Результати вимірювань ЕЕГ сигналів мали вигляд двовимірних масивів. Індекси рядків інтерпретувалися як моменти часу вимірювань електроенцефалографом електричної активності мозку. індекси колонок інтерпритувалися, як канали (електроди) електроенцефалографа. Над кожним рядком таких двовимірних масивів виконано топологічний аналіз даних – хмара точок, яка утворена каналами електроенцефалографа. У фіксований момент часу вона перетворювалася в симплиціальний комплекс, у вершинах якого розташовані електроди електроенцефалографа; In the era of data technologies for medical diagnostic cognitive software systems, new informative data has been obtained based on topological data analysis in the form of Betti numbers. These new, more informative data can be applied to medical diagnostic cognitive software systems and obtain a higher accuracy in the diagnosis of neurodegenerative diseases, which is extremely important, since the choice of a patient's treatment protocol depends on their accuracy. The higher accuracy of the functioning of medical diagnostic cognitive software systems is achieved due to the fact that new informative data are topological data, which in their values take into account the nature of the topological structure of experimentally measured data in the form of electroencephalographic (EEG) signals characterizing the activity of the patient's brain. On the basis of experimental data - EEG signals and methods of data science - topological data analysis, new more informative topological data were obtained for the development of high-precision medical diagnostic cognitive software systems in neurology. The scientific approach is based on the methods and analytical techniques of algebraic topology, in particular, the theory of categories and simplicial geometry (simplicial complexes). In particular, topological data – Betti numbers, obtained on the basis of topological analysis of data on experimentally measured EEG signals of the human brain, represent the number of simplexes with holes of different dimensions of the Vietoris- Rips simplex complex

Математичне моделювання продуктивності освітлювача для коагуляції води

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Математичне моделювання продуктивності освітлювача для коагуляції води Автори: Дубиняк, Тарас Степанович; Микулик, Петро Миколайович; Невожай, Володимир; Буховець, Валерій Миколайович; Лепкий, Тарас; Dubyniak, Taras; Mykulyk, Petro; Nevozhai, Volodymyr; Bukhovets, Valeriy; Lepkyi, Taras Короткий огляд (реферат): Представлено комплексний аналіз продуктивності відстійників, який наголошує на важливості геометричних параметрів, швидкості висхідного потоку й характеристик осаду у визначенні ефективності системи. Завдяки розробленні математичних виразів можна прогнозувати поведінку сепараторів за різних умов експлуатації, що полегшує про активне управління системою. Ключовим фактором для підтримання стабільної продуктивності освітлювача є оптимізація температурних режимів, дозування реагентів і параметрів осаду. Запропонована система управління підвищує ефективність коагуляції, дозволяючи своєчасно регулювати ці параметри, забезпечуючи стабільну роботу. Розроблено експериментальну методику для визначення оптимальних дозувань реагентів, включаючи коагулянти, флокулянти та хлор, а також температурних режимів, які забезпечують максимальне очищення води. Такий підхід забезпечує відтворюваність і точність результатів Ретельно досліджено такі показники роботи освітлювача, як каламутність освітленої води, концентрація завислих речовин та швидкість осідання осаду. Встановлено залежність цих показників якості від температури, дозування реагентів та конструктивних особливостей освітлювача. Підтримання стабільних гідравлічних умов має вирішальне значення, оскільки різкі коливання потоку можуть призвести до винесення осаду. Рекомендовано автоматичне або ручне регулювання висоти мулового фільтра залежно від конкретних умов експлуатації. Крім того, для підтримання оптимальної якості води необхідно регулювати режими роботи відстійників відповідно до різних типів води та сезонних коливань. Отримані рівняння не тільки полегшують оцінювання продуктивності, але й оцінюють функціональність відстійника в критичних умовах, формуючи основу для майбутніх удосконалень конструкції та автоматизації відстійників; This study explores the performance optimization of clarifiers by examining geometric parameters, flow velocity, and sludge characteristics. Mathematical models predict system behavior under various conditions, aiding in stable operation through optimized temperature, reagent dosing, and sludge management. An experimental approach identifies optimal reagent and temperature settings for water purification, ensuring consistent results. Key performance indicators-water turbidity, suspended solids concentration, and sludge settling velocity-are linked to operational variables. Maintaining stable hydraulics is critical to prevent sludge carryover. The proposed equations facilitate performance evaluation and guide further clarifier design and automation improvements

Зміст

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Зміст

Аналіз процесу руху матеріалу в шнековому конвеєрі

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Аналіз процесу руху матеріалу в шнековому конвеєрі Автори: Барановський, Віктор Миколайович; Карп, Іван; Сало, Ярослав; Береженко, Богдан Миколайович; Марущак, Петро; Baranovsky, Viktor; Karp, Ivan; Salo, Yaroslav; Berezhenko, Bohdan; Marushchak, Petro Короткий огляд (реферат): Шнекові конвеєри, як універсальний транспортний засіб застосовуються для переміщення, подрібнення, змішування, дозування різних матеріалів, у тому числі й продуктів аграрного виробництва – зерна, коренеплодів, кормових сумішей тощо. Підвищення технологічної ефективності їх використання досягається шляхом конструктивного удосконалення та оптимізації раціональних параметрів і режимів роботи, що є актуальною науковою проблемою. Шнековий транспортер-подрібнювач реалізовано на основі поєднання транспортного шнека та встановлених різальних ножів- подрібнювачів на напрямній трубі шнекового конвеєра. Мета роботи – розширення функціональних спроможностей шнекових конвеєрів за рахунок поєднання суміжних технологічних операцій подрібнення та переміщення коренеплодів у одну операцію шляхом розроблення комбінованого робочого органа. Завдання дослідження – розроблення математичної моделі, яка описує кінематично-динамічні процеси руху потоку подрібнених коренеплодів по спіральному витку шнека взовж осьової лінії його обертання. У цьому аспекті розглянуто два випадки переміщення тіла подрібнених коренеплодів робочими органами шнекового транспортера-подрібнювача: тіло подрібнених коренеплодів рухається по робочій поверхні спірального витка без контакту з внутрішньою поверхнею напрямної труби – І випадок; тіло подрібнених коренеплодів рухається одночасно по робочій поверхні спірального витка та внутрішній поверхні напрямної труби – ІІ випадок. Отримані аналітичні значення реакції в’язі робочої поверхні спірального витка та реакції в’язі робочої поверхні напрямної труби шнекового конвеєра та рівняння руху тіла подрібнених коренеплодів для І та ІІ випадків переміщення подрібнених частин коренеплодів є основою для подальшого проведення аналітичних розрахунків з метою обгрунтування та оптимізації основних конструктивно-кінематичних параметрів і режимів роботи робочих органів транспортера-подрібнювача; Screw conveyors, as a universal vehicle, are used for moving, grinding, mixing, dosing of various materials, including products of agricultural production – grain, root crops, fodder mixtures, etc. Increasing the technological efficiency of their use is achieved through constructive improvement and optimization of rational parameters and modes of operation, which is an actual scientific problem. The purpose of the work is to expand the functional capabilities of screw conveyors due to the combination of adjacent technological operations of grinding and moving root crops into one operation by developing a combined working body. The task of the research is to develop a mathematical model that describes the kinematic-dynamic processes of the movement of the flow of crushed root crops along the spiral turn of the auger along the axis of its rotation. In this aspect, two cases of movement of the body of crushed root crops by the working organs of the screw conveyor-shredder are considered: the body of crushed root crops moves along the working surface of the spiral coil without contact with the inner surface of the guide pipe – case I; the body of crushed roots moves simultaneously along the working surface of the spiral coil and the inner surface of the guide pipe – case II. The obtained analytical results of the movement of crushed root crops are a further step in the improvement of the methodology of optimizing the rational parameters of the combined screw mechanisms

Для нотаток

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Для нотаток

Вплив сучасних хмарних технологій на ефективність DevOps-процесів

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Вплив сучасних хмарних технологій на ефективність DevOps-процесів Автори: Лучкевич, Михайло; Шаклеіна, Ірина; Дуда, Олексій Михайлович; Luchkevych, Mykhailo; Shakleina, Iryna; Duda, Oleksii Короткий огляд (реферат): Досліджено вплив сучасних хмарних технологій на ефективність DevOps-процесів, що є ключовими для автоматизації, гнучкості та надійності розроблення програмного забезпечення. В умовах стрімкого розвитку інформаційних технологій хмарні платформи відіграють важливу роль у прискоренні процесів розроблення, тестування та розгортання програмних продуктів. Упровадження DevOps у хмарному середовищі дозволяє зменшити час виходу продукту на ринок, підвищити стабільність роботи програмних систем й оптимізувати використання обчислювальних ресурсів, що є критично важливим для сучасних компаній. Розглянуто основні виклики, з якими стикаються DevOps-команди, зокрема необхідність швидкого масштабування інфраструктури, забезпечення безперервної інтеграції та доставки (CI/CD), автоматизації тестування, моніторингу продуктивності та оптимізації витрат. Особлива увага приділена проблемам безпеки, управління конфігурацією та мінімізації людського фактора при впровадженні змін у програмний код. Проведено порівняльний аналіз трьох провідних хмарних платформ – Amazon Web Services, Google Cloud Platform та Microsoft Azure – у контексті їхнього впливу на DevOps-процеси. Оцінено можливості автоматизації, підтримання контейнерних технологій, масштабованості інфраструктури, інструментів моніторингу та інтеграції з CI/CD-конвеєрами. Виявлено, що AWS пропонує найширший набір DevOps- інструментів із високим рівнем автоматизації, що робить її привабливим вибором для організацій, орієнтованих на складні корпоративні рішення. Google Cloud Platform демонструє найкращу підтримку Kubernetes і контейнеризації, що є важливим фактором для команд, які працюють з мікросервісною архітек- турою. Microsoft Azure забезпечує найглибшу інтеграцію з екосистемою Microsoft і є оптимальним вибором для компаній, які використовують Windows-середовище та пов’язані продукти. Експериментальне дослідження показало, що вибір хмарної платформи має суттєвий вплив на швидкість релізних циклів, стабільність розгорненої інфраструктури, можливість швидкого реагування на зміну навантаження та продуктивність DevOps-команд у цілому. Запропоновано рекомендації щодо вибору оптимальної хмарної платформи залежно від специфіки проєкту, масштабу організації, рівня навантаження на систему та вимог до автоматизації; The article investigates the impact of modern cloud technologies on the efficiency of DevOps processes, which are key to the automation, flexibility and reliability of software development. With the rapid development of information technology, cloud platforms play an important role in accelerating software product development, testing and deployment. Implementing DevOps in the cloud environment reduces the time to market, increases the stability of software systems and optimizes the use of computing resources, which is critical for modern companies. This paper discusses DevOps teamsʼ main challenges, including the need to scale infrastructure rapidly, ensure continuous integration and delivery (CI/CD), automate testing, monitor performance, and optimize costs. Particular attention is paid to security problems, configuration management and the human factor minimization when implementing program code changes. A comparative analysis of the three leading cloud platforms - Amazon Web Services, Google Cloud Platform, and Microsoft Azure – is carried out in the context of their impact on DevOps processes. The possibilities of automation, support for container technologies, infrastructure scalability, monitoring tools, and integration with CI/CD pipelines are evaluated. AWS was found to offer the broadest set of DevOps tools with a high level of automation, making it an attractive choice for organizations focused on complex enterprise solutions. Google Cloud Platform demonstrates the best support for Kubernetes and containerization, an essential factor for teams working with microservices architecture. Microsoft Azure provides the most profound integration with the Microsoft ecosystem and is the best choice for companies that use Windows and related products. An experimental study has shown that the choice of a cloud platform significantly impacts the speed of release cycles, the stability of the deployed infrastructure, the ability to respond quickly to changes in load, and the productivity of DevOps teams in general. Recommendations for choosing the optimal cloud platform are proposed depending on the specifics of the project, the scale of the organization, the level of system load, and automation requirements

Результати технічного обстеження Історичного архіву України, що на площі Соборній у Львові

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Результати технічного обстеження Історичного архіву України, що на площі Соборній у Львові Автори: Віхоть, Світлана; Вибранець, Юрій; Гайда, Олексій; Мещерякова, Ольга Михайлівна; Vikhot, Svitlana; Vybranets, Yurii; Gayda, Oleksiy; Meshcheryakova, Olga Короткий огляд (реферат): Висвітлено результати технічного обстеження будівлі Центрального державного історичного архіву України по вул. Соборній, 3а в м. Львові. Будівля збудована близько 1620 р. Пам’ятка архітектури національного значення, вона є складовою архітектурного комплексу, до якого входить і костел бернардинів. Будівля прибудована до північної стіни костелу, а зі сходу оточена мурами з в’їзною вежею. В інтер’єрі збереглися портали XVII ст. і фрагменти розписів XVIII ст. У плані будівля має складну конфігурацію, її корпус охоплює квадратне внутрішнє подвір’я. Споруда мурована з цегли, три- і частково чотириповерхова. Стіни укріплені кам’яними контрфорсами. Відстеження показників технічного стану несучих конструктивних елементів будівлі дає можливість визначати технічний стан окремих елементів та будівлі в цілому [1]. Найчастіше руйнування об’єкта не відбуваються миттєво – для цього потрібен тривалий вплив певних факторів у часі. Вчасно проведені планові обстеження дають можливість встановити безпечність подальшої експлуатації, виявити дефекти на ранніх стадіях та запобігти аварійним технічним станам будівель і споруд [2…5]. Крім того, це може суттєво вплинути на вартість будівельно-монтажних робіт і збільшити термін подальшої безпечної експлуатації. Дуже часто в будівлях, які підлягають обстеженню, прийнято нетипові конструктивні рішення, що складно знайти в сучасній літературі. Доводиться розробляти індивідуальні рекомендації та підходи до вирішення проблеми. При обстеженні Центрального державного історичного архіву України по вул. Соборній у м. Львові виявлено несучі конструктивні елементи, що відносяться до аварійного технічного стану. Аби запобігти руйнуванню всієї будівлі слід усунути виявлені дефекти шляхом підсилення при капітальному ремонті. Запропоновано рекомендації для виведення будівлі з аварійного стану; The article highlights the results of the technical inspection of the Central State Historical Archive of Ukraine building on the 3a Soborna sq., Lviv. The building was built around 1620. It is an architectural monument of national importance and an integral part of the architectural complex, including the Bernardine church. The building is attached to the northern wall of the church, and from the east, it is surrounded by walls with an entrance tower. The portals of the 17th century have been preserved in the interior and fragments of 18th century paintings. In the plan, the building has a complex configuration, and its body covers a square inner courtyard. The building is made of brick, three- and partly four-story. The walls are reinforced with stone buttresses. Tracking indicators of the technical condition of the load -bearing structural elements of the building makes it possible to determine the technical condition of individual elements and the building as a whole [1]. Most often, the destruction of the object does not occur instantly – this requires a long-term influence of certain factors over time. Scheduled inspections carried out in time make it possible to establish the safety of further operation, to detect defects in the early stages and to prevent emergency technical conditions of buildings and structures [2...5]. In addition, it can significantly affect the cost of construction and installation work and increase the term of further safe operation. Very often, in buildings subject to inspection, atypical constructive solutions are adopted, which are difficult to find in modern literature, and individual recommendations and approaches to solving the problem must be developed. During the inspection of the Central State Historical Archive of Ukraine on Sobornia Square in Lviv, elements of load-bearing structures belonging to an emergency technical condition were discovered. In order to prevent the destruction of the entire building, the detected defects must be eliminated during major repairs by strengthening. The article provides recommendations for removing the building from an emergency state

Дослідження ІТ трендів у логістиці

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Дослідження ІТ трендів у логістиці Автори: Орлов, Сергій; Марценко, Сергій Володимирович; Orlov, Serhii; Martsenko, Serhii Короткий огляд (реферат): Здійснено дослідження ІТ трендів у логістиці, використовуючи аналіз інформації, поданої лідерами в галузі логістичних послуг, консалтинговими компаніями та на основі публікацій з наукометричної бази Scopus. Для формування запитів до бази документів Scopus проведено групування ІТ логістичних засобів і трендів, що дало змогу отримати набори термінів для аналітичного пошуку публікацій. Результат аналітичного запиту щодо публікацій, пов’язаних з логістичними системами управління відобразив 2188 документів з найбільшою кількістю цитованих праць, присвячених технології блокчейн. Визначено найпопулярніші джерела публікацій за кількістю праць, а також розподіл статей і тез конференцій за галузями досліджень. Документи з галузі комп’ютерні науки займають 36,2% від загальної кількості. Аналізуючи публікації через запит з використанням набору термінів із групи систем відслідковування та моніторингу, отримано результат динаміки публікацій, список найактивніших університетів за даним напрямом дослідження. У групі ІТ сервісів засобів автоматизації та оптимізації виявлено 5679 документів з найбільшим цитуванням статей щодо ШІ та машинного навчання. Аналогічні запити, використовуючи відповідні до групи набори термінів, виконано для логістичних систем обміну інформацією та документацією, складських систем та засобів, кібербезпеки, хмарних технологій, сталої та розумної логістики. Основними напрямками досліджень за рівнем цитувань у них виявлено автономні транспортні засоби, мобільні роботи, автоматизовані системи отримання зі складу й допомоги працівникам, глибоке навчання, алгоритми навчання, великі дані, граничні обрахунки, зелена логістика, сталий розвиток, управління ланцюгами постачання. Здійснено аналіз ІТ трендів провідних лідерів логістичної галузі через дослідження щорічних документів з їх описом. На основі «Технологічного радару» від компанії DHL встановлено, що наведені та проаналізовані групи ІТ логістичних трендів актуально відображають світові тенденції розвитку ІТ логістичної галузі. Виявлено, що перспективними при цьому є дослідження аудіо ШІ, трансформації зелених міст, електронної комерції, допоміжних технологій для працівників, етики використання ШІ. Інші існуючі технології потребують актуалізації та переосмислення, враховуючи нові ІТ тренди логістики; IT trends in logistics using the analysis of information provided by leaders in the field of logistics services, consulting companies and on the basis of publications from the Scopus scientometric database are studied in this paper. To generate queries to the Scopus document database, we grouped IT logistics tools and trends, which made it possible to obtain sets of terms for analytical search of publications. The result of the analytical query on publications related to logistics management systems reflected 2188 documents with the largest number of cited works on blockchain technology. The most popular sources of publications by the number of papers, as well as the distribution of articles and conference abstracts by research area were identified. Documents from the field of computer science account for 36.2% of the total. Analyzing publications by query using a set of terms from the group of tracking and monitoring systems, we obtained the result of publications dynamics and the list of the most active universities in this area of research. In the group of IT services for automation and optimization tools, 5679 documents with the highest citation of articles on AI and machine learning were found. Similar queries, using sets of terms appropriate to the group, were made for logistics systems for information and documentation exchange, warehouse systems and facilities, cybersecurity, cloud technologies, and sustainable and smart logistics. The main areas of research based on citations are autonomous vehicles, mobile robots, automated warehouse picking and employee assistance systems, deep learning, learning algorithms, Big Data, boundary computing, green logistics, sustainable development, and supply chain management. IT trends of the leading logistics industry leaders by studying annual documents describing them were analyzed. Based on DHL’s «Trend Radar», it was established that the groups of IT logistics trends presented and analyzed actually reflect the global trends in the development of IT in the logistics industry. It was found that the research of audio AI, transformation of green cities, e-commerce, assistive technologies for employees, and ethics of AI use are promising. Other existing technologies should be updated and rethought, taking into account new IT logistics trends

Моделювання поведінки псевдопружного СПФ за складного навантаження

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Моделювання поведінки псевдопружного СПФ за складного навантаження Автори: Ворончак, Василь; Ясній, Володимир Петрович; Voronchak, Vasyl; Iasnii, Volodymyr Короткий огляд (реферат): Досліджено поведінку псевдопружного нікель-титанового сплаву з пам’яттю форми Ni55,75Ti44,15 методом скінченних елементів за різних типів навантаження. У середовищі ANSYS запропоновано методику моделювання механічних властивостей СПФ та визначення напружень прямих і зворотних фазових перетворень. Діаметр зразка для моделювання поведінки складає 8 мм з робочою ділянкою діаметром 4 мм та довжиною 12,5 мм. Прикладене переміщення за одновісного розтягу, згину та їх одночасної дії (розтяг зі згином), спричиняло деформацію, що не перевищувала значення 6%. Результати досліджень показали, що при розтягу значення прямих фазових перетворень СПФ з аустеніту в мартенсит становлять σMs = 366 МПа та σMf = 388 МПа. При розвантаженні значення зворотних перетворень дорівнюють 190 МПа та 113 МПа відповідно. Дослідження також показало, що для згину та комбінованого навантаження значення фазових перетворень з аустеніту в мартенсит σМsтаσМf практично однакові. При зворотному перетворенні за розтягу, залежності напруження від деформацій демонструють лінійну поведінку в порівнянні зі згином чи комбінованому навантаженні, що пояснюється перерозподілом напружень між різними зонами деформації та різним значенням прикладеного переміщення. Порівняльний аналіз результатів моделювання та експериментальних даних показав, що розбіжність становить до 10%. Це свідчить про достатню збіжність отриманих значень. Отримані результати моделювання підтверджують високу адаптивність псевдопружних СПФ до різних типів навантажень та можливість їх застосування в різноманітних пристроях чи конструкціях, що експлуатуються за дії складного навантаження. Ці дослідження є необхідними для ефективнішого проектування конструкції та пристроїв, а також для прогнозування поведінки псевдопружних сплавів з пам’яттю форми під дією різних типів навантаження; The behaviour of pseudoelastic nickel-titanium alloy Ni55,75Ti44,15 under tension, bending, and their simultaneous action is investigated in this paper. The methodology for modelling the mechanical properties of SMAs under various loading conditions, including combined loading, is proposed. The stresses of forward and reverse phase transformations between austenite and martensite are determined using ANSYS software based on the finite element method. The obtained modelling results confirm high adaptability of SMA to various types of loadings. These investigations are required for more efficient design of structures and devices and for predicting the behaviour of pseudoelastic SMAs under different types of loading

Видавнича сторінка

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Видавнича сторінка

Механізм та кінетика зношування інструменту з ПКНБ при торцевому фрезеруванні загартованої сталі

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Механізм та кінетика зношування інструменту з ПКНБ при торцевому фрезеруванні загартованої сталі Автори: Коваленко, Яна; Kovalenko, Yana Короткий огляд (реферат): Представлено результати досліджень зношуваності інструменту, оснащеного різальними пластинами з полікристалічного кубічного нітриду бору (ПКНБ) при обробці загартованої сталі 4Х5МФС високої твердості (62 HRC). Важливою властивістю сталі 4Х5МФС є здатність якісно та рівномірно загартовуватися, не змінюючи твердість на всю глибину заготовки і в подальшому не змінювати свій рівень міцності під дією високих температур в умовах механічного навантаження. Лабораторні дослідження проведено на вертикально-фрезерних верстатах: DMU 80 eVo Deckel Maho, HAAS VF-2SSYT-NG, а інструмент, зокрема торцева фреза фірми SECOTOOLS, обрано з вбудованим кутом нахилу -6° з різальними пластинами у кількісті 6 ножів з від’ємними кутами -20° і -25°. Різальні пластини використовувалися теж марки SECOTOOLS чотирьох типів: група ВН – CBN200, CH3505, DBS900, група BL – DCS500. Зосереджено увагу на порівнянні характеристик інструменту, що оснащений ПКНБ групи BL і BH, які відрізняються за складом, мікроструктурою та властивостями ударо- і жаростійкості. Пластини групи BН мають більш високу вʼзкість руйнування, є міцнішими, тому оснащені ними інструменти зазвичай рекомендуються для обробки і значним динамічним навантаженням. Інтенсивність зношування інструментів із ПКНБ, особливо при високих швидкостях різання, залежить від закономірностей протікання механічних, хімічних та адгезійних процесів у контактній зоні різання внаслідок трибологічних реакцій взаємодії між інструментальним та оброблюваним матеріалами. За допомогою енергодисперсійної рентгенівської мікроскопії відскановано зношені ділянки різальної пластини, що дозволило встановити механізм зношування, ширину зношеної лунки та налипанння хімічних елементів, що виникли при взаємодії оброблюваного матеріалу з різальною пластиною в зоні різання за різний період часу. На основі проведених досліджень й аналізу результатів визначено характерні стадії зношування кожної групи інструменту із ПКНБ, а також встановлено раціональні режими різання для забезпечення кращого співвідношення між ефективністю й терміном служби інструменту. Практична значущість дослідження полягає у формуванні рекомендацій щодо вибору типу інструменту із ПКНБ (BL чи BH) залежно від теплових і механічних навантажень та заданої якості оброблюваної поверхні; This article presents the results of a study on the wear behavior of cutting tools equipped with polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) inserts in the machining of 4Kh5MFS hardened steel with a high hardness of 62 HRC. A key property of 4Kh5MFS steel is its ability to be hardened uniformly without losing hardness throughout the depth of the workpiece, and to maintain its strength level under high temperatures and mechanical loading. Laboratory experiments were carried out on vertical milling machines – DMU 80 eVo Deckel Maho and HAAS VF-2SSYT-NG – using a Seco Tools face mill with a built-in inclination angle of −6°, fitted with six cutting inserts at negative angles of −20° and −25°. Four types of Seco Tools inserts were employed: Group BH (CBN200, CH3505, DBS900) and Group BL (DCS500). The study focuses on comparing the performance of PCBN tools in BL and BH groups, which differ in composition, microstructure, and resistance to shock and high temperatures. Group BH inserts exhibit higher fracture toughness and strength, making them generally recommended for operations involving considerable dynamic loading. The wear rate of PCBN tools, especially at high cutting speeds, is largely determined by the mechanical, chemical, and adhesive interactions in the cutting zone, driven by tribological reactions between the cutting and workpiece materials. By means of energy-dispersive X-ray (EDX) microscopy, the worn areas of the cutting inserts were scanned to identify the wear mechanism, measure the width of the worn notch, and detect any chemical element adhesion that occurred as a result of interactions between the workpiece and the cutting insert over time. Based on the research findings and subsequent analysis, characteristic wear stages for each PCBN tool group were established, along with recommended cutting conditions that provide the best balance between machining efficiency and tool life. The practical significance of this study lies in the development of guidelines for selecting the appropriate type of PCBN tool (BL or BH) depending on thermal and mechanical loading conditions and the required surface quality

Системи автоматичного контролю за характеристиками сполук на основі композитних матеріалів

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Системи автоматичного контролю за характеристиками сполук на основі композитних матеріалів Автори: Ремез, Андрій; Remez, Andriy Короткий огляд (реферат): Відомо багато методів. основних та спеціалізованих, виготовлення виробів з пластику та пластмас. Кожен спосіб з них – це спосіб реалізації технології виготовлення виробу з полімерного матеріалу, який визначається кількома факторами. Результатом роботи є дослідження та аналіз оболонкових конструкцій відбиваючих решіток (офсетних та параболічних антен) утворених методом електродугового напилення, та нанесення композиційного матеріалу на пуансоні. Графічно представлено оцінювання жорсткісно-міцнісних характеристик антен суцільної та армованої конструкції, проведено розрахунок їх напружено-деформованого стану при дії вітрового навантаження та сили земного тяжіння. Визначено неоднорідності композитних матеріалів оболонкових конструкцій кондуктометричним методом, проведено розрахунки, що включають обчислення питомого опору композитного матеріалу та візуалізацію результатів. Визначено основні методи виготовлення пластикових виробів на основі типу полімеру, агрегатного стану та конфігурації виробу. Виділено дев’ять груп методів за класифікацією Маккелві, включаючи екструзію, термоформування, пресування та виготовлення спінених виробів. Визначено переваги та недоліки кожного з методів, а також їх вплив на якість та міцність кінцевого виробу. Розглянуто основні види пластмас: поліетилен (HDPE, LDPE, PET), полівінілхлорид (ПВХ), поліпропілен (ПП) та полістирол (ПС). Аналіз маркування показав, що ПЕТ є найпоширенішим у виробництві упаковки та може бути повторно перероблений. Визначено основні сфери застосування кожного виду пластику та їх придатність до вторинної переробки. Дослідження підтвердило низьку густину, високу корозійну стійкість, теплоізоляційні властивості та можливість повторної переробки пластмас. Разом з тим, екологічні виклики вимагають подальших досліджень у напрямку біорозкладних матеріалів та ефективних методів утилізації. Окрему увагу приділено впливу пластмас на навколишнє середовище та можливостям зниження їх негативного ефекту шляхом удосконалення технологій виробництва та переробки; The paper deals with the study and analysis of the antenna array shell formed by the method of electric arc spraying and coating with a composite material. An assessment of the stiffness and strength properties of antennas made in both solid and reinforced structures is presented graphically. The calculation of their stress-strain state under the influence of wind load and gravity is carried out. The inhomogeneities in the composite materials of the shell structures were determined using the conductometric method, and calculations were performed, including the calculation of the resistivity of the composite material and visualization of the results

немає заголовку

2025-03-18T00:00:00Z

Метод підвищення ефективності експлуатації й ремонту засобів водного транспорту новітніми епоксипластами

2025-03-18T00:00:00Z

Назва: Метод підвищення ефективності експлуатації й ремонту засобів водного транспорту новітніми епоксипластами Автори: Букетов, Андрій; Клєвцов, Костянтин; Тотосько, Олег Васильович; Соценко, Віталій; Акімов, Олександр; Негруц, Роман; Житник, Данило; Куліш, Ірина; Крушельницький, Богдан; Buketov, Andrii; Klevtsov, Kostiantyn; Totosko, Oleg; Sotsenko, Vitaliy; Akimov, Oleksandr; Negrutsa, Roman; Zhytnyk, Danyl; Kulish, Iryna; Krushelnytskyi, Bohdan Короткий огляд (реферат): . Актуальним на сьогодні для підвищення ефективності експлуатації й ремонту засобів водного транспорту є застосування методу, який передбачає використання новітніх реактопластів, здатних працювати за підвищених температур. При цьому важливим є активація епоксидних композицій шляхом уведення в олігомер активних домішок у вигляді мікродисперсного наповнювача. Це дозволяє одночасно підвищити в комплексі механічні властивості матеріалів. При цьому когезійна міцність є визначальною для теплофізичних властивостей епоксидних композитів, що особливо актуально для засобів водного транспорту, які експлуатують у різних часових поясах. Тому робота в цьому напрямку на сьогодні є актуальною. У роботі визначено оптимальний вміст синтезованого й фізично активного дисперсного наповнювача в епоксидному олігомері за критеріями теплофізичних властивостей, таких, як теплостійкість і коефіцієнт теплового розширення полімерних композитів. За основу при формуванні полімерних компаундів взято епоксидну смолу. Зшито композиції твердником ПЕПА. Як наповнювач застосовано порошок у вигляді титано-алюмінієвої шихти. Встановлено, що для формування матеріалів з підвищеними експлуатаційними характеристиками в епоксидну смолу необхідно добавляти порошок шихти за вмісту 0,5% на 100% епоксидної смоли. Отримання такого композиту дозволяє значно підвищити теплостійкість, температуру склування й зменшити КТР захисних покриттів. Вважали, що це зумовлено впливом мікродисперсної добавки на мікрогетерогенну структуру розроблених матеріалів. З іншого боку, саме структура визначає когезійну міцність матеріалів і є основою для подальшого регулювання їх теплофізичних характеристик. У результаті підвищується ступінь гелеоутворення матеріалів, що передбачає покращення теплофізичних властивостей розроблених матеріалів для підвищення ефективності експлуатації й ремонту засобів водного транспорту.; Today, in order to improve the efficiency of operation and repair of water transport vehicles, it is important to apply a method that involves the use of the latest reactoplastics that can operate at high temperatures. Here, it is important to activate epoxy compositions by introducing active additives such as microdispersed filler into the oligomer. This allows for a simultaneous increase in the mechanical properties of the materials. In addition, the cohesive strength is crucial for the thermal properties of epoxy composites, which is especially important for the water transport vehicles operating in different time zones. Therefore, research in this area is relevant today. In this paper, the optimal content of synthesised and physically active dispersed filler in an epoxy oligomer was determined by the criteria of thermophysical properties, such as heat resistance and coefficient of thermal expansion of polymer composites. Epoxy resin was used as the basis for the formation of polymer compounds. The compositions were crosslinked with PEPA hardener. A titanium aluminium powder was used as a filler. It was determined that in order to form materials with improved performance characteristics, it is necessary to add a charge powder to the epoxy resin at a content of 0.5 % per 100 % of epoxy resin. Obtaining such a composite can significantly increase the heat resistance, glass transition temperature and reduce the CTE of protective coatings. This was considered to be caused by the influence of the microdispersed additive on the microheterogeneous structure of the developed materials. On the other hand, it is the structure that determines the cohesive strength of materials and is the basis for further adjustment of their thermal and physical characteristics. As a result, the degree of gelation of the materials increases, which implies an improvement in the thermal properties of the developed materials to increase the efficiency of operation and repair of water transport vehicles