http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51953 2026-04-13T05:25:24Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51970 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51971 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51967 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51969 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51968 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]. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51961 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51962 Назва: For notes 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51966 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51965 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51964 Назва: Content 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51963 Назва: Publishing page 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51960 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51958 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51959 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51956 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51957 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51955 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. 2025-12-23T00:00:00Z http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51954 Назва: Title 2025-12-23T00:00:00Z