DSpace Зібрання:

Robust stability and evaluation of the quality functional for linear control systems with matrix uncertainty

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Robust stability and evaluation of the quality functional for linear control systems with matrix uncertainty Автори: Алілуйко, Андрій Миколайович; Руська, Руслана Василівна; Aliluiko, Andrii; Ruska, Ruslana Короткий огляд (реферат): Розроблено нові методи аналізу робастної стійкості стану рівноваги й оптимізації лінійних систем керування зі зворотним зв’язком по виходу. В системах керування присутні матричні невизначеності, значення яких задані обмеженнями по нормі, а вимірний вектор виходу містить компоненти як стану системи, так і керування. Для таких систем сформованано достатні умови стійкості нульового стану рівноваги. Практична реалізація отриманих методів зводиться до розв’язування алгебраїчних лінійних матричних нерівностей. Відмінною особливістю отриманих лінійних матричних нерівностей від відомих є можливість побудови еліпсоїда стабілізуючих матриць коефіцієнтів підсилення зворотного зв’язку, спільної квадратичної функції Ляпунова, а також верхнього оцінювання квадратичного функціонала якості для лінійних систем керування з розглянутими невизначеностями. Результати роботи отримані на основі відомих узагальнень твердження достатності леми Пітерсена про матричні невизначеності. Розглянуто застосування отриманих теорем для стабілізації та оптимізації системи керування двійним осцилятором. Для розв’язування побудованої системи лінійних матричних нерівностей застосовано ефективні засоби LMI Toolbox комп’ютерної системи Matlab. Отримані достатні умови стійкості стану рівноваги і оптимізації лінійних динамічних систем у загальному випадку мають теоретичний характер. Їх практичне використання в задачах робастної стабілізації по виходу на основі побудови квадратичних функцій Ляпунова з невизначеними матрицями потребує спеціальних методів знаходження матриці, яка визначає центр еліпсоїда. Це є однією з актуальних задач наступних досліджень. Отримані результати можуть бути використані при розробленні алгоритмів робастної стабілізації й оптимізації динамічних систем, наприклад із зовнішніми збуреннями.; New methods of robust stability analysis for equilibrium states and optimization of linear dynamic systems are developed. Sufficient stability conditions of the zero state are formulated for a linear control systems with uncertain coefficient matrices and measurable output feedback. In addition, a general quadratic Lyapunov function and ellipsoidal set of stabilizing matrices for the feedback amplification coefficients are given. Application of the results is reduced to solving the systems of linear matrix inequalities.

Investigation of oscillatory displacement of the hydraulic presses moving parts during their braking in the upper initial position

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Investigation of oscillatory displacement of the hydraulic presses moving parts during their braking in the upper initial position Автори: Корчак, Олена Сергіївна; Korchak, Olena Короткий огляд (реферат): Присвячено дослідженню коливальних переміщень рухомих частин гідравлічних пресів при їх гальмуванні у верхньому вихідному положенні та виявленню основних факторів коливальної системи, що впливають на інтенсивність затухання коливального руху. Дослідженнями встановлено, що, не зважаючи на наявність індивідуального сервопривода впускного клапана зворотних циліндрів, вибіг рухомої поперечини вгору після його закриття, який супроводжується інтенсивними коливальними явищами, неминучий. Аналізом експериментальних діаграм виявлено, що існуючий механізм гальмування рухомої поперечини у верхньому вихідному положенні є неприйнятним з точки зору швидкої та безударної реалізації процесу, а також точності зупинки. Крім того, при гальмуванні рухомої поперечини у верхньому положенні закриттям впускного клапана зворотних циліндрів неминуче має місце вибіг, який супроводжується тривалими коливаннями й гідроударами в системах робочих і зворотних циліндрів, що суттєво знижує продуктивність преса та ускладнює його роботу в режимі автоматичних ходів. Розроблено математичну модель затухаючих коливань рухомої поперечини у верхньому положенні після закриття впускного клапана зворотних циліндрів, яка враховує параметри коливальної системи, що складається з рухомої поперечини та мас рідини в робочих і зворотних циліндрах. Чисельним аналізом розробленої математичної моделі встановлено, що за наявності в конструкції преса врівноважувальних циліндрів період коливань збільшується зі зменшенням амплітуди майже вдвічі. При цьому повне затухання коливань настає раніше, ніж у випадку відсутності системи врівноважувальних циліндрів. Розроблено новий спосіб роботи гідравлічних пресів на холостих ходах, завдяки якому забезпечується усунення впливу коливальних явищ у верхньому положенні на перемикання преса зі зворотного на хід наближення, що призводить до підвищення швидкодії та якості керування гідравлічним пресом.; The investigations revealed that, despite the usage of individual servo drive of the inlet valve of return cylinders, ram overrun upwards after its being shut down which is accompanied by intensive oscillatory phenomena is inevitable. By analyzing the experimental diagrams it is stated that the existing mechanism of ram braking in upper starting position is unacceptable from the point of view of fast and non-impact process realization, as well as the accuracy of stoppage. The mathematical model of ram damped oscillations in the upper position after the inlet valve of return cylinders shut down, which takes into account the parameters of oscillatory system consisting of ram and fluid masses in power and return cylinders, is developed. A numerical analysis of the developed mathematical model established that when using counterbalance cylinders in press design, the period of oscillations increases with decreasing the amplitude. Besides, the complete damping of the oscillations occurs earlier than in the case of counterbalance cylinders absence.

Evaluation of theoretical strength of porous materials according to catastrophe theory

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Evaluation of theoretical strength of porous materials according to catastrophe theory Автори: Стащук, Микола Григорович; Нитребич, Зіновій Миколайович; Гром’як, Роман Сильвестрович; Stashchuk, Mykola; Nytrebych, Zinoviy; Hromyak, Roman Короткий огляд (реферат): Особливого значення в останні роки набуває прикладна математична теорія – теорія катастроф. У поєднанні з класичними та сучасними методами системних досліджень ця теорія стала ефективним практичним інструментом якісного аналізу низки різноманітних процесів та явищ. Значного розвитку теорія катастроф набула у вивченні питань теорії пружної стійкості матеріалів, яка вивчає реакцію пружних тіл і конструкцій на діючі механічні навантаження та уможливлює оцінювання їх міцності й надійності. Прогнози теорії катастроф мають важливе технічне застосування для оцінювання критичних сил, які ініціюють втрату стійкості пружних тіл та інженерних споруд. У роботі коротко проаналізовано першооснови досліджень, зроблено постановку задач на основі торії катастроф, описано основні типи катастроф функцій, а також використано найпростішу з них – катастрофу складки. За встановленими аналітичними співвідношеннями для розрахунків ефективних електропровідностей і пружних модулів за концентрацією пор електропровідного матеріалу змодельовано оцінку міцності елемента зразка пористого композиту у вигляді стержня. Зроблено загальну постановку вирішення завдань теорії пружності та механіки руйнування на основі теорії катастроф. З позицій теорії катастроф із використанням катастрофи складки оцінено міцність матеріалу щодо стійкості на стиск. Записано основні робочі формули для встановлення жорсткісних ефективних характеристик, залежних від електропровідності, модулів пружності та пористості композитів. Встановлено значення критичного навантаження та критичного номінального напруження для пористого композиційного циліндричного стержня як зразка для експериментальних досліджень. Вказано застосування наведених результатів до розроблення воденьзберігаючих технологій, де використовуються пористі матеріали.; With the rapid development of modern science, in particular, applied mechanics, the catastrophe theory proved to be quite effective in the analysis of classical results and the development of modern ones. This theory has developed significantly in the study of a number of issues in the theory of elastic stability, which studies the response of elastic bodies and structures to existing mechanical loads. Catastrophe theory predictions have important technical applications for estimating the critical forces that initiate the loss of stability of elastic bodies and engineering structures. The main basics of the research are analysed in this paper; based on the catastrophe theory, the problems are set; the main types of catastrophes’ functions are described; and the simplest of them, in particular the fold catastrophe, is applied. Based on the set analytical relations for the calculations of effective electrical conductivities and elastic modules by the pore concentration of the electrically conductive material, the estimation of the element strength of the composite sample is simulated in the form of a rod.

Fatigue damage of the heel joint of welded roof truss

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Fatigue damage of the heel joint of welded roof truss Автори: Ковальчук, Ярослав Олексійович; Шингера, Наталія Ярославівна; Швед, Ярослав Леонідович; Ворончак, Василь Іванович; Kovalchuk, Yaroslav; Shynhera, Natalya; Shved, Yaroslav; Voronchak, Vasyl Короткий огляд (реферат): Досліджено поведінку зварної кроквяної ферми 24000х2400 мм з профільних труб при комплексному впливові на неї статичного і циклічного навантажень. Конструкцію ферми взято з проектної документації виробничого приміщення, призначеного для роботи з підвісним конвеєром технологічної лінії. Вибрано схеми базування й навантажування ферми, які відповідають умовам роботи досліджуваної конструкції. Експлуатація несучих конструкцій за таких умов без попередніх досліджень є небезпечною, оскільки пошкодження формуються і накопичуються за нормативних циклічних навантажень, а руйнування настає раптово при досягненні втомної тріщини критичних розмірів. Для попередження руйнування конструкції й визначення допустимого терміну експлуатації ферми виконано дослідження з використанням методики комп’ютерного моделюючого експерименту за допомогою програмного комплексу SolidWorks Simulation. Виявлено, що максимальні напруження формуються на ділянці термічного впливу від зварного шва в опорних вузлах ферми. Саме в цих місцях відбувається зародження втомних тріщин і їх поширення аж до настання граничного стану конструкції. При дослідженнях враховано комплексний вплив конструктивних, технологічних і експлуатаційних чинників на формування параметрів напружено-деформівного стану до зародження втомної тріщини й упродовж її поширення. При комп’ютерному моделюванні використано фактичні характеристики міцності основного матеріалу, ділянок зварного шва і термічного впливу, які отримані авторами в попередніх дослідженнях. За отриманими результатами побудовано криву втоми для опорного вузла зварної кроквяної ферми. Дано рекомендації щодо умов експлуатації ферми та можливості використання отриманих результатів для подальших досліджень. Визначено, що проектний ресурс роботи ферми при експлуатаційних режимах навантажування становитиме 52 роки.; The investigation of the welded roof truss behavior under the complex influence of static and cyclic loads is carried out. The truss is made of the shaped pipes and its size is 24000x2400 mm. The technique of computer simulation experiment by means of SolidWorks Simulation software is used. It is found that the maximum stresses are formed in the area of thermal impact from the weld in the truss heel joints. During the truss operation, these stresses initiate the emergence of fatigue cracks and their growth until the structure ultimate state. The fatigue curve for the investigated structure is constructed. It is determined that the design service life of the truss under operational load modes is going to be 52 years.

The influence of the thickness of the elastic spherical shell with liquid on its stress-strain state

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: The influence of the thickness of the elastic spherical shell with liquid on its stress-strain state Автори: Шептилевський, Олексій Вікторович; Sheptylevskyi, Oleksii Короткий огляд (реферат): Розглянуто динамічну систему, яка складається з пружної сферичної оболонки, заповненої рідиною з газовою порожниною в центрі. Газова порожнина є джерелом збудження системи при введені в неї енергії. Після вводу енергії газова порожнина збільшується, формуючи хвилю тиску в рідині, яка надходить до оболонки й таким чином система виходить зі стану рівноваги. Пульсації газової порожнини є центрально-симметричними та описуються рівнянням балансу енергії. При розв’язуванні задачі взаємодії порожнини з рідиною враховано нелінійність пульсацій порожнини. Динаміка пружної сферичної оболонки визначається системою рівнянь її руху в сферичній системі координат. Система визначає залежність переміщень та кутів повороту серединної поверхні від зусиль та моментів. Побудову розв’язків системи виконано за допомогою числових методів. Алгоритм взаємодії рідини та оболонки виконано з урахуванням можливості відриву рідини від поверхні оболонки та утворення кавітаційної порожнини на границі розподілу середовищ. Досліджено вплив товщини оболонки та її закріплення на динаміку системи, зокрема стосовно впливу товщини на амплітуду та інтенсивність пульсацій. Зі збільшенням товщини оболонки зменшується амплітуда її пульсацій та їх інтенсивність, унаслідок чого значно ускладнюється відрив рідини від оболонки та утворення кавітаційної порожнини на границі розподілу середовищ. Розглянуто можливість моделювання закріплення частини поверхні оболонки та залежність її динаміки поблизу площадки закріплення від зміни товщини оболонки. При закріпленні спостерігалося значне підвищення тиску на границі та збільшення напружень оболонки в околі закріплення в певний момент часу внаслідок фокусування хвиль тиску на границі рідина – оболонка. Збільшення товщини оболонки призводить до зменшення інтенсивності переміщень та поворотів поверхні поблизу закріплення.; Investigations of the dynamics of the system consisting of elastic spherical shell filled with ideal compressible fluid and gas cavity in the center of the system are presented in this paper. The excitation pulse- modulated source is introduced into the gas cavity in the center of the system. The effect of the shell thickness on its dynamics and the stress-state during the pulsations is investigated. The results for radial displacements changes of the middle surface, the thickness of the fluid separation from the shell, the stress intensity in the shell during its free pulsations are obtained. The comparison of calculations for the separation thickness in cases of free and partially fixed shell is carried out.

Timber with improved strength and deformable properties

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Timber with improved strength and deformable properties Автори: Ясній, Петро Володимирович; Гомон, Святослав Святославович; Yasniy, Petro; Gomon, Svyatoslav Короткий огляд (реферат): Проведено детальний аналіз роботи суцільної та клеєної модифікованої деревини за м’якого режиму навантажень вітчизняними та закордонними вченими. Наведено методику експериментальних досліджень суцільної деревини листяних (берези, вільхи, ясена) та хвойних (модрини, сосни, ялини) порід модифікованих силором за поверхневої та глибинної обробки за жорсткого режиму випробувань. Наведено основні властивості композиційного матеріалу «силор». За результатами експериментальних досліджень побудовано повні діаграми деформування за одновісного стискування різних порід модифікованої силором деревини за поверхневої та глибинної модифікації на сучасній випробувальній машині СТМ-100. Виявлено, що за жорсткого режиму випробувань діаграми «σ-u» завжди мають дві ділянки – висхідну та спадну. Експериментально отримано значення критичних деформацій модифікованої «силором» деревини берези, вільхи, ясена, модрини, сосни, ялини за відповідного максимального напруження. Експериментально-статистичним методом встановлено початкові модулі пружності модифікованої деревини та січні модулі деформацій даних порід. Наведено динаміку зміни основних міцнісних та деформівних параметрів листяних та хвойних порід деревини модифікованих силором за поверхневої та глибинної обробки. Встановлено, що модифікація деревини «СИЛОРОМ» сприяє суттєвому збільшенню її міцності для листяних та хвойних порід у порівнянні з суцільною деревиною стандартної вологості. При цьому деформівність листяних та хвойних порід значно зменшується, а початковий модуль пружності при модифікації помітно зростає. Також помічено, що глибинна модифікація деревини є ефективнішою в порівнянні з поверхневою за основними міцнісними та деформівними показниками, а також сприяє зменшенню часу просочення полімерної композиції «силор» у тіло деревини та твердінню самого композиційного матеріалу.; The technique of experimental researches of solid timber modified by «SILOR» by surface and deep processing is given. Complete diagrams of deformation of unixial compression of deciduous and coniferous species of solid timber modified with «SILOR» under by surface and depth modification on modern test machine STM-100 are constructed. The initial module of elasticity and the secant module of deformation for such elements are determined. The influence of «SILOR» on the main strength and deformable properties of different timber species (maximum stresses, ultimate deformations, initial modulus of elasticity, secant module of deformation) is analyzed, the dynamics of their change is shown.

Content

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Content

Fatigue crack growth in aluminum alloy from cold expanded hole with preexisting crack

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Fatigue crack growth in aluminum alloy from cold expanded hole with preexisting crack Автори: Ясній, Петро Володимирович; Дивдик, Олександр Васильович; Семенець, Олександр Іванович; Ясній, Володимир Петрович; Антонов, Андрій Миколайович; Yasniy, Petro; Dyvdyk, Oleksandr; Semenets, Oleksander; Iasnii, Volodymyr; Antonov, Andrii Короткий огляд (реферат): Досліджували втомну довговічність силових конструктивних елементів з експлуатаційними пошкодженнями в околі кріпильних отворів. Виявлено основні закономірності впливу дорнування отворів у пластинах із алюмінієвого сплаву Д16чТ із попереднім втомним пошкодженням на кінетику росту втомних тріщин. Для дослідження було відібрано плоскі зразки шириною 60 мм і товщиною 6 мм з алюмінієвого сплаву Д16чТ з центральним отвором. Втомні пошкодження досліджували з кутовою четвертьеліптичною втомною тріщиною, яку ініціювали з кутового одностороннього надрізу 0,5 х 0,5 мм, опісля вирощували втомну тріщину довжиною 1,25 мм. Для дорнованого зразка для реалізації процесу поверхневого зміцнення відібрано дорн, який виготовляли зі сталі марки 40Х та загартовували до твердості 35–38 HRС. Швидкість переміщення дорна через отвір пластини дорівнювала 0,1 мм/сек. За розрахункову кінцеву довжину тріщини приймали значення, що дорівнювало товщині пластини, тобто фіксували момент, коли тріщина ставала наскрізною. Швидкість РВТ на поверхні пластини зі сплаву Д16чТ після дорнування отвору з натягом доорнування i = 2,7% збільшується в 10–15 разів порівняно з недеформованим зразком при значеннях розмаху коефіцієнта інтенсивності ΔK < 20 МПа √м. Подібний характер впливу дорнування отворів на діаграму втомного руйнування зберігається й при поширенні тріщини вздовж твірної отвору. Дорнування отворів за відносного розширення i = 2,7% з попередніми втомними пошкодженнями значно підвищує залишкову довговічність пластини зі сплаву Д16чТ. Найбільший ефект дорнування на залишкову довговічність проявляється при початковому значенні довжини тріщини a 0 = 1 мм. Вказаний ефект підвищення довговічності спричинений деформаційним зміцненням матеріалу й створенням залишкових стискувальних напружень в околі отвору, а також притупленням і створенням залишкових стискувальних напружень у вістрі тріщини вздовж її фронту внаслідок перевантажень, які виникають при дорнуванні.; The fatigue life of aircraft structure elements with operational damage in the vicinity of the hole was investigated. The plates 60 mm wide and 6 mm thick made of D16chT aluminum alloy with a central hole were taken for the study. Fatigue damage was examined with an corner quarter-elliptical fatigue crack with a length of 1,25 mm, which was initiated from an edge notch of 0,5 x 0,5 mm. The fatigue crack growth rate on the surface of the plate after mandrel hole with cold expansion degree i = 2,7% increases up to15 times and residual lifetime in three times compared to the virgin plate.

Development and research of Wi-Fi network for receiving and transmitting telemechanical information in the training laboratory

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Development and research of Wi-Fi network for receiving and transmitting telemechanical information in the training laboratory Автори: Оробчук, Богдан Ярославович; Коваль, Вадим Петрович; Orobchuk, Bogdan; Koval, Vadym Короткий огляд (реферат): Важливою складовою професійної підготовки фахівців інженерного рівня, особливо в сучасній електроенергетичній галузі, є застосування в навчальному процесі комп'ютерних систем автоматизації інженерної праці. Це дозволяє наблизити студентів до вирішення реальних практичних інженерних завдань, навчити на практиці формувати необхідні практичні навички, розвивати професійно орієнтовану інтуїцію і впевненість майбутнього фахівця у своїй професійній компетенції та можливості самостійно вирішувати складні інженерно-практичні завдання. В статті розглянуто питання розроблення, дослідження та впровадження бездротових локальних мереж у навчальний процес, зокрема побудови Wi-Fi мережі, проведення дослідження рівня сигналу для передавання даних диспетчерського керування на базі навчального тренажера цією мережею в лабораторії дистанційного управління електроенергетичними об’єктами. Для контрольованого пункту телемеханіки застосо-вуються провідні системи для зв’язку оператора з різноманітними датчиками та виконавчими механізмами, що створює певні труднощі й небезпеки для роботи оператора, який знаходиться поблизу пункту телемеханіки. Розглянуто варіант потенційно можливого використання бездротових технологій у навчальному процесі, який демонструє, як можна убезпечити роботу оператора й скоротити час на обхід усіх датчиків та виконавчих механізмів. розробити підсистему бездротового зв’язку ближнього радіуса дії. Метою даного розроблення та дослідження є підвищення якості обслуговування контрольного пункту телемеханіки за рахунок розроблення для нього програмно-апаратного засобу, що дозволяє вирішити завдання автоматизації та безпеки. Об’єктом дослідження вибрано навчальний диспетчерський тренажер управління електроенергетичними об’єктами, а предметом дослідження є процес збирання та передавання інформації з контрольного пункту телемеханіки.; The article deals with the issues of research, development and implementation of local area wireless networks in the educational process, especially with the study of the signal level for data transmission control of the local wireless network indoors. The controlled telemechanics unit uses wired systems for communication of the operator with various sensors and actuators, which creates certain difficulties and risks for the operator working in site of the telemechanics unit. The article considers a potential use of wireless technologies in the educational process, which demonstrates how to secure the operator and reduce the time to bypass all the sensors of the actuators, as well as to develop a short-range wireless subsystem.

Publishing page

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Publishing page

Methods and means of increasing the reliability of computerized modular uninterruptible power supply system

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Methods and means of increasing the reliability of computerized modular uninterruptible power supply system Автори: Паламар, Андрій Михайлович; Palamar, Andriy Короткий огляд (реферат): Розглянуто питання розроблення та реалізації простого й ефективного методу керування роботою випрямлячів модульного джерела безперебійного живлення постійного струму з метою підвищення його надійності. Основна ідея методу полягає у керуванні процесом циклічного зміщення ввімкнених силових модулів джерела безперебійного живлення шляхом послідовного включення в роботу кожного наступного модуля з числа їх ненавантаженого резерву та відключення попереднього. В роботі наведено структуру системи керування, до складу якої, крім центрального керуючого модуля, запропоновано ввести блок керування силовими модулями, який відповідає за реалізацію процесу їх комутації та здійснює моніторинг їх стану. Для дослідження ефективності запропонованого методу розроблено комп’ютерну імітаційну модель, яка описує логіку керування силовими модулями. Для розроблення імітаційної моделі використано середовище візуального моделювання Simulink та математичний апарат бібліотеки компонентів Stateflow із застосуванням діаграм станів та переходів. Виконано тестування розробленої імітаційної моделі та наведено результати моделювання у вигляді часових діаграм зміни станів. Застосування розробленого методу, завдяки рівномірному зменшенню часу, протягом якого силові модулі джерела безперебійного живлення знаходяться у ввімкненому навантаженому стані, дає змогу збільшити час їх напрацювання на відмову, що, в свою чергу, підвищує його надійність без погіршення показників енергоефективності. Результати моделювання демонструють ефективність розробленого алгоритму в різних режимах роботи системи. На основі запропонованого методу створено апаратно-програмне забезпечення, реалізоване в якості складової інтелектуальної комп’ютеризованої системи керування джерелом безперебійного живлення постійного струму.; The problem of development and implementation of a simple and effective method of the rectifiers operation control for the modular uninterruptible DC power supply unit in order to increase its reliability is considered in this paper. The main idea of the method is to control the process of cyclic shifting of the switched- on power modules of the uninterruptible power supply by series switching into operation of each subsequent module from their unloaded reserve and switching out the previous one. The paper presents the control system structure where in addition to the central control module, it is proposed to add the control unit for power modules, which is responsible for implementing the process of their switching on and monitors their condition. In order to investigate the effectiveness of the proposed method, computer simulation model describing the power modules control logic is developed. The Simulink visual modeling environment and the mathematical tools of the Stateflow library component using state and transition diagrams are used in order to develop the simulation model. The developed simulation model is tested and the simulation results are given in the form of time diagrams of state change. The іmplementation of the developed method, due to the uniform reduction of the period during which the power modules of the uninterruptible power supply are on the switched-on loaded state, makes it possible to increase their operating time to failure, which in turn increases its reliability without deteriorating energy efficiency. The simulation results demonstrate the efficiency of the developed algorithm in various system operation modes. Based on the proposed method, hardware and software which is implemented as a part of intelligent computerized control system for uninterruptible DC power supply is created.

Mathematical model of the molten metal drop’s motion on the surface of a steel rotating disk

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Mathematical model of the molten metal drop’s motion on the surface of a steel rotating disk Автори: Гаврилюк, Володимир Ярославович; Пулька, Чеслав Вікторович; Михайлишин, Володимир Михайлович; Сенчишин, Віктор Степанович; Ляхов, Віталій Віталійович; Havryliuk, Volodymyr; Pulka, Cheslav; Mykhailyshyn, Volodymyr; Senchyshyn, Viktor; Lyakhov, Vitaly Короткий огляд (реферат): На сьогодні в техніці широко застосовують тонкі сталеві диски, робочі поверхні яких наплавляють стійким до зношування матеріалом товщиною основного та наплавленого металу 2…6 mm і 0,5…2 mm відповідно. Використовують різні методи і способи наплавлення з метою забезпечення оптимальної структури наплавленого металу, стабільності товщини наплавленого шару, економічності процесу наплавлення. В різних роботах розроблена технологія одночасного індукційного наплавлення по всій робочій поверхні тонких дисків зубчастої форми з шириною наплавлення більшою за висоту зуба, з використанням двовиткового кільцевого індуктора. Також показано вплив технологічних схем на стабільність товщини шару наплавленого металу за допомогою порошкоподібного твердого сплаву ПГ-С1. Одна з технологічних схем із використанням теплових і електромагнітних екранів полягає в тому, що в процесі індукційного наплавлення в момент початку розплавлення порошкоподібного сплаву й утворення єдиної рідкої ванни диск піддають обертовому руху навколо осі симетрії з деякою кутовою швидкістю. В результаті цього руху домішки в розплавленому шарі металу будуть рухатися по деяких траєкторіях відносно розплаву, а також унаслідок дії відцентрових сил інерції буде змінюватися форма зовнішньої поверхні ванни розплаву. Це призводить до формування відповідної структури наплавленого металу й забезпечує кращу стабільність товщини наплавленого шару. Тому метою даної роботи є дослідження траєкторій руху різних домішок залежно від їх маси, швидкості обертання, сил опору тертя і в’язкого опору розплаву, які впливають на властивості і стабільність товщини наплавленого металу. Наведені розрахунки дозволяють математично описати досліджувану частинку розплавленого металу, а саме її координати, траєкторію та відносну швидкість переміщення в той чи інший момент часу в проміжку від 0 до 5 s при заданому початковому положенні й кутовій швидкості обертання диска.; The objective of the article is to study the trajectory of motion of different alloys according to mass, rotation speed, force of friction resistance, force of viscous resistance that influence the properties and stability of weld metal. The obtained calculations allow to describe mathematically the molten metal particle under study, in particular its coordinates, trajectory and the relative speed of motion in different time from 0 to 5 s, at a given initial position and angular speed of disk rotation.

Comparison of calculatings methods of the main parameters for single-tier tuyeres

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Comparison of calculatings methods of the main parameters for single-tier tuyeres Автори: Юшкевич, Павло Олегович; Yushkevich, Pavlo Короткий огляд (реферат): Питанню розрахунку конструктивних параметрів одноярусних фурм присвячена велика кількість робіт, в яких запропоновано різноманітні методики та рівняння для цього. Однак відсутня інформація щодо того, які з цих методик дозволяють отримати основні конструктивні параметри одноярусних фурм, що будуть відповідати діючим штатним конструкціям, адаптованим до сучасних умов роботи Національних металургійних підприємств України. Наявність свідчень стосовно таких методик необхідна, так як буде сприяти розробленню досконаліших конструкцій верхніх фурм. Потреба впровадження в них постала у зв’язку зі складними умовами роботи, що спостерігаються на сьогодні у киснево-конвертерних цехах Національних металургійних підприємств України. Проведено аналітичні дослідження за рядом робіт з цього питання. Сформовано п’ять методик для визначення основних конструктивних параметрів одноярусних фурм. Кожна з методик має певні характерні відмінні риси в алгоритмі розрахунків та відповідає вимогам поставленої мети й завдань у роботі. Треба також відзначити, що сформовані методики охоплюють усі три групи підходів до розрахунку основних конструктивних параметрів одноярусних фурм. За цими п’ятьма методиками проведено відповідні аналітично-розрахункові дослідження. У результаті отримано п’ять варіацій основних конструктивних параметрів одноярусних фурм для умов роботи 160-ти конвертерів ПАТ «АМКР» та 250-т ПАТ «ДМК». Співставлення їх з параметрами штатних конструкцій діючих одноярусних фурм дозволило встановити, що найбільш відповідні результати до сучасних умов роботи Національних металургійних підприємств України можливо отримати за методикою один та чотири. Методика один передбачає алгоритм розрахунку за 37 рівняннями. Вона дозволяє отримати усі основні конструктивні параметри для одноярусної фурми з можливістю розрахунку укорочених сопел Лаваля. Методика чотири на відміну від попередньої надає можливість провести розрахунок за 18 рівняннями. Це суттєво скорочує витрату часу, але для методики чотири необхідне проведення ряду додаткових графічних побудов. За методикою чотири неможливо встановити кут у плані між осями сопел фурми. Необхідність проведення додаткових графічних побудов за четвертою методикою може ускладнити розроблення розрахункової програми.; A large number of articles have been devoted to the problem of calculation of main parameters for single-tier tuyeres. Various methods and equations on the matter have been proposed in the papers. However, they do not provide the necessary information which of these methods allows the obtaining of the main design parameters of single-tier tuyere, which will correspond to the existing standard structures, i.e. will be adapted to modern working conditions of national iron-and-steel enterprises of Ukraine. The creation of above-mentioned methods of calculation is an important question, as it will contribute to the development of more advanced single- tier tuyeres. Five methods have been developed for calculation of the main design parameters of single-tier tuyeres. Appropriate analytical and computational research was conducted using these five methods. It was found that the approximate comparison results of the modern main design parameters of single- tier tuyere on the converters of National iron-and-steel enterprises of Ukraine can be obtained by methods one and four. However, the method four requires some additional graphs which can complicate the development of the calculation program for this method.

Study of heat resistance of epoxy matrix modified by phthalimide for protection of vehicles

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Study of heat resistance of epoxy matrix modified by phthalimide for protection of vehicles Автори: Букетов, Андрій Вікторович; Шарко, Олександр; Чернявська, Тетяна; Івченко, Тетяна; Яцюк, Віталій Миколайович; Окіпний, Ігор Богданович; Buketov, Andriy; Sharko, Alexander; Cherniavska, Tatiana; Ivchenko, Tatiana; Yatsyuk, Vitaly; Okipnyi, Ihor Короткий огляд (реферат): Показано перспективи використання нових модифікованих матеріалів на полімерній основі для відновлення деталей засобів транспорту. Перспективним при формуванні антикорозійних покриттів є використання зв’язувачів на основі епоксидних діанових олігомерів. Для покращення властивостей епоксидних матриць на попередній стадії їх формування вводять активні добавки. Перспективним є застосування модифікатора фталіміду, який містить активні до міжфазової взаємодії функціональні групи. Як основний компонент для зв’язувача при формуванні композитів вибрано епоксидний діановий оліґомер. Для зшивання епоксидних композицій використано твердник поліетиленполіамін, що затверджує матеріали при кімнатних температурах. Обґрунтовано вибір у вигляді модифікатора фталіміду для поліпшення теплофізичних властивостей розроблених матеріалів. Досліджено теплостійкість (за Мартенсом), температуру склування й термічний коефіцієнт лінійного розширення модифікованих епоксидних композитів. Встановлено, що для формування композитного матеріалу чи захисного покриття з поліпшеними теплофізичними властивостями в епоксидний зв’язувач доцільно вводити модифікатор фталімід у кількості q = 0,25…0,50 мас.ч. на q = 100 мас.ч. епоксидного олігомеру ЕД-20. На основі проведених випробувань теплофізичних властивостей модифікованих фталімідом матеріалів встановлено допустимі межі температури, при яких можливо використовувати розроблені композити.; The perspectives of using new modified polymer-based materials for the restoration of vehicle parts are substantiated in this article. The use of binders based on epoxy diane oligomers is proved to be promising in the formation of anti-corrosion coatings. To improve the properties of epoxy matrices at the preliminary stage of their formation, active additives are introduced. The use of a phthalimide modifier, which contains functional groups active before interfacial interaction, is proved to be promising as well. An epoxy diane oligomer is selected as the binder‘s main component in the formation of composites. The hardener polyethylene polyamine is used for crosslinking the epoxy compositions. It allows to harden materials at room temperatures. The choice of a phthalimide modifier for the improvement of thermophysical properties of the developed materials is substanciated. Heat resistance (according to Martens), glass transition temperature and thermal coefficient of linear expansion of modified epoxy composites are studied. To form a composite material or protective coating with improved thermophysical properties, the modifier phthalimide in the amount of q = 0.25… 0.50 pts. wt. at q = 100 pts. wt. of epoxy oligomer ED-20 should be introduced into the epoxy binder. Based on the tests of thermophysical properties of phthalimide-modified materials, the allowable temperature limits, at which it is possible to use the developed composites, are found.

Dynamic model of speed control through ring gears in a device with a multistage gear differentials and closed-loop hydraulic systems

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Dynamic model of speed control through ring gears in a device with a multistage gear differentials and closed-loop hydraulic systems Автори: Стрілець, Олег Романович; Strilets, Oleh Короткий огляд (реферат): У приводах підйомно-транспортних, будівельних, дорожніх, меліоративних, сільськогосподарських і гірничих машин, на автомобілях і тракторах, на судах, літальних і підводних апаратах виникає необхідність керування змінами швидкості за величиною та напрямком їх виконавчих механізмів. Для цього використовуються ступінчасті й безступінчасті коробки швидкостей. Відомі пристрої керування змінами швидкості мають багато недоліків, які негативно впливають на довговічність і надійність деталей приводів і машин у цілому. Розроблення на рівні винаходів вантажоупорного зупинника у вигляді замкнутої гідросистеми (пат. № 2211796 RU і пат. № 44135 UA) і застосування його у зубчастих диференціалах, дозволило розробити ряд пристроїв для керування змінами швидкості у механічних приводах за рахунок регулювання руху рідини в замкнутій гідросистемі. Це пов’язано з тим, що зубчастий диференціал володіє двома ступенями вільності і в передаванні руху приймає три ланки – сонячне зубчасте колесо, епіцикл і водило. Запропоновано, щоб одну із ланок використовувати для керування процесом зміни швидкості між ведучою і веденою ланками за допомогою замкнутої гідросистеми. Розроблений на рівні корисних моделей ряд нових пристроїв керування змінами швидкості підвищують роботоздатність техніки, що підтверджують проведені теоретично- комп’ютерні кінематичні та енергетичні дослідження. Розглянуті останні дослідження й публікації присвячені одноступінчастим планетарним і диференціальним зубчастим передачам та мало пов’язані з багатоступінчастими зубчастими диференціалами. Мета даної роботи розробити математичну модель динамічних процесів у пристроях зміни швидкості за допомогою багатоступінчастих зубчастих диференціалів з замкнутими гідросистеми у випадку, коли ланками керування є епіцикли, а ведучим валом є сонячне зубчасте колесо першого ступеня, а веденим валом є водило останнього ступеня. Для досягнення мети рух механічної системи у формалізованому вигляді змодельовано рівнянням Лагранжа ІІ роду. Для цього складено вираз для кінетичної енергії й обертального моменту та отримано систему диференціальних рівнянь, яка виражає математичну динамічну модель пристрою зміни швидкості за допомогою багатоступінчастого зубчастого диференціала з замкнутими гідросистемами через епіцикли. Отримані результати можуть бути підґрунтям для проведення кількісного аналізу на ПК силових залежностей механічного привода з гідросистемним керуванням через епіцикли, коли навантаження, тобто обертальний момент опору на веденій ланці – водилі, змінюється періодично протягом тривалого часу; або величина ударного навантаження після різкого збільшення залишається незмінним протягом тривалого часу; або величина ударного навантаження після різкого збільшення зберігається протягом малого часу; або виконавчий механізм миттєво зупиняється внаслідок значного перевантаження.; The dynamic processes in the device for speed control with multistage gear differential and closed-loop hydraulic systems through ring gears have been studied for case when the leading link is the sun gear of the first stage, and the driven is a carrier of the last stage. For such a device, the equation of kinetic energy has been compiled and the dynamics equations have been obtained by the Lagrange method, which have been solved. The obtained results are the basis for further computer simulation on and quantitative analysis to assess the performance of such devices and select the necessary closed-loop hydraulic systems to control speed changes.

Mechanical properties of heat-resistant superalloy INCONEL 718 obtained by selective laser melting and heat treatment under different load directions

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Mechanical properties of heat-resistant superalloy INCONEL 718 obtained by selective laser melting and heat treatment under different load directions Автори: Аджамський, Сергій Вікторович; Кононенко, Ганна Андріївна; Подольський, Ростислав Вячеславович; Adjamskiy, Sergey; Kononenko, Ganna; Podolskyi, Rostislav Короткий огляд (реферат): Адитивне виробництво – це перспективний сучасний напрям, який дозволяє швидко і з високою точністю пошарово виготовляти складнопрофільні вироби за комп’ютерною моделлю практично з будь-яких металевих порошків. Роботу присвячено дослідженню впливу орієнтації зразка при 3-D друку і режимів термічної обробки на механічні властивості зразків, виготовлених з жароміцного нікелевого сплаву Inconel 718, виготовленого за SLM-технологією. При дослідженні впливу положення зразка при друці було встановлено, що показники міцності незначно вищі для вертикальних зразків (до 9%), а пластичність нижча в середньому на 20%. Після стандартної термічної обробки, яка складається з двох стадій (гартування та старіння) з охолодженням на спокійному повітрі показники міцності вертикально й горизонтально побудованого зразків дуже близькі (різниця становить до 3%). Показники пластичності для горизонтального положення зразка при друці вище на 10% і 30%. За макрогеометрією досліджувані зразки мають чашковий злам, за мікрофракторамами встановлено, що механізм руйнування в’язкий та квазікрихкий. У початковому стані, який формується при 3-D друці, спостерігалися ознаки в’язкого руйнування: тріщина розповсюджується в основному шляхом поділу металу по площинах, які не збігаються з кристалографічними площинами ділянок. В основному поверхня їх руйнування у вигляді ямок, мікрозаглибин на поверхні руйнування, що являють собою розкриті поверхні мікропорожнеч, які утворилися в процесі пластичної течії металу. При дослідженні металу дослідних зразків у полірованому стані встановлено, що зразки № 1–5 мали високу суцільність (низьку пористість), спостерігали невелику кількість оксидних включень. Встановлено, що наявність дефектів у вигляді мікропор не призвела до істотного зниження механічних властивостей дослідних зразків.; Additive manufacturing is a promising modern direction that allows quickly and with high accuracy layer-by-layer manufacture of complex-shaped products using a computer model from almost any metal powders. This work is devoted to the study of the influence of specimen orientation during 3-D printing and heat treatment modes on the mechanical properties of specimens made of Inconel 718 heat-resistant nickel alloy manufactured using SLM technology. In the study of the position of the specimen during printing, it was found that the strength indicators are slightly higher for vertical specimens (up to 9%), and the plasticity is lower on average by 20%. After standard heat treatment, which consists of two stages (quenching and aging) with cooling in quiet air, the strength values of vertically and horizontally constructed specimens are very close (the difference is up to 3%).The plasticity values for the horizontal position of the specimen when printing are 10% and 30% higher. According to macrogeometry, the specimens under study have cup fracture; according to microfractors, it was established that the fracture mechanism is viscous and quasi-brittle. In the initial state, which is formed by 3-D printing, there were signs of viscous fracture: the crack propagates mainly by separating the metal in planes that do not coincide with the crystallographic planes of the sections, mainly the fracture surface in the form of pits - microdepressions on the fracture surface. representing the exposed surfaces of the microvoids formed during the plastic flow of the metal. In the study of the metal of the test specimens in the polished state, it was found that specimens No. 1-5 had high integrity (low porosity), a small amount of oxide inclusions was observed. The study found that the presence of defects in the form of micropores did not lead to a significant reduction in the mechanical properties of the test samples.

Title

Fri, 18 Sep 2020 00:00:00 GMT

Назва: Title