2020

Постійне посилання на фонд

https://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/3343

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 60

Аналіз зв’язків керувальних дій у системі автоматичного управління бурінням свердловин
(2020) Кропивницька, В. Б.; Kropyvnytska, Vitaliya B.
Анотація. У статті розглянуто особливості моделювання процесу буріння свердловини для завдань автоматизованого управління. Зроблено поділ бурової техніки на сім підмножин, що дозволило формалізувати завдання автоматизованого управління процесом буріння під час вибору раціонального режиму експлуатації конкретної свердловини. Показано, що кожен рейс долота характеризується кортежем із трьох векторів: показників ефективності та векторів керувальних і збурювальних дій. Визначено складність завдання автоматизованого управління процесом буріння глибоких свердловин, зважаючи на велику множину комбінацій бурової техніки. Проаналізовано проблему вибору оптимального осьового зусилля на долото як основної керувальної дії під час буріння свердловин алмазними та шарошковими долотами. Запропоновано метод вибору базових значень осьового зусилля і частоти обертання, яким відповідає мінімум питомих витрат енергії, що дозволить знизити енерговикористання паливно-енергетичного комплексу шляхом зменшення витрат енергії на процес видобування вуглеводнів. Геометрично показано, що зі збільшенням осьового зусилля на долото частота його обертання зменшується. Це дозволяє зробити висновок про необхідність введення в математичну модель процесу буріння рівняння, яке зв’язує осьове зусилля на долото із частотою його обертання. Результатом дослідження є система рівнянь, яка дозволяє отримати базові значення керувальних дій процесу поглиблення нафтових та газових свердловин з урахуванням обмежень на них. В обмеженнях неявно враховується вибір множини бурової техніки для заданого інтервалу буріння, що забезпечує оптимальний режим роботи за конкретних фізико-механічних властивостей гірських порід. Крім того, отримано рівняння, яке дозволяє визначити зв’язок між осьовим зусиллям на долото та частотою його обертання. Отримані автором результати дослідження можуть бути використані в автоматизованій системі контролю й управління процесом буріння нафтових і газових свердловин роторним способом.
Виготовлення друкованих плат за допомогою технологій 3D-друку
(2020) Невлюдов, І. Ш.; Близнюк, Д. С.; Гурін, Д. В.; Нікітін, Д. О.; Разумов-Фризюк, Є. А.; Стрілець, Р. Є.; Nevliudov Igor Sh.; Bliznyuk Danila S.; Gurin Dmytro V.; Nikitin Dmytro A.; Razumov-Frizyuk Yevgen A.; Strelets Roman E.
Анотація. Різноманіття радіоелектронної техніки та зростаючий масовий попит на неї висувають такі нові технічні вимоги, як мініатюризація апаратури, багатомодульність пристроїв. Перед виробниками постають складні завдання: задоволення вимог ринку, відповідність існуючим стандартам виробництва. Сучасний розвиток технологій в області приладобудування насамперед спрямований на мініатюризацію пристроїв і інтеграцію в одному пристрої великої кількості модулів, що призводить до необхідності мініатюризації як виробів загалом, так і їхніх окремих компонентів, вузлів і друкованих модулів. Мініатюризація пристрою передбачає зменшення як розмірів радіоелектронних елементів, так і габаритів друкованих плат (далі – ДП). Технологія фотолітографії для виробництва ДП найбільше відповідає поставленим вимогам. Однак процес виготовлення плат за такою технологією трудомісткий і вимагає додаткових витрат на створення трафаретів, використання яких не дозволяє швидко перелаштовувати виробництво на створення нових виробів. При сучасних темпах автоматизованого виробництва відсутність подібної гнучкості є істотним недоліком. Одним зі способів вирішення цих проблем можуть стати розробки методів адаптації та оптимізації технологічних параметрів експонування топології ДП з використанням адитивних технологій 3D-друку. Це актуальна тема, яка може забезпечити не тільки вирішення поставлених проблем, а й такі необхідні параметри виробу: збереження геометричних розмірів топології ДП; точність позиціонування провідників; забезпечення електричної надійності ДП; збереження механічної стійкості провідників; уникнення дефектів у топології ДП. У цій статті розглянуто можливості застосування адитивних технологій 3D-друку плат із застосуванням фотополімерних принтерів SLA, DLP і LCD. Запропонована технологія дозволяє об’єднати виробничі процеси нанесення маски та експонування, що відрізняється від традиційного методу фотолітографії. У статті описано принцип дії експериментальної установки. Під час експерименту методом фотополімерної маски була виготовлена тестова друкована плата, якість якої (травлення торців доріжок, відхилення геометричних розмірів при травленні) порівняли з платою, виконаною з використанням фоторезистивної плівки.
Автоматизація підготовки даних для географічного блока ахівної бази даних
(2020) Прокоп, Ю. В.; Трофименко, О. Г.; Прокоп, А. С.; Prokop, Yuliіa V.; Trofymenko, Olena G.; Prokop, Artem S.
Анотація. Створення архівних інформаційно-пошукових систем є одним з актуальних напрямів розвитку української архівної галузі. Проте реалізація його потребує внесення до баз даних величезного обсягу інформації, причому цей процес нині не автоматизований, а тому потребує значних людських ресурсів для введення даних вручну. Метою роботи є дослідження автоматизації процесу підготовки даних для географічного блока архівної інформаційно-пошукової системи із джерел різного формату: електронних реєстрів, вебсторінок, паперових друкованих видань, рукописних архівних документів тощо. Пропонується підсистема для підготовки даних, яка складається з модулів пошуку джерел інформації, видобування даних, ідентифікації даних і внесення інформації до бази. Значну частину роботи в підсистемі було автоматизовано, тому вона вже не потребує ручного введення даних. Вибір методу видобування і попереднього опрацювання даних залежить від джерела інформації. З урахуванням специфіки завдання можна припускати, що більшість джерел є або друкованими виданнями, або рукописними архівними документами. Тому першим кроком для їх опрацювання має бути сканування і розпізнавання тексту за допомогою поширених програмних засобів або нейронної мережі. Отриманий із джерел неструктурований текст методом синтаксичного аналізу трансформується у структурований і заноситься в таблиці певного шаблону. Видобуті дані мають бути ідентифіковані, відомості про тотожні адміністративні одиниці – об’єднані та внесені в базу даних. Запропонована підсистема підготовки даних була реалізована на прикладі підготовки географічних відомостей для Миколаївської області. Практична значимість отриманих результатів полягає в тому, що використання запропонованого алгоритму дозволить автоматизувати заповнення географічного блока даними інших регіонів для використання в регіональних тематичних архівних базах даних і загальнодержавній архівній інформаційно-пошуковій системі.
Перспективи використання роторно-поршневих двигунів в енергетичних установках акумулювання електричної енергії
(2020) Митрофанов, О. С.; Mytrofanov, Oleksandr S.
Анотація. Мета – аналіз та розробка перспективних схем енергетичних установок акумулювання електричної енергії за рахунок стиснутого повітря, а також оцінка можливості використання роторно-поршневих двигунів у їх складі. Методика. Розробка принципової схеми енергетичної установки акумулювання стиснутого повітря реалізується за допомогою методів аналізу та узагальнення. Дослідження ефективності застосування роторно-поршневих двигунів нової конструкції у складі схем акумулювання енергії виконується за допомогою методу математичного моделювання. Результати. Проаналізовано сучасний стан та перспективні напрями розвитку систем акумулювання надлишкового електричного струму, отриманого внаслідок використання ВДЕ. Як перспективний метод виділено спосіб акумулювання енергії у вигляді стиснутого повітря. Узагальнено переваги та недоліки різних схем, а також обрано напрям підвищення ефективності. Розроблено принципові схеми (діабатичну та адіабатичну) енергетичних установок акумулювання енергії малої потужності за рахунок стиснутого повітря із застосуванням роторно-поршневих двигунів. Номінальна ефективна потужність енергетичної акумуляторної установки становить 11 кВт, тривалість розрядження акумулятора до мінімального значення тиску – 24 год., робочий тиск системи живлення роторно-поршневого двигуна 0,8…2,0 МПа. Проаналізовано та наведено у вигляді індикаторної діаграми вплив підігріву робочого тіла перед розширенням на змінення індикаторної роботи циклу. Встановлено, що підігрів робочого тіла за рахунок використання акумульованого тепла стиснення дає змогу підвищити потужність двигуна на 12,5 %. Визначено мінімальний об’єм акумулятора стиснутого повітря для адіабатичної схеми акумулювання та тиску зберігання 20 МПа, який становить 38 м3. Установлено та подано у вигляді поверхні залежність змінення мінімального об’єму акумулятора від температури підігріву робочого тіла перед двигуном і тиску зберігання в акумуляторі. Наукова новизна. Дана оцінка ефективності застосування роторно-поршневих двигунів нової конструкції у складі системи акумулювання енергії у вигляді стиснутого повітря. Проаналізовано вплив використання тепла стиснення для підвищення температури робочого тіла на ефективність енергоперетворення в роторно- поршневому двигуні. Практична значимість. Подано практичні рекомендації щодо вибору принципу роботи та проєктування енергетичних установок акумулювання енергії малої потужності на базі роторно-поршневих двигунів нової конструкції.
Вплив властивостей прошарку припою на напружено-деформований стан спаяних вузлів з жароміцних сплавів
(2020) Квасницький, В. В.; Матвієнко, М. В.; Бутурля, Є. А.; Kvasnytskyi, Viktor V.; Matviienko, Maksym V.; Buturlia, Yevhen A.
Анотація. Досліджено напружено-деформований стан (НДС) вузлів з жароміцного сплаву. Зварювання плавленням ливарних жароміцних сплавів не дає позитивних результатів. Основним способом з'єднання є паяння, але в зоні стику формується прошарок, механічні властивості якого відмінні від властивостей основного металу, що призводить до утворення складного НДС, який впливає на працездатність з'єднань. Для вивчення НДС використано комп'ютерне моделювання методом скінченних елементів та програмний комплекс ANSYS. Досліджено НДС при швидкому й повільному охолодженні циліндричних зразків з прошарками, які мають меншу границю плинності (на 15 %) та менший опір повзучості на 15 і 30 %, порівняно з основним металом. Встановлено, що на невеликій ділянці основного металу поблизу зовнішньої поверхні біля стику з прошарком і в самому прошарку формується складний НДС. Показано, що зміна опору повзучості прошарку в досліджуваному інтервалі мало впливає на характер розподілу і величину напружень на ділянці об'ємного НДС. Довжина цієї ділянки складає біля 5 товщин прошарку. Отримано епюри радіальних, осьових, дотичних і еквівалентних напружень, а також головних напружень при різних комбінаціях коефіцієнтів лінійного термічного розширення (КЛТР) і швидкостей повзучості основного металу і прошарків. Наведено криві зміни коефіцієнтів жорсткості напруженого стану, що визначається через співвідношення головних і еквівалентних напружень. Встановлено, що поява пластичних деформацій, як миттєвих, так і повзучості в прошарку мало впливає на коефіцієнт жорсткості напруженого стану і ступінь зміцнення або знеміцнення як основного металу, так і металу прошарку. Повільне охолодження знижує напруження в прошарку і в невеликій ділянці основного металу поблизу стику біля зовнішньої поверхні вузла за рахунок деформацій повзучості. При збільшенні різниці між КЛТР основного металу і прошарку рівень напружень зростає по всій довжині прошарку. Тому при розробці припоїв необхідно забезпечувати їх КЛТР близьким до КЛТР основного металу. Повільне охолодження після паяння сприяє зниженню рівня напружень за рахунок деформацій повзучості прошарку.
Технологічні особливості зварювання інфрачервоним випромінюванням елементів інфузійних медичних систем на основі стирольних кополімерів СEБС
(2020) Таланюк, В. В.; Шадрін, А. О.; Кораб, М. Г.; Юрженко, М. В.; Talanyuk, Victoria V.; Shadrin, Andriy O.; Korab, Mykola G.; Iurzhenko, Maksym V.
Анотація. Термопластичні еластомери (ТПЕ) – це матеріали, що мають пружні властивості, які подібні до гуми, однак здатні до плавлення, та яким притаманні всі характерні властивості термопластів. За хімічним складом розрізняють декілька видів термопластичних еластомерів: поліамідні, поліетерові, поліуретанові та стиренові кополімери. Разом із кополімерами широко застосовуються також блок-кополімери, для яких характерна наявність у структурі їхніх макромолекул ланок різних полімерів. До таких полімерів, наприклад, належить стирол-етилен-бутилен-стирол блок-кополімер (СЕБС) – новий біосумісний полімерний матеріал, який знаходить широке застосування в різноманітних галузях промисловості, наприклад, у будівництві, автомобіле- та приладобудування тощо. Стирол-етилен-бутилен-стирол блок-кополімер належить до стирольних блок-кополімерів другого покоління, вироби з яких мають високі фізико-механічні властивості, а його біосумісність також дозволяє використовувати його в медичній галузі. У роботі наведені основні характеристики та проведено аналіз переваг термопластичних еластомерів на прикладі стирол-етилен-бутилен-стирол блок-кополімеру в порівнянні із традиційними для окремих галузей промисловості полімерними матеріалами. Стирол-етилен-бутилен-стирол блок-кополімер – це конструкційний термопластичний полімерний матеріал, який за властивостями подібний до синтетичних каучуків, еластичний або жорсткий залежно від хімічної будови, досить термостійкий, стійкий до впливу різноманітного середовища, зокрема й озону, ультрафіолетового випромінювання й інших атмосферних явищ. Він не має вираженого смаку та запаху, може контактувати з різноманітними харчовими продуктами та біологічними тканинами. Уважається, що стирол-етилен-бутилен-стирол блок-кополімер відносно важко піддається переробці під час розплавлення, тому його іноді змішують із блок-кополімерами, які підвищують його здатність до переробки та формування виробів. Унікальне поєднання теплофізичних, хімічних, діелектричних властивостей, здатність до повторної переробки зумовили широке використання стирол-етилен-бутилен-стирол блок-кополімеру як конструкційного матеріалу та компонента різних компаундів у багатьох галузях промисловості: в автомобілебудуванні – еластичні деталі салону, килимки, пильники, покриття для педалей, ущільнювачі; у побутовій і оргтехніці – гнучкі та теплостійкі деталі, сидіння для велосипедів, еластичні деталі мобільних телефонів, корпуси пультів дистанційного керування, елементи комп’ютерних клавіатур та мишок, гнучкі деталі авторучок, корпуси дитячих іграшок, зубних щіток, елементи аксесуарів для купання – підводних костюмів, ласт, масок; у виробництві інструментів – рукоятки для ручних і електроінструментів, рукоятки ножів, елементи будівельних інструментів – пензлів, кельм тощо; у виробництві взуття – підошви й інші еластичні деталі побутового, спортивного та спеціального взуття; у електротехніці – гнучкі роз’єми, ізоляція дротів тощо; у сантехніці – ущільнення, гофровані гнучкі шланги тощо; у медичній промисловості – гнучкі та жорсткі ємності, медичні трубки, інфузійні та трансфузійні системи, елементи лабораторного обладнання. Насамперед у медичній галузі стирол-етилен-бутилен-стирол блок-кополімер активно застосовується як заміна традиційних полімерних матеріалів, які багато років використовуються та мають багато недоліків.
Експериментальне дослідження регулятора курсу автономного ненаселеного підводного апарату з радіобуєм
(2020) Сірівчук, А. С.; Sirivchuk, Andriy S.
Анотація. Висвітлення підводної обстановки є важливою частиною морегосподарської діяльності. Велика частина водних акваторій України припадає на мілководдя. Ефективним засобом висвітлення підводної обстановки на мілководних акваторіях є використання автономних ненаселених підводних апаратів з радіобуєм. Під час використання даного типу підводного апарата виникає необхідність автоматизації рутинних задач, що значно полегшить роботу оператора та збільшить ефективність роботи в цілому. Однією з важливих задач автоматизації руху автономного ненаселеного підводного апарата з радіобуєм є автоматична система стабілізації курсу. За допомогою математичного моделювання неможливо забезпечити повну достовірність експерименту, тому після синтезу регулятору на математичній моделі виникає необхідність підтвердження результату за допомого натурного експерименту. Метою роботи є підтвердження працездатності синтезованого регулятору курсу, що входить до системи керування рухом автономного ненаселеного підводного апарата з радіобуєм, за допомогою натурного експерименту. Оскільки немає можливості провести натурний експеримент за допомогою ненаселеного підводного апарата з радіобуєм, то було прийнято рішення провести його за допомогою прив‘язного підводного апарата з аналогічною структурою рушійно-кермового комплексу. Використання прив’язного підводного апарата виправдовується наявністю всіх тих зовнішніх збурень, що й для автономного ненаселеного підводного апарата з радіобуєм. Для підвищення достовірності поточного курсу використовується три датчики: гіроскоп, акселерометр та магнітометр. За допомогою фільтру Маджвіка часткового компенсуються недоліки кожного типу датчиків. Після проведення натурного експерименту час перехідного процесу становить 5 с, а коливання точці стабілізації не перевищують 1°, що зумовлено точністю датчиків. Проведений натурний експеримент підтверджує працездатність роботи регулятору, а перехідний процес має меншу різницю, ніж під час математичного моделювання.
Визначення навантаження, що діє на валопровід під час стоянки судна та його руху на хвилюванні
(2020) Урсолов, О. І.; Ursolov, Oleksandr I.
Анотація. До основних причин аварійності суднових валопроводів та їх підшипників можна віднести недосконалість розрахункових моделей згину валопроводу та нерозглядання на етапі розрахунку центрування валопроводу режимів його роботи під час руху судна на хвилюванні. Існуючі підходи до врахування впливу хвилювання обмежуються розгляданням лише гідродинамічних сил на гребному ґвинті або згину судна за статичної постаноки на хвилю. Розроблено метод розрахунку статичного згину валопроводу водночас у вертикальній та горизонтальній площинах, як багатопрогонової непризматичної балки, що лежить на неоднорідній нелінійній односторонній зміщуваній пружній основі Вінклера, який точніше моделює згин суднового валопроводу порівняно з поширеною моделлю балки на вузлових опорах завдяки більш досконалій моделі підшипника. Основою нового підходу є метод скінчених елементів та розділення згину на два розв’язки, а саме згин лише від зміщення підшипників та лише від деформування пружної основи. Розроблено метод визначення навантажень, які діють на валопровід за сумісної роботи системи судно–валопровід в умовах стоянки судна та його руху на інтенсивному нерегулярному хвилюванні. У математичну модель входять рівняння гідродинамічної теорії хитавиці, спектральної теорії нерегулярного хвилювання, вирази для інерційних сил, що діють на валопровід від хитавиці, теорії несучої поверхні для розрахунку гідродинамічних сил на гребному ґвинті, рівняння згину та зсуву еквівалентного бруса як непризматичної балки, вирази методу скінченних елементів для розрахунку згину днищового перекриття машинного відділення та згину валопроводу. Проведено тестові розрахунки на розробленій моделі функціонування валопроводу на прикладі контейнеровоза. Проведено аналіз впливу інерційних сил, гідродинамічних навантажень на гребний ґвинт та загальних і місцевих деформацій корпусу в умовах хвилювання на роботу валопроводу. Результати дослідження показали, що під час хитавиці основний вплив на навантаження дейдвудного підшипника здійснюють гідродинамічні сили на гребному ґвинті й інерційні сили, а на навантаження проміжних підшипників найбільше впливають інерційні сили. Також було визначено, що деформації корпусу судна на хвилях мало впливають на навантаження підшипників, але мають значний вплив на розцентрування валів у підшипниках.
Стратегічна карта як частина науково-дослідницької роботи студентів вищих навчальних закладів
(2020) Деркаченко, Ю. В.; Бауліна, Т. В.; Кухтик, Т. В.; Derkachenko, Yuliia V.; Baulina, Tatiana V.; Kuchtyk, Tamara V.
Анотація. Мета – розробка й обґрунтування теоретико-методологічних засад, методичних основ та практичних рекомендацій щодо вивчення сутності стратегічних карт та можливості використання основ стратегічного менеджменту в навчальному процесі студентів вищих навчальних закладів напряму «Комп’ютерні науки». Стратегічні карти є простим та наочним способом побудови лінії науково-дослідної роботи з чітким планом дій, описом очікуваних результатів. Вони упорядковують діяльність студента, роблять її більш ефективною, дозволяють досягати більш високих результатів. Стаття вперше порушує питання використання основ стратегічного менеджменту в навчальній роботі студентів ВНЗ та представляє досвід Донбаського інституту техніки та менеджменту вищого закладу освіти «Міжнародний науково-технічний університет ім. акад. Ю. Бугая». Стратегічна карта являє собою причинно-наслідкову діаграму, яка передбачає рух студента від вибору теми дослідження, підбирання та опрацювання літератури до написання розділів, вступу та висновків, створення додатків. Вона включає не тільки обов’язкові етапи роботи, але і прописані очікувані результати. Науковий керівник допомагає створити стратегічну карту, а потім контролює рух студента від одного етапу роботи до іншого. Готова магістерська робота підлягає захисту та завершує науково-дослідну роботу студента. Поставлена проблема є актуальною, оскільки в умовах швидких змін у різних сферах життя людина повинна планувати свій час, розподіляти його та ефективно використовувати. Досліджено, що стратегічна карта – це спосіб відбиття стратегії студента, цілей та напрямів його пошукової діяльності. Для студентів напряму «Комп’ютерні науки» це причинно-наслідкові діаграми. Першим кроком студента під час написання магістерської роботи є саме складання такої діаграми. Вона має включати всі етапи пошукової роботи та очікувані результати.
Метод факторизации функции распределения двунаправленного отражения в трехмерных сценах
(2020) Романюк, А. Н.; Вяткин, С. И.; Войтко, В. В.; Романюк, О. В.; Romanyuk, Olexandr N.; Vyatkin, Sergey I.; Voitko, Viktoriia V.; Romanyuk, Oksana V.
Анотація. Функція розподілу двонаправленого відображення описує відображення світла від поверхні. Важливим є використання довільних двонаправлених відображень під час рендерингу в режимі реального часу. Метою роботи є підвищення реалістичності формування гладких поверхонь з використанням факторизації функції розподілу двонаправленого відображення в тривимірних сценах, що дає змогу адаптувати процес для використання сучасними графічними апаратними процесорами. Метод стиснення уявлення двонаправленого відображення має застосовуватися з використанням доступного зіставлення текстур і обчислювальних можливостей графічних процесорів. Наукова новизна роботи полягає в запропонованому чисельному методі гомоморфної факторизації, за допомогою якого можна розкласти довільні двонаправлені відображення на частини двох або більше факторів менших розмірностей, кожна з яких залежить від інтерпольованих геометричних параметрів. Порівняно з відомим методом факторизації на основі розкладання сингулярних значень запропонований метод генерує факторизацію тільки з позитивними факторами. Ця відмінність має велике практичне значення, оскільки робить його більш відповідним для сучасних графічних апаратних процесорів, забезпечуючи контроль над гладкістю результуючої поверхні, мінімізуючи відносну, а не абсолютну помилку, і може мати справу з розсіяними, розрідженими даними без окремого алгоритму вибірки та інтерполяції. Фізичний коефіцієнт відбиття поверхні може бути змодельований локально за допомогою двонаправленого методу функції розподілу відбивної здатності. Для однорідної поверхні вихідне випромінювання від точки в певному напрямку може бути розраховане з використанням інтеграла вхідного випромінювання над усіма вхідними напрямками. Чисельний підхід, заснований на сингулярному розкладанні, будує апроксимацію ряду, що складається з суми кількох добутків функцій. На відміну від чисельного підходу, в запропонованому методі використовується чистий добуток функцій у разі факторизації. Проєкції функцій визначають параметризацію множників відносно оригінальної параметризації двонаправленого відображення. Проєкції функцій можуть бути також нелінійними. Запропоноване роздільне уявлення функції уникає негативних чисел, що дає змогу використовувати прості і зручні в обчисленнях параметризації. Це забезпечує гнучкість запропонованого методу і зумовлює легкість його застосування на практиці.
The mathematical model for the clte of solids study using the structural units method
(2020) Evfimko, Konstantin D.; Shapoval, Natalia O.; Koval, Sergiy S.; Євфимко, К. Д.; Шаповал, Н. О.; Коваль, С. С.
Анотація. Наведено математичну модель і метод визначення коефіцієнта теплового розширення твердих тіл методом структурних одиниць: теоретико-експериментальний підхід, заснований на використанні потенціалів міжатомної взаємодії і мікро- та макроструктурних даних: атомної або молекулярної конфігурації структурної одиниці, відомих парамерів (D, ±, r ), модифікованого потенціалу Морзе для металів (Al, Cu, Fe), фізичних параметрів всього об’єкта. Даний метод передбачає використання математичного моделювання в сукупності з експериментальними даними: у процесі вирішення модельних рівнянь використовуються емпіричні дані. Запропонований метод дозволяє теоретично розрахувати мікроструктурні динамічні лінійні (CLTE) і об’ємні коефіцієнти теплового розширення з урахуванням часу процесу в діапазоні між структурними переходами в широкому діапазоні температур із відомою конфігурацією структурної одиниці з урахуванням енергетичних характеристик багатоатомної взаємодії мікроструктури. За допомогою комп’ютерних розрахунків отримано криві значень теоретичного динамічного мікроструктурного коефіцієнта лінійного розширення для Al, Cu і Fe в широкому діапазоні температур (0–1 500 С) за відомими початковими параметрами міжатомного потенціалу, порівняно їх із даними експериментального макроструктурного коефіцієнта теплового розширення. Розрахований мікроструктурний коефіцієнт теплового розширення порівняно з макроструктурним CLTE є більш точним, ніж наявні теоретичні моделі та методи, та коливається в діапазоні 5–12 %. Представлений метод також може бути використаний щодо сплавів та твердих розчинів із відомою мікроструктурною конфігурацією, що необхідно для розрахунку параметрів структурної одиниці. Використання цієї моделі для розрахунку параметрів анізотропних матеріалів можливе лише з урахуванням використання експериментальної залежності густини структурної одиниці від температури, дозволяє не тільки отримати адекватні з погляду експерименту результати розрахунків для процесів у тому чи іншому матеріалі на мікрорівні, але й зрозуміти фізичні основи даних явищ.
Розрахунки термодеформування систем електропровідних тіл під дією електромагнітного поля
(2020) Лавінський, Д. В.; Морачковський, О. К.; Lavinsky, Denis V.; Morachkovsky, Oleg K.
Анотація. Роботу присвячено питанням розрахункового аналізу деформування систем електропровідних тіл за дії електромагнітного поля. Дія електромагнітного поля проявляється в разі впливу на електропровідні тіла, у виникненні розподілених електромагнітних сил та розподілених джерел тепловиділення. Силова дія електромагнітного поля використовується у класі технологічних операцій – магнітно-імпульсній обробці матеріалів. Розробка та вдосконалення технологій магнітно-імпульсної обробки потребують проведення комплексних розрахункових досліджень, зокрема й спрямованих на оцінювання конструкційної міцності складових елементів. У роботі використовується метод розрахункового аналізу, який спирається на схеми методу скінчених елементів. Запропонований розрахунковий метод застосовано до аналізу розповсюдження електромагнітного та температурного поля, термодеформування прес-форми для гібридного (ізостатичного й електромагнітного) пресування порошків високоміцних сполук. Створено розрахункову схему, яка містить усі основні елементи прес-форми, а також зовнішній багатовитковий спіральний індуктор. Для врахування контактної взаємодії елементів прес-форми застосовується спосіб введення контактних шарів, які дискретизуються за допомогою відповідних спеціальних скінчених елементів. Одержано просторово-часові розподіли основних характеристик електромагнітного поля в елементах прес-форми. Характер розподілу електромагнітного поля під час імпульсу дозволяє застосовувати для аналізу термодеформування квазістаціонарний підхід відповідно до часового максимуму поля. Розв’язано також задачу нестаціонарного розповсюдження температурного поля завдяки ефектам тепловиділення. Аналіз термодеформування дозволив з’ясувати найбільш навантажені елементи прес-форми, порівняння з результатами розрахунків для випадку ізостатичного пресування дозволяє стверджувати, що в разі гібридної схеми навантаження прес-форми знижується, що дозволяє збільшувати тиски пресування. Одержані результати розрахунків дозволять сформулювати конкретні рекомендації щодо вибору раціональних конструкційних і експлуатаційних параметрів технологічної операції. Використані методи, підходи та розрахункова схема можуть застосовуватись до подібних технічних та технологічних систем зі спіральними багатовитковими індукторами.
Основания для развития линейки отечественных сухогрузных судов
(2020) Егоров, Г. В.; Егоров, А. Г.; Egorov, Gennadiy V.; Egorov, Alexander G.
Анотація. Мета. Опис методики, яка дає змогу спрогнозувати склад флоту на середньострокову перспективу. Методика. Застосовано методи теорії і проєктування корабля, а також будівельної механіки корабля, аналізу і статистики. Результати. Поданий прогноз за складом флоту і його структурою до 2030 року, включаючи судна, побудовані в XXI столітті, з урахуванням суден, що були замовлені в 2020–2022 роках. Наукова новизна. Вперше виконано системні дослідження технічного стану суховантажних суден змішаного обмеженого району плавання, включаючи судна, побудовані в останні двадцять років. Практична значимість. Проведено спеціальні дослідження по 1735 побудованих із 1956 по 2000 роки суховантажних суден. Аналіз показав, що із цих суден за станом на квітень 2020 року працює 831 одиниця середнім віком 39,8 років. Списано 766 суден (44 %), із них втрачено в катастрофах 95 (12 %) середнім віком 31,2 роки і утилізовано 671 середнім віком здачі на металом 36,5 років. У відстої 138 суден із середнім віком 44,2 роки. Нині в роботі приблизно 1052 судна, з них «старих» 79 %, решта 21 % побудовані в XXI столітті. З 2000 року побудовано (або куплено з ринку) 221 суховантажне судно змішаного, внутрішнього і морського обмеженого району плавання. Показано, що головним фактором, що визначає параметри вантажних суден водного транспорту, є вантажна база. Найбільш затребуваними були і залишаються суховантажні судна «Дніпро/Волго-Дон макс» класу. Встановлено, що зменшити масу судна в порожньому стані можна вже тільки за рахунок більш легких матеріалів. Нововведенням є застосування нових Al-Mg сплавів зі зниженим вмістом скандію. Шляхом зростання міцності маса конструкцій може бути знижена порівняно зі звичайними алюмінієвими сплавами приблизно на 25 %. Для вантажних суден змішаного ріка–море плавання і річкового плавання актуальним є застосування композитів для виготовлення люкових закриттів (таке рішення застосовується на водному транспорті США), поперечних рухомих переділок, дільних речей, елементів надбудови.
Создание обводов и оценка ходовых качеств круизных пассажирских судов смешанного плавания нового поколения
(2020) Егоров, А. Г.; Egorov, Alexander G.
Анотація. Мета – оцінка ходових якостей пасажирських суден змішаного плавання (ПС) нового покоління. Методика. Застосовано методи теорії і проєктування корабля, аналізу і статистики. Результати. Задовільна збіжність результатів модельних і натурних морехідних випробувань на прикладі ПС «ББК макс» класу показує ефективність застосовуваних інструментів. Наукова новизна. Вперше виконано системні дослідження ходових якостей ПС нового покоління різних класів і архітектурно-конструктивних типів. Практичне значення. Наведено основні проєкти круїзних пасажирських суден змішаного плавання нового покоління: «ПостДніпро макс»/«Волго-Балт макс» (розміри визначаються умовами Волго-Балтійського шляху або річки Дніпро, пасажиромісткість приблизно 500 осіб, проєкт PV500); «Дніпро макс»/«Волго-Дон макс» (розміри визначаються шляховими умовами Волго-Донського судноплавного каналу або річки Дніпро з урахуванням оптимізації за районом плавання, пасажиромісткість приблизно 250–350 осіб, проєкти PV300, PV300VD, PV250); «Дунай макс» (розміри визначаються шляховими умовами річки Дунай і міжбасейнового з’єднання Дунай–Майн–Рейн, пасажиромісткість приблизно 200 осіб, проєкт PV200D); «ББК макс» (розміри визначаються шляховими умовами Біломорсько-Балтійського каналу, пасажиромісткість приблизно 150–200 осіб, проєкти PV09, PV11, PV150, PV200BB). Підкреслено особливості їх обводів порівняно з класичними суднами радянського періоду. Для наших умов експлуатації найбільш відповідним є традиційний монокорпусний тип пасажирського судна. Судна відрізняються від класичних проєктів ПС, побудованих за радянських часів, співвідношенням L/B – здебільшого («Дніпро макс»/«Волго-Дон макс» і «ПостДніпро макс»/«Волго-Балт макс» класи) довші, обводами носових і кормових країв – оптимізовані за допомогою методів обчислювальної гідродинаміки (ОГД), а також спроєктовані з урахуванням установлення підрулюючих пристроїв і гвинто-рульових колонок відповідно. Показані результати досліджень ходових якостей ПС нового покоління, виконаних за допомогою методів ОГД. Наведено і проаналізовано також дані натурних морехідних випробувань 2019 року ПС нового покоління «ББК макс» класу концепту PV09.
Моніторинг та ідентифікація помилок під час навчання на навігаційних симуляторах
(2020) Піпченко, О. Д.; Pipchenko, Oleksandr D.
Анотація. Згідно з даними про аварійність світового флоту, приблизно половина від загальної кількості аварій доводиться на зіткнення, навали і посадки на мілину. Основними причинами аварій більш ніж у 65 % випадків є помилки судноводіїв. Статистичної інформації, зібраної в результаті проведених розслідувань інцидентів, не завжди досить для отримання об’єктивної інформації та вироблення комплексних рішень, пов’язаних з адаптацією системи підготовки судноводіїв та розробкою технічних засобів, що дозволяють зменшити аварійність і підвищити ефективність судноводіння. У роботі запропонована класифікація помилок судноводіїв, наведені результати аналізу навігаційних інцидентів, що сталися під час проведення тренажерної підготовки судноводіїв. Це дозволяє, з одного боку, визначити чинники, які можуть вплинути на аналогічні помилки на судні, і розставити відповідні акценти під час тренажерної підготовки. Як аварійні були виділені дві ситуації: небезпечне зближення та зіткнення. Під небезпечним зближенням розумілася ситуація, у якій відстань між суднами була менше дистанції маневру останнього моменту, яка була отримана на основі математичного моделювання руху судна, водночас найкоротша дистанція у процесі розходження була менше, ніж задана. Запропоновано адаптивний критерій оцінки ситуації небезпечного зближення залежно від району плавання, розмірів судна і кута перетину курсів власного судна і судна-цілі. Вибір адаптивного критерію зумовлений тим, що в разі зближення у вузькості на протилежних або попутних курсах досить важко і через обмеження навігаційного характеру не завжди практично можливо підтримувати велику дистанцію між суднами. З іншого боку, якщо акваторія дозволяє суднам зближуватися під кутами, близькими до перпендикулярних, судноводії повинні підтримувати певний запас дистанції, щоб залишити місце для маневру. Результати аналізу даних, отриманих у процесі навчання, показали, що найбільш частими були помилки, пов’язані саме з маневруванням судна, що дещо відрізняється від даних аналізу реальних зіткнень, де основними причинами є недостатність або відсутність спостереження і неправильна оцінка ситуації. Останнє спричинене тим, що судноводій фокусується на завданні й апріорі спостерігає за цілями.
Оцінювання інвестиційних ризиків стартап-проєктів методом нечіткого моделювання
(2020) Цеслів, О. В.; Коломієць, А. С.; Tsesliv, Olga V.; Kolomiiets, Anna S.
Анотація. Метою роботи є розробка економіко-математичної моделі оцінки інвестиційних ризиків в стартап-проєкті на основі теорії нечітких множин. Методологія дослідження базується на принципі проєктного підходу, аналізі комерційної ефективності проєктів, методів нечітких множин. Визначено фінансові показники проєкту: чиста приведена вартість, внутрішня норма прибутковості, які дадуть змогу оцінити ризики інвестиційних стартап-проєктів. У процесі проведення оцінок показники проєкту використовувалися як нечіткі параметри. Для цього побудовано функції належності, які встановлюють ступінь належності нечіткій множині. Як тип функції обраний трикутний вид і задані параметри, які відповідають песимістичному, базовому та оптимістичному сценаріям. У результаті дослідження було доведено, що теорія нечітких множин є однією з найбільш ефективних математичних теорій, спрямованих на обробку невизначеної інформації, яка інтегрує відомі підходи і методи. Запропонована математична модель для розрахунку величин ризиків інвестиційних проєктів. Розроблена нова методика оцінювання економічної ефективності інноваційних проєктів на основі теорії нечітких множин. Методика дає змогу кількісно оцінити факт поетапної реалізації проєкту та можливості припинення фінансування при негативній інформації про його реалізацію. Новизною роботи є дослідження показника ступеня ризику проєкту, який залежить від критерію ефективності проєкту, тобто критерію, нижче якого проєкт вважається невигідним. У роботі виведена залежність показника ступеня ризику проєкту від значення критерію ефективності проєкту. Використання методів нечітких множин дасть змогу оцінити рівень стійкого прогнозування фінансових потоків, які генеруються проєктом залежно від варіантів важливих вхідних параметрів проєкту. Досліджуються актуальні проблеми оцінювання складних інвестиційних проєктів в умовах ризику та невизначеності. Визначаються критерії, які впливають на вартість стартапу. Оцінюється можливість задоволення необхідних значень цих критеріїв. Модель може бути використана як інвесторами, так і підприємцями.
Оцінка стійкості пластинчатих елементів корпусних конструкцій при складному навантаженні
(2020) Коростильов, Л. І.; Мартиченко, Я. О.; Korostylyov, Leontiy I.; Martychenko, Yaroslav O.
Анотація. У сучасній практиці інженерних розрахунків оцінку стійкості пластинчатого елементу переважно рекомендується виконувати окремо від кожного діючого навантаження. Неврахування фактора сумісної дії деякої сукупності простих навантажень призводить до значної похибки в розрахунках у небезпечний бік через суттєве завищення ейлеревих критичних напружень. Можливе влаштування вирізу в пластинчатому елементі суттєво впливає на його напружено-деформований стан і призводить до зниження коефіцієнтів стійкості пластини при окремій і одночасній дії простих навантажень в її площині. Такий виріз потребує установки підкріплення, що дає змогу підвищити коефіцієнт стійкості пластини до величини коефіцієнта суцільної або навіть перевищити його. Вибір оптимальних параметрів підкріплюючих елементів, як геометричних, так і конструктивних, є актуальною задачею, особливо в умовах складного навантаження. Було проаналізовано історію розвитку проблеми оцінки стійкості пластинчатого елементу при складному навантаженні у його площині, починаючи з її поставки у 30-х роках минулого століття, до сьогодення і ступінь її вирішення. Показано сучасні результати досліджень стійкості пластин при двокомпонентних навантаженнях. Описано поняття граничної поверхні і для двокомпонентного навантаження граничної кривої та зображено деяку кількість із них. Також у роботі проаналізовано методи і результати розрахунку стійкості корпусних конструкцій, до складу яких входять прямокутні пластинчаті елементи, в тому числі з вирізами різних форм та розмірів, при складному навантаженні в їх площині. Визначені і описані невирішені проблемі в оцінці стійкості пластинчатих елементів при складному навантаженні та окреслено напрям для майбутніх досліджень.
Дослідження методів, моделей та інформаційних технологій експертного оцінювання результатів технологічного процесу
(2020) Кухтик, Т. В.; Гетьман, І. А.; Держевецька, М. А.; Kukhtyk, Tamara V.; Getman, Iryna A.; Derzhevetska, Maryna A.
Анотація. Розглянуто питання розробки програмного комплексу для експертної оцінки результатів технологічного процесу. Проведено аналіз типів технологічних процесів. Доведено, що для будь-якого процесу необхідно проводити його експертну оцінку. Проаналізовано наявні методи експертної оцінки. Вибрано методи, найбільш підходящі для оцінки технологічних процесів. Доведено, що для правильної експертної оцінки різних технологічних процесів необхідно визначити кінцеву мету такої оцінки. Необхідно чітке формулювання питань, на основі яких складаються анкети, що згодом будуть заповнені експертами. Висвітлено основні критерії оцінки результатів технологічного процесу. Для кожного критерію встановлено відповідний набір факторів. Вибрано та сформовано основну проблему відбору експертів. Встановлено, що у разі підбору експертів необхідно враховувати момент особистої зацікавленості, що тягне за собою отримання упередженої оцінки. Розроблена математична модель, яка вимагає експертної оцінки компетентності експерта для подальшого включення до групи експертів. Визначено, за якими параметрами необхідно оцінювати послідовність та компетентність експертів. Доведено, що після проведення експертизи необхідно провести статистичний аналіз результатів і у разі необхідності вжити заходів для зменшення помилок, допущених під час експертизи. Розглянуто основні бізнес-процеси предметної галузі на основі SADT-діаграм. Основні сутності були виділені під час створення діаграм випадків використання. Розроблено схему класів. Під час розробки програмного продукту підхід базувався на об’єктно-орієнтованому дизайні з використанням мови програмування C#. Вибір відповідної мови обґрунтовано у статті. У результаті проведеної роботи для оцінки результатів технологічного процесу були використані два методи експертних оцінок. Проведено аналіз правильності розрахунків для порівняння статистичних даних, отриманих на етапі експертної оцінки.
Автоматизация поиска дефектов судового электрооборудования
(2020) Терещенкова, О. В.; Кондрашов, К. В.; Tereshchenkova, Oksana V.; Kondrashov, Kostiantyn V.
Анотація. На сучасному етапі розвитку комп’ютерних технологій і автоматизації різних процесів особлива увага приділяється розширенню можливостей сучасних систем контролю і діагностики за судновими пристроями. Успішне вирішення проблеми зниження аварійності морських суден значною мірою визначається наявністю нових підходів, методів і напрямів у розвитку підвищення ефективності систем діагностики і запобігання відмовам суднового електрообладнання, у швидкому їх усуненні. У статті зроблено оцінку якості виконуваних завдань сучасними судновими системами діагностування з погляду безпеки судна та надійності суднового устаткування. Представлений аналітичний огляд наявних систем аварійно-попереджувальної сигналізації, а також розглянуті слабкі місця і недоліки. Обґрунтовано необхідність підвищення ефективності суднових систем діагностування. Описано структури пошуку несправностей, а також алгоритми їх реалізації. На основі експериментальних даних, зібраних на контейнеровозі “Brunella”, проведено математичні розрахунки середньої кількості можливих причин несправностей, що виникають на судні. Аналіз несправностей суднового електрообладнання показує, що в середньому доводиться оцінювати від 10 до 20 можливих варіантів відмови. Це висуває високі вимоги до рівня підготовленості особи, що ухвалює рішення, для усунення виниклої несправності. У статті обґрунтовано необхідність переходу від наявної паперової документації до електронної експлуатаційної документації за допомогою експертної системи. Запропоновано експертну систему, яка будується на базі знань, що охоплює досвід експертів із ремонту та пошуку дефектів. База знань формується на основі експертної оцінки з урахуванням ранжирування експертів. Описана система використовує підхід, який реалізує завдання поділу інформації, що зберігається в загальній базі даних і безпосередньо в базі знань. Представлена загальна схема побудованої системи, на якій проводилась апробація результатів, зібраних і протестованих на судні “Brunella”.
Development of databases interconnection “Essences” information model for cyber-physical production systems additive cyber design creation automation
(2020) Yevsieiev, Vladyslav V.; Bronnikov, Artem I.; Євсєєв, В. В.; Бронніков, A. І.
Анотація. Розвиток сучасного високотехнологічного і конкурентноздатного виробництва не можливий без впровадження концепції Industry 4.0 і технологій Industrial Internet of Things (IIoT). На базі даних концепції і технологій були проведені дослідження, пов’язані із розробкою і впровадження Сyber-Physical Production Systems (CPPS), які базуються на принципі “Digital Twins” (DT). Синтез цих концепцій, технологій і принципів дозволяють реалізувати підхід до “Smart Manufacturing” (SM), що дає можливість досягти показників “Lean Production” (LP). Розробка CPPS є складним синтезом фізичних параметрів, які виходять безпосередньо з датчиків і виконавчих механізмів, і є кібернетичним складником, у якому реалізується візуалізація отриманої інформації для користувача, забезпечуються механізми управління і прийняття рішень залежно від отриманих даних. Критичний аналіз публікацій із розробки CPPS показав, що нині не існує методології, моделей, методів і технологій, які б дозволили автоматизувати процес розробки CPPS, а існуючі архітектурні моделі розробки 5C, 8C, RAMI 4.0 мають лише описово-рекомендаційний характер. Внаслідок цього виникає складна науково-прикладна задача – розробка нових підходів до автоматизацій створення адитивного кібердизайну CPPS на ранніх етапах створення CPPS. У цій статті представлена структурна схема автоматизованої системи управління розробкою складних CPPS, яка базується на альтернативному підході до автоматизацій розробки HMI адитивного кібердизайну для CPPS на базі концепцій застосування властивостей параметрів і подій графічних елементів (GUI) об’єктноорієнтованих на мову програмування. Для реалізацій поставлених завдань авторами було розроблено логічну схему БД, ґрунтуючись на великих обсягах інформації, необхідної для забезпечення усіх функцій системи, що розробляється. Вона була поділена на окремі блоки залежно від інформацій, яка зберігається і обробляється у них. Для кожного основного блоку була розроблена інформаційна модель взаємозв’язку «сутностей» довідкової та накопичувальної БД. Результати досліджень були реалізовані у вигляді фізичних моделей БД для системи «Автоматизація процесів управління розробкою CPPS», яка дає можливість синтезувати HMI користувача на базі «жорстко» структурованого табличного представлення даних для синтаксичного аналізу і генерацій адитивного кібердизайну. Такий підхід дозволить скоротити час розробки HMI з урахуванням вимоги технічного завдання (ТЗ) із залученням замовника, що забезпечить максимально привабливий та інформативно-зрозумілий HMI для кінцевого користувача CPPS.

Переглянути

Перегляд 2020 за Дата публікації

Результатів на сторінці

Налаштування сортування