2025

Постійне посилання на фонд

https://ela.kpi.ua/handle/123456789/73436

Переглянути

Перегляд 2025 за Дата публікації

Перейти на індекс:
Зараз показуємо 1 - 20 з 48
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Mechatronic Module with Alternative-Probability Control
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Gubarev, Oleksandr; Belikov, Konstantin; Murashchenko, Alona
    This article presents control algorithms for adaptive mechanical systems. Object of research: processes occurring in industrial hydraulic drive systems during their operation. Subject of research: dependence of operational efficiency of industrial hydraulic drive systems on the term and operating modes, and applied fundamental circuit solutions and technical means that affect the functional, energy, and cost indicators of the system.The problems solved in the presented article are actual tasks. They involve the use of previous experience in the operation of a specific mechatronic system in specific conditions, for the formation of an adaptive control algorithm. The study is based on the creation of logical interpretations in the algorithm for decision-making. The simultaneous consideration of logical connections and the probability of the component “success of system actions” is considered. On the basis of which a two-component structure of logical expressions of control commands is formed. Accordingly, examples are given for evaluating each of the operation options. The article presents the scope and conditions of practical use of the obtained results. They are based on several examples, namely, the technical implementation of the manipulator macromodule with alternative probabilistic control is considered. It is possible to use the success of the system’s actions and the choice of the option for distributing attempts by digits or/and the basis of logarithmic weight. The peculiarity of the obtained results lies in the use of the criterion of “volume of involved memory” in the control system. This makes it possible to prioritize one of the alternative reactions of the system to external excitation, which provides a basis for the formation of control commands
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Increasing the Sensitivity of the Tactile Sensor to Detect Shredders in the Patient’s Body
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Salenko, Olexandr; Gavrushkevch, Nataliia; Оrel, Vadym; Salenko, Bohdan; Cherniak, Viktor; Karpenko, Kostiantyn
    Means of increasing the sensitivity of a tactile sensor for detecting foreign bodies in the wound of patients, the wound channel, which is advisable to use in field conditions in emergency situations, have been analyzed. Such a sensor is a device consisting of a probe and a block of mechanical and electronic means held by the paramedic's hand. To detect a foreign body, a probe containing an elastic thin flexible probe with an external quasi-elastic shell is inserted through the wound channel until contact with the foreign body. The signal from the dynamic contact is visualized and displayed on a display device, which allows the paramedic to make a decision on further medical care for the affected person. Since the probe receives additional mechanical excitation, the signal has a long-lasting form, which increases the efficiency of primary diagnostics. However, at the same time, using the probe as a waveguide for both mechanical excitation and for transmitting vibrations to the means of amplification and spectral analysis significantly distorts the informativeness of the signal, impairs the accuracy of the studies. It is proposed to use the probe shell as a waveguide for transmitting vibrations, while the probe acts directly as a waveguide for the contact signal. It has been established that in this case it is possible to increase the signal-to-noise ratio in the range of 0.92…2.5 kHz to 2 dBA, which is extremely important for analyzing the spectral density patterns of vibrations from contact conditions in a viscous medium.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Проєктування системи відсічки тяги носіїв з твердопаливними двигунами
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Бондаренко, М. О.
    У статті розглянуто систему відсічки тяги для носіїв з твердопаливними двигунами, що застосовується для точного припинення тяги без відділення головної частини ракети. Попри наявність різних підходів до припинення роботи твердопаливного двигуна, залишається недостатньо вивченим вплив конфігурації відсічних сопел на залишковий імпульс післядії та стійкість режиму горіння після активації системи. Метою дослідження є зменшення імпульсу післядії за рахунок використання системи реверсу тяги з відсічними соплами, розташованими на передньому днищі корпусу. Для досягнення цієї мети проаналізовано варіанти геометрії розміщення сопел, напрямки потоку, тиск у камері згоряння до та після відсічки, а також коефіцієнти тяги для основного і відсічного каналів. Встановлено, що при розміщенні сопел під кутом 40° до осі носія та правильному підборі площі критичного перерізу імпульс післядії зменшується до рівня, що забезпечує стабільне припи-нення тяги без погіршення точності траєкторії. Такий ефект пояснюється компенсацією основної тяги за рахунок спря-мованої реактивної сили від газового потоку крізь сопла відсічки. На відміну від методів гасіння заряду або відкриття кіль-цевих щілин, запропоноване рішення не потребує переміщення соплового блока чи впорскування холодоагенту, що спрощує конструкцію й підвищує надійність. Результати можуть бути використані під час проектування систем із носіями спеціа-льного призначення, де важливо зберегти цілісність конструкції й досягти високої точності траєкторії після завершення активного ділянки польоту.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Surface Modification Technologies for Space and Planetary Applications
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Kleiman, Jacob
    This paper presents an overview of processes developed in our company for applications in various space and planetary environments. A number of materials including polymers, paints and other organic-based materials undergo dramatic changes and irreversible degradation of physical and functional characteristics when exposed to space or planetary environments, like in LEO, GEO or on Moon, or Mars. Protective schemes including protective coatings, mechanical metal foil wrapping or cladding, specially synthesized bulk materials, etc. are used to reduce the effects of space environment on materials and their properties. However, the protection of polymers, paints and other organic-based materials in space still remains a major challenge, especially for future long duration exploration missions to other planets or permanent space stations or for an ever-growing array of nano-, micro- and macrosatellites in VLEO, LEO and GEO orbits. Surface modification processes and advanced coatings are used increasingly to protect existing or provide new properties to polymers, paints and other organic-based materials. A number of surface modification solutions that include treatment of the surfaces by chemical or physical processes and that differ from the traditional protective coating approaches were developed by ITL in the last 30 years that change the surface properties of treated materials, protecting them from the hazards of low Earth orbit (LEO) and Geostationary orbit (GEO) environments or providing dust mitigation properties when used in Lunar environment. Examples of their testing, characterization and applications are provided. In addition, a surface treatment process for mitigation of lunar dust effects in lunar environment was developed and will be discussed.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Особливості виготовлення деталей адитивними технологіями з металевих сплавів. Аналітичний огляд
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Сонець, Олесь В.; Воронцов, Борис С.
    У цій статті розглянуто сучасні наукові дослідження процесу механічної обробки деталей, що виготовлені за допомогою адитивних технологій. В роботі наведено коротку класифікацію металевих сплавів які застосовуються в галузі адитивних технологій та класифікацію технологій 3-D друку, що відомі на сьогодні. Наведено можливості, що відкривають адитивні технології. Розглянуто переваги та недоліки адитивних технологій загалом і найпоширеніших методів виготовлення зокрема. Проаналізовано результати наукових робіт із визначення впливу напрямків шарів друку та анізотропії мікроструктури виробу на процес механічної обробки. Зверталася увага на ступінь оброблюваності деталей. Виявлено недостатність досліджень фрезерування деталей, виготовлених окремими методами друку. Обґрунтовано необхідність проведення наукового дослідження механічної обробки виробів виготовлених адитивними технологіями з титанового сплаву Ti6Al4V. 3-D друк відкриває нові підходи до проектування та виготовлення виробів. Замінити або виключити повністю фінішну механічну обробку з технологічного ланцюжка на даному етапі розвитку неможливо, як через недоліки, пов’язані з термічними і механічними процесами під час плавлення та/або спікання матеріалу, так і через високі вимоги до шорсткості, точності розмірів та геометричної форми відповідальних поверхонь. Залишаються суттєві аспекти, які потребують розвитку, оптимізації, вдосконалення, вивчення. Показовим прикладом цього є те, що провідні університети світу впроваджують кредитні модулі вивчення гібридного адитивно-субтрактивного виробництва в свої освітні програми для всіх рівнів вищої освіти.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Методологія скінченно-елементного аналізу функціональності індивідуальних ревізійних ендо-протезів колінного суглоба на основі даних комп'ютерної томографії
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Овчаренко, Є. І.; Крищук, М. Г.
    Розглядається ревізійне протезування стегнової кістки колінного суглобу з використанням індивідуальних протезів, виготовлених на базі титанового сплаву за допомогою адитивних технологій 3D друку. Актуальною проблемою є забезпечення оптимальної сумісності геометричної форми протезу з анатомічними особливостями пацієнта, що мінімізує ризик ускладнень та підвищує довговічність конструкції. Існуючі стандартизовані протези часто не враховують індивідуальних відмінностей, що може призвести до ускладнень та підвищеного зносу компонентів. Метою дослідження є розробка та апробація методики перевірки несучої спроможності ревізійного протезу, створенням ряду індивідуальних імітаційних моделей конструкцій металоостеосинтезу для типового випадку ревізійного протезування з подальшим порівнянням їх напружено деформованого стану та напружень у зоні контакту з двошаровою біологічною моделлю кістки. Було виконано збір геометричних характеристик кісток 15 пацієнтів за допомогою комп'ютерної томографії у форматі DICOM, з подальшим спрощенням моделей та форматуванням у .stl файли. Для одного з пацієнтів змодельовано 4 варіанти індивідуальних протезів типових розмірів та форм. Чисельні розв’язки прикладних задач біомеханіки були виконані за допомого програмного комплексу Ansys Student 2024 R2. Отримано кількісні показники напружень на ендопротезі, напружень в зоні контакту та максимальних переміщень біомеханічної системи “кістка-протез”. Результати дослідження можуть бути використані в ортопедичній практиці для підбору оптимальної геометричної форми ендопротезу з метою покращення ефективності ревізійного протезування колінного суглобу.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Реакція структури і характеристик вихідного потоку вихрової камери змішування на зміну конструктивних параметрів. Частина 1
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Турик, В. М.; Кочін,В. О.; Моро, В. В.
    Пропонуються результати експериментального дослідження маловивченого феномену впливу вихрових утворень тупикової частини вихрової камери змішування торцевого типу на структуру і інтегральні характеристики вихідного потоку. Термоанемометричні дослідження на модельному зразку вихрової камери типової конструкції дозволили виявити реак-цію профілів складових усередненої за часом місцевої швидкості та відносної інтенсивності пульсацій швидкості потоку, які визначають ефективність змішування і тепломасопереносу, на комплексне варіювання осьових кутів a тангенціального підведення середовища до порожнини камери та відносної глибини її тупикової частини L* = L/d0 (d0 – діаметр камери). Виявлено зони локалізації майже ізотропної турбулентності з рівномірним перемішуванням робочого середовища в коге-рентних вихрових утвореннях. З’ясовано, що при a = +20° збільшення величини L* від 0 до 4,4 супроводжується більш регулярним за числом Re, порівняно з варіантом камери при a = –20°, характером перерозподілу кінетичної енергії закрученої течії від обертальної до осьової складових руху при одночасному зростанні на 15–17 % величини інтенсивності трансверсальних пульсацій в досліджуваному діапазоні чисел Рейнольдса Re = 47080÷86530. При цьому усереднена за вихідним перерізом інтенсивність двовимірних пульсацій для камери з a = +20° зростає від 13 % до 17 % проти (3–9) % приросту для варіанта a = –20°. Отже, комбінація параметрів камери a = +20° і L* = 4,4 може розглядатися як одна з найпростіших конструктивних та ефективних керувальних дій на процеси переносу в закручених потоках робочих середовищ, що важливо при проєктуванні камер згоряння, ракетних двигунів, енергетичних установок, хімічних реакторів тощо.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Антифрикційні покриття з самозмащувальною дією на основі оксиду магнію
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Щепетов, Віталій В.; Фіалко, Наталія М.; Бись, Сергій С.; Зворикін, Костянтин О.
    До актуальних проблем сучасного матеріалознавства належить проблема підвищення довговічності і експлуатаційної надійності рухомих спряжень деталей машин. При цьому значний інтерес становить застосування складних оксидних сполук, зокрема, оксиду магнію як матеріалу для вузлів тертя. До того ж важливим є розроблення композицій, здатних за умов тертя виконувати роль твердих мастил. Метою роботи стало визначення закономірностей тертя та зношування композиційного покриття на основі оксидних сполук магнію зі структурно-вільним карбідом магнію і вивчення їх структурно-фазового складу та впливу на формування і самоорганізацію поверхневих структур. У якості матеріалу для напилення застосовувався ортосилікату магнію, до якого додавались леговані домішки з порошків хрому, нікелю, титану, алюмінію та ін. Вихідну композицію для напилення одержували методом механіко-хімічного синтезу. Фізико-механічні властивості і закономірності тертя та зношування покриттів досліджувалися за торцевою схемою в режимі безперервного ковзання при постійному навантаженні. Комплексна методика включала металографію, дюрометричний аналіз, растрову електронну мікроскопію та рентгеноструктурний фазовий аналіз. За результатами досліджень було розроблено високоефективні покриття на основі ортосилікату магнію, що характеризуються покращеними антифрикційними властивостями. Визначено оптимальний режим детонаційно-газового напилення пропонованих покриттів. Вивчено характер та закономірності, які зумовлюють схильність покриттів до пасивації. Результати досліджень закономірностей тертя та зношування запропонованого детонаційного покриття і їх структурно-фазового складу та особливостей самоорганізації поверхневих структур розширюють уявлення в сфері сучасного триботехнічного матеріалознавства.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Формалізація технологічних процесів на базі неевклідових геометрій: сферичної та геометрії Рімана
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Забашта, В. Ф.
    Йдеться про продовження комплекса дослідницьких робіт [1]–[4] з моделювання та формалізації в напрямку ідей та понять зазначених вище геометрій. Найперше це стосується технологічного трактування геометричних образів на сфері зокрема еліптичній площині. Тут досліджувались прямі, що перетинаються або збіжні прямі – це пучок прямих з власною вершиною або еліптичний пучок. При цьому на макрорівні- щодо ТП, як сукупність етапів або станів АDС [2],а на підпорядкованому мезорівні – до окремого етапу ТП. При моделюванні поверхня сфери розглядається, як просторовий аналог центрального великого кола (екватор), центр якого співпадає з центром сфери. “Полем дії” цих геометрій (а також ТП), є по-верхня сфери. А важливим в теорії тут перетворенням подібності вважається, що основним “побудовим” (утворюючим) елементом є зараз поєднана (склеєна) пара діаметрально-протилежних точок (або точки-антиподи [19] – умовна “точка”. З цими точками-антиподами пов’язані поняття “пряма” та “площина” саме в геометрії Рімана і в наступному їх технологічному трактуванні. Якщо на поверхні сфери (образ ТП) – це набір великих кіл (етапів ТП) і в сферичній геометрії це прямі, то в перетвореннях подібності – це “пряма” (набір умовних “точок”) з розміщенням на еліптичній площині. Оскільки еліптичний простір в рамках геометрії положення містить щонайменше чотири точки, то їм надано технологічне трактування з формальним представленням (квадратична форма).
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Лазерне формування алмазовмісних покриттів зв’язками на основі міді
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Гончарук, О. О.; Головко, Л. Ф.; Волошко, С. М.; Данилейко, О. О.; Капустинський, О. А.
    Вибір матеріалу зв’язки робочого шару з наповнювачем при виробництві алмазовмісного абразивного інструменту є вкрай важливим. Об’єктом дослідження є процес формування алмазовмісних покриттів на Сталі 40Л із використанням порошкової бронзової зв’язки складу CuSn10 (БрО10) як матричного матеріалу. Розглядається можливість застосування зв’язки CuSn10 (БрО10) для термодеформаційного лазерного спікання алмазовмісних покриттів на сталі 40Л з метою забезпечення надійного металургійного зв’язку робочого шару з основою та створення щільної структури без дефектів. Із застосуванням оптоволоконного лазерного випромінювача Maxphotonics 4‑го покоління (λ=1,06 мкм, потужність 500 та 1000 Вт, тривалість впливу 0,18 та 1,8 с) в інертному середовищі на поверхні сталевої підкладки синтезоване щільне бездефектне алмазовмісне покриття. Сформовано міцний металургійний зв’язок на межі бронза/сталь завдяки атомній дифузії Cu та Fe, а також щільний контакт з алмазами. Проаналізовано морфологію, хімічний склад, геометрію та мікротвердість наплавочного валика на межі алмаз/зв’язка. Визначено фазовий склад і перерозподіл елементів у матричній області залежно від густини потужності лазерного опромінення. Міцність з’єднання пояснюється поєднанням атомної дифузії Cu і Fe, утворенням інтерметалідних фаз та збільшенням площі контакту з алмазами внаслідок мікроструктурної перебудови при локальному нагріванні. Особливістю отриманих результатів є формування бездефектної щільної структури з високою адгезією, що відрізняє досліджувану технологію від традиційного порошкового пресування та спікання. Це дозволяє уникнути відшарувань і знизити ризик руйнування інструменту при навантаженні. Отримані результати можуть бути використані у виробництві алмазного абразивного інструменту для обробки твердих матеріалів.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Вплив галтелі на роботу ультразвукового ступінчастого трансформатора коливальної швидкості
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Мовчанюк, А. В.; Луговський, О. Ф.; Шульга, А. В.; Новосад, А. А.
    У даній роботі представлено результати чисельного дослідження впливу геометричних параметрів, зокрема радіуса галтелі, на динамічні характеристики ультразвукового ступінчастого трансформатора коливальної швидкості. Подібні трансформатори застосовуються у високочастотних електромеханічних системах для узгодження акустичних імпедансів між перетворювачем та навантаженням, а також для підвищення амплітуди механічних коливань. Моделювання здійснювалося із використанням методу скінченних елементів (FEM), який забезпечує можливість урахування просторового розподілу напружень та деформацій у робочому об’ємі трансформатора. Проведено аналіз впливу діаметра та акустичної довжини окремих ступенів трансформатора на його резонансну частоту та коефіцієнт підсилення. Встановлено, що збільшення діаметра призводить до зниження резонансної частоти, тоді як зростання радіуса галтелі спричиняє її підвищення. Отримано кількісні залежності між радіусом галтелі, коефіцієнтом трансформації та резонансною частотою, що дають змогу здійснювати наближене визначення оптимальних конструктивних параметрів. Показано, що збільшення радіуса галтелі сприяє зменшенню концентрації механічних напружень у зоні переходу між ступенями, що, у свою чергу, підвищує втомну міцність конструкції. Запропоновано емпіричну залежність для попереднього визначення радіуса галтелі, яка дозволяє забезпечити відповідність фактичної резонансної частоти розрахунковим значенням. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні та оптимізації ультразвукових підсилювальних систем і перетворювачів, що застосовуються в технологіях ультразвукового зварювання, оброблення матеріалів та модифікації поверхневих шарів.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Modelling of the process of interaction of multi-impulse local loading at electrohydraulic forming of large-dimensional bottoms
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Taranenko, Mykhaylo; Naryzhniy, Olexandr
    Forming of large-dimensional thin-sheet bottoms usually leads to great complexity of technological processes. When forming is conducted on mechanical presses using male- and female dies one can observe phenomenon of loosing stability of bottom shape with uniform through perimeter movement of the workpiece flange during drawing and large areas of thin workpiece that do not support by rigid surfaces of the die and are prone to be loaded with compressive stresses. This leads to the formation of folds and corrugations on the flange and dome part. Application of presses for stamping with elastic media and high pressure is irra-tional from energy considerations, because different parts of the workpiece require different pressures for their shaping. Electro-hydraulic (EG) forming is more effective when stamping such parts occurs consequently by zones of the workpiece and require different loading at each zone. It is possible to implement sequence control and load locations on multi-electrode EG-presses. Objective of the presented research was, on the one hand, to study the possibility of the formation of pulsed submerged flows of liquid medium, that transmits the load, their interaction with each other and the deforming workpiece in the technological zones of EG presses, and on the other hand, the possibility of using the LS Dyna software in combination with ALE method. To achieve the specified goal, methods of mathematical modeling of forming processes and interaction of deformed environments having different mechanical parameters were used, as well as experimental methods to confirm the processes being studied. The results obtained consider the possibility of creation of high energy-containing immersed jets of liquid, their interaction between themself and the deformable workpiece depending on the technological pa-rameters. The parameters of the workpiece deformation process were studied. It is shown that blank shape change has a wave-like character and, by changing the temporal and spatial parameters of the load, it is possible to control the parameters of the blank stress-strain state. Comparison of simulation results with experimental data substantiated the possibility of using the proposed modelling method in the study of pulsed flows in heterogeneous media. The conclusions state the achievement of the mentioned goal, describe the mechanism of interaction of liquid jets in the case of energy concentration necessity in the given zones of the workpiece and the possibility of changing the direction of energy flows when the moment of the of EG discharges beginning in adjacent discharge cavities is changed. The accuracy of the simulation results was assessed when compared with experimental data.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Цифрові двійники як інструмент підвищення ефективності процесу фрезерування
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Вакуленко, М. В.; Сапон, С. П.
    У сучасному машинобудуванні фрезерування залишається найбільш поширеним та високопродуктивним процесом формоутворення. Проте складна динаміка силової взаємодії фрези і заготовки та інші процеси, супутні обробці різанням, обмежують підвищення продуктивності обробки без втрати якості обробленої поверхні. Одним із ефективних напрямів підвищення продуктивності фрезерування без зниження точності є застосування цифрових двійників для моніторингу та управління процесом фрезерування. Метою дослідження є огляд і узагальнення сучасних підходів та напрацювань щодо створення й використання цифрових двійників для підвищення ефективності процесу фрезерування. Методика реалізації ґрунтувалася на систематизованому огляді публікацій 2018–2025 років із провідних наукометричних баз (Scopus, ScienceDirect, SpringerLink, Google Scholar), відібраних за критеріями: концепція створення, наявність описів структури (архітектури), експериментальних результатів та даних щодо практичного впровадження цифрових двійників, пов’язаних з процесом фрезерування. Проаналізовано понад 30 публікацій, з яких відокремлено та детально проаналізовано 12 статей, що відповідають вищезазначеним критеріям та стосуються виключно цифрових двійників процесу фрезерування. Результати дослідження показали, що найбільш успішні архітектури цифрових двійників у фрезеруванні базуються на багаторівневій структурі з інтеграцією сенсорних даних, математичних моделей та алгоритмів штучного інтелекту. Реалізація двостороннього зворотного зв’язку дозволяє у режимі реального часу прогнозувати знос інструмента, компенсувати деформації тонкостінних заготовок та стабілізувати параметри якості поверхні. У низці робіт зафіксовано зменшення похибок розмірів, кількості бракованих деталей та підвищення періоду стійкості фрези. Цифрові двійники у фрезеруванні демонструють високу практичну цінність завдяки можливості поєднання моделювання, моніторингу та керування процесом. Подальший розвиток потребує уніфікації архітектур, створення відкритих інтеграційних платформ і використання гібридних обчислювальних рішень, що забезпечить масштабованість і промислове впровадження цієї технології.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Аналіз результатів експериментальних випробувань гідромашин різних конструкцій
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Аврунін, Г. А.; Рибалко, І. В.; Подригало, М. А.; Мороз, І. І.; Коваль, О. Д.
    Виявлення впливу конструктивних особливостей аксіально-і радіальнопоршневих гідромашин на ККД через об’ємні, гідродинамічні і механічні витрати потужності на основі аналізу результатів випробувань насосів і гідромоторів. Об’єктом дослідження є характеристики і конструкції об’ємних насосів і гідромоторів однакового робочого об’єму за результатами порівняльних випробуваннях за методикою ISO 4409. Проаналізовані залежності дренажних витоків робочої рідини, втрат крутного моменту та ККД гідромашин від тиску і частоти обертання. Вирішена проблема надання інженерам-конструкторам та студентам-магістрам знань щодо впливу конструктивних особливостей поршневих гідромашин на втрати потужності і ККД. За результатами проведеного аналізу дано пояснення отриманим результатам випробувань щодо їх зв’язку з конструктивними особливостями гідромашин. Дана спроба оцінки впливу температурної і силової деформацій поршневих груп на витоки робочої рідини в конструкціях Innas, відомих аксіальнопоршневих гідромашинах і гідромашинах з шариками-поршнями. Показано, що типи поршневих груп та розподільних вузлів суттєво впливають на втрати потужності і ККД гідромашин. Завдяки конструктивним і технологічним досягненням фірми Innas при створенні нових поршневих груп можливе отримання малих радіальних зазорів між сферичними поршнями і тонкостінним циліндрами завдяки їх деформаційним властивостям. Отримані результати корисні для розробників гідромашин, фахівців зі створення гідроприводів та студентівмагістрів.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Дослідження оптимізації силових установок та аеродинамічного компонування безпілотних літальних апаратів вертикального зльоту та посадки
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Димарчук, Є. С.; Мариношенко, О. П.
    Досліджуються безпілотні літальні апарати (БПЛА) вертикального зльоту та посадки (ВЗтП), їхні компонувальні та силові схеми, а також ефективність різних типів силових установок. Виконано порівняльний аналіз електричних, паралельних і гібридних силових установок, розраховано масові характеристики для місій дальністю 50, 100 і 300 км. Визначено, що гібридна схема забезпечує оптимальний баланс між вагою, витратою палива та тривалістю польоту. Запропоноване компонування «корпус-крило» підвищує аеродинамічну якість на 12 % у крейсерському режимі. Використання гібридної силової установки дозволяє зменшити злітну масу БПЛА на 10–15 % та збільшити тривалість польоту до 25 %. Отримані результати можуть бути застосовані для проєктування БПЛА, призначених для моніторингу, екологічного нагляду, логістики та рятувальних місій у складних умовах.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Варіанти холодного видавлювання вісесиметричних порожнистих напівфабрикатів для подальшого витягування з потоншенням
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Драгобецький, В. В.; Калюжний, О. В.; Калюжний, В. Л.
    Проблематика. Холодне видавлювання порожнистих напівфабрикатів використовується у якості першого переходу штампування при виготовленні гільз і корпусів снарядів певного калібру. В умовах масового виробництва напівфабрикатів на першому місці стоїть задача підвищення стійкості деформуючого інструменту при холодному пластичному формоутворенні, що приведе до зменшення собівартості напівфабрикатів. Збільшення стійкості можна досягти завдяки зниженню зусиль видавлювання і питомих зусиль на деформуючому інструменті, зокрема на пуансонах і матрицях. Для отримання порожнистих напівфабрикатів в теперішній час широко використовують схему зворотного видавлювання, при якому діаметр заготовки однаковий із зовнішнім діаметром напівфабрикату. Вихідні заготовки із гарячекатаного круглого прокату отримують шляхом безвідхідного відрізання зсувом в штампах на пресах. Застосування схем прямого видавлювання з роздачою та зворотного видавлювання з роздачою в рухомій матриці приводять до зниження зусилля деформування, в порів-нянні зі зворотним видавлюванням, та потребують використання заготовок меншого діаметра при однакових зовнішніх розмірах напівфабрикатів. Зменшення діаметра прокату для виготовлення заготовок шляхом розділення зсувом приводить до підвищення геометричної точності отриманих заготовок, що є другою задачею при видавлюванні порожнистих напівфабрикатів. Мета. Проведення порівняльного аналізу холодного видавлювання порожнистих напівфабрикатів для подальшого витягування з потоншенням по схемах зворотного видавлювання, прямого видавлювання з роздачою та зворотного видавлювання з роздачою в рухомій матриці на основі моделювання методом скінченних елементів. Методика реалізації. Шляхом моделювання холодного видавлювання порожнистих напівфабрикатів по трьох схемах формоутворення встановлюються параметри, на базі аналізу яких вибирається раціональна схема для використання на виробництві. Результат. За допомогою методу скінченних елементів (МСЕ) проведено моделювання процесів холодного видавлювання круглих порожнистих напівфабрикатів по схемах традиційного зворотного видавлювання, прямого видавлювання з роздачою та зворотного видавлювання з роздачою в рухомій матриці. Встановлено залежності зусиль видавлювання, виймання пуансонів із напівфабрикатів та виштовхування напівфабрикатів із матриць від переміщення деформуючого інструменту. Виявлено питомі зусилля на пуансонах, матрицях і виштовхувачах. Визначено розподіли температури та інтенсивності деформацій у здеформованому металі в кінці видавлювання. Проведено оцінку пропрацювання структури металу холодною пластичною деформацією по ширині стінок і у донних частинах порожнистих напівфабрикатів. Схема зворотного видавлювання в рухомій матриці забезпечує знижені значення зусилля деформування і потребує використання заготовки меншого діаметру в порівнянні зі зворотним видавлюванням та має підвищену продуктивність в порівнянні з прямим видавлюванням Для реалізації виготовлення порожнистих напівфабрикатів на виробництві запропоновано схему зворотного видавлювання в рухомій матриці.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Гідродинамічні та кавітаційні характеристики статичних моделей апаратів зі змінною конфігурацією вхідного каналу
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Вітенько, Д. О.; Зварич, Н. М.
    Ефективним інструментом для розробки нових, аналізу та порівняння існуючих конструкцій кавітаційних апаратів є чисельні методи розрахунку, переваги яких полягають у можливості визначати раціональні гідродинамічні параметри для різних моделей, без витрат матеріалів та енергії. Питання вдосконалення конструкцій кавітаційних пристроїв для забезпечення стабільного кавітаційного процесу та оптимізації їх роботи в різних технологічних середовищах на сьогодні залишається актуальним, причому одним із ключових аспектів є вплив геометричних характеристик внутрішнього каналу пристрою на формування та розподіл паро-газової фракції, що безпосередньо впливає на ефективність кавітаційного процесу. Аналіз умов виникнення кавітації та порівняння гідродинамічних параметрів та об’ємів парогазової фракції у моделях кавітаційних апаратів з різною геометрією внутрішнього каналу конфузора. Використано чисельне моделювання з використанням модуля Flow Simulation з використанням рівнянь Нав’є-Стокса, рівнянь стану, які визначають фізичні властивості рідини, а також емпіричних залежностей густини, в’язкості та теплопровідності від температури. Було встановлено, що у всіх досліджуваних конструкціях з перешкодами формування парогазової фракції спостерігається за умови Q = 0,002 м3/c. Стабільна кавітація виникає за умови Q = 0,003  м3/с та Рвх = 0,35 МПа, причому об’єм сформованої парогазової фази для моделі з перешкодою у вигляді конуса становить Vп.г = 5,39×10−6 м3, для конструкції зі шнеком – 4,91×10–6 м3, а для апарату з подвійним конусом – 3,77×10−6 м3. Для порівняння, об’єм парогазової фракції для моделі без перешкод становить 2,93×10−6 м3. Аналіз характеру гістограм розподілу парогазової фракції вздовж дифузору показує, що встановлення конусної перешкоди сприяє збільшенню об’єму парогазової фракції вздовж дифузора, забезпечуючи стабільний кавітаційний процес. Шнекова перешкода створює локальні ділянки характерні для пульсацій та зривів. Подвійний конус демонструє менші об’єми парогазової фракції та рівномірне зростання і спадання концентрацій вздовж дифузору. Отримані результати можуть бути використані для вдосконалення та впровадження конструкцій статичних пристроїв, що забезпечують стабільний кавітаційний процес та оптимізацію їхньої роботи в умовах визначених технологічних середовищ.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Integrated Geometric Confinement and Ejection-Driven Drainage Flow for Splash Suppession in High-Speed Abrasive Waterjet Machining
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Xue, Xianding; Salenko, Oleksandr
    Abrasive waterjet machining (AWJM) is widely used in aerospace and precision manufacturing due to its cold-cutting nature. However, the residual high-energy jet column penetrating the workpiece frequently impacts the support structure, generating intense splashback that leads to surface contamination and secondary damage. To address this, we propose a composite anti-splash support structure integrating a concave bowl surface with a Venturi-induced negative pressure mechanism. Using VOF multiphase modeling combined with finite element validation, we elucidate the synergistic control mechanism: the curved bowl promotes wall-adherent liquid sliding to reduce radial momentum, while the Venturi throat creates a ~0.15 MPa negative pressure zone that captures droplets into the downstream channel for dissipation. Results demonstrate that compared to conventional supports, the design reduces mixture peak velocity by ~35%, decreases droplet diffusion height by 40%, and curtails radial spread by 30%, effectively constraining contamination areas. Static analysis further confirms the structure maintains high safety margins even under extreme loads. These outcomes not only enhance AWJM processing environments but also provide a validated engineering paradigm for high-speed fluid interaction control. Looking forward, the mechanism resonates with splash suppression needs in photolithography, food packaging, electronic encapsulation, and metal cutting, paving the way for a universal design and evaluation system for splash control in advanced manufacturing.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Numerical modeling and Digital Twins in Wire Arc Additive Manufacturing
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Tryhubov, Roman; Kryshchuk, Mykola
    Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) has become a valuable tool for cost-effective production of large metal structures with complex geometry using established arc-welding hardware and wire feedstock. However, the complexity of underlying physics makes it difficult to predict the geometry and stress state of final products. Heat accumulation, inter-pass temperature, and path planning influence bead shape and defect formation, while cyclic thermal loading induces residual stresses and distortion, which hinder repeatability and certification. High-fidelity numerical modelling, while being important for studying and optimization of WAAM process, remains unsuitable for real time simulation and control due to high computational cost. In order to overcome the limitations of pure physics-based models, the interest has shifted to hybrid workflows— combined physics-based and data-driven models calibrated by real-time sensing—embedded in Digital Twin architectures to support prediction, monitoring, and process control. The objective of this study is to systemise recent advances in multi-scale multi-physics numerical modelling for wire arc additive manufacturing (WAAM) and provide insight into Digital Twin (DT) architectures alongside data-driven approaches based on artificial intelligence (AI), machine learning (ML) and data management. The extensive literature review was performed to reveal advantages and limitations of these simulation method and how they could transition WAAM to intelligent manufacturing, driven by multiple data streams, with real-time monitoring, predictive analytics, and autonomous correction. The results of the review can be used in future studies to organize and assemble intelligent WAAM systems in laboratory experimental conditions with a perspective of industrial applications.
  • Ескіз
    ДокументВідкритий доступ
    Determination Modal parameters a Turning machining system
    (Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Petrakov, Yuri; Ohrimenko, Oleksandr; Pasichnik, Oleksandr; Petryshyn, Andrii
    Among various machining processes, turning accounts for the largest volume of chip removal worldwide, so much attention is paid to predicting stability and preventing chatter, with a special emphasis on machining systems. The use of CNC machinesexpands the possibilities for controlling the cutting process in accordance with the Stability Lobes Diagram (SLD), which allows not only to ensure the required quality and the reduce of vibrations, but also to select the cutting mode that ensures maximum productivity. Designing a SLD involves building a mathematical model of the machining system, which is associated with determining its dynamic characteristics. A dynamic model of the machining system of a lathe has been developed as a composition of the main units using the receptance coupling method, which made it possible to calculate the rigidity of the entire system, reduced to the tip of the cutter, as a function of the longitudinal coordinate when machining a workpiece installed in a chuck and in a chuck and rear center. The cutting process model represents the components of the cutting forces acting along the coordinate axes, which allows it to be integrated into the structure of the machining system. A method for experimental modal analysis of the machining system of a lathe using a hammer, accelerometer and a storage two-channel oscilloscope has been developed. Software for determining the frequency response function using a digital file of the experimental impulse response function has been created.