Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 8, No. (100)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Перегляд Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 8, No. (100) за Ключові слова "539.3"
Зараз показуємо 1 - 3 з 3
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Implicit direct time integration of the heat conduction problem in the Method of Matched Sections(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Orynyak, I.; Tsybulnyk, A.; Danylenko, K.; Oryniak, A.Abstract: The paper is devoted to further elaboration of the Method of Matched Sections as a new branch of finite element method in application to the transient 2D temperature problem. The main distinction of MMS from conventional FEM consist in that the conjugation is provided between the adjacent sections rather than in the nodes of the elements. Important feature is that method is based on approximate strong form solution of the governing differential equations called here as the Connection equations. It is assumed that for each small rectangular element the 2D problem can be considered as the combination of two 1D problems – one is x-dependent, and another is y-dependent. Each problem is characterized by two functions – the temperature, T, and heat flux Q . In practical realization for rectangular finite elements the method is reduced to determination of eight unknowns for each element – two unknowns on each side, which are related by the Connection equations, and requirement of the temperature continuity at the center of element. Another salient feature of the paper is an implementation of the original implicit time integration scheme, where the time step became the parameter of shape function within the element, i.e. it determines the behavior of the Connection equations. This method was early proposed by first author for number of 1D problem, and here in first time it is applied for 2D problems. The number of tests for rectangular plate exhibits the remarkable properties of this “embedded” time integration scheme with respect to stability, accuracy, and absence of any restrictions as to increasing of the time step.Документ Відкритий доступ Вплив дисбалансів на динамічні характеристики лабораторної центрифуги HERMLE Z306(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Бабенко, А. Є.; Лавренко, Я. І.Анотація. Лабораторні центрифуги застосовуються у різних галузях промисловості. Під час експлуатації виникають вібрації, в тому числі і на резонансних частотах, що у свою чергу погіршують функціональні можливості. У даній науковій роботі розглянуто модель лабораторної центрифуги HERMLE Z306 для визначення динамічних характеристик, що використовується у медичних лабораторіях для сепарації сумішей різних фракцій. Аналітично визначені зони стабільної роботи центрифуги і вплив швидкості обертання на власні частоти. Експериментально отримані дані, які показують вплив дисбалансів на динамічні характеристики центрифуги HERMLE Z306. В результаті моделювання визначені амплітудно-частотні характеристики та побудована діаграма Кемпбелла. Моделювання динамічних процесів у лабораторних центрифугах шляхом дослідження впливу дисбалансів на якість сепарації сумішей. Визначення зон стійкої роботи центрифуги. Побудови амплітудно-частотних характеристик центрифуги, визначення зон стійкої роботи лабораторної центрифуги під час сепарації та діаграми Кемпбелла, що відображає залежність власних частот від частоти обертання центрифуги HERMLE Z306. Дана діаграма дає можливість визначити резонансні зони. На основі використання рівняння Лагранжа другого роду отримується модель, яка надає можливість визначити зони стійкої роботи центрифуги. За допомогою експериментального обладнання визначити АЧХ центрифуги та для визначення резонансних зон проаналізувати діаграму Кемпбелла. Аналітично визначені зони стійкої роботи лабораторної центрифуги. Побудовані амплітудно-частотні характеристики центрифуги HERMLE Z306, побудовані траєкторії руху вільного кінця валу з врахуванням відповідних дисбалансів та експериментально визначені резонансні зони. Експериментальні дослідження показали, що вільний кінець валу лабораторної центрифуги рухається по поверхні, форма якої і, відповідно, шлях руху залежить як від кутів повороту, так і поступального переміщення, які виникають в наслідок деформацій пружних опор. Проведені аналітичні та експериментальні дослідження дали можливість визначити нестабільні режими та тим самим визначити області робочих режимів центрифуги. Процес сепарації буде стійким якщо корені рівняння мають від’ємну дійсну частину, більш того рух при цьому буде асимптотно стійким при наявності сил опору. Розроблена експериментальна методика визначення динамічних параметрів центрифуги. На її основі визначено вплив швидкості обертання на власні частоти.Документ Відкритий доступ Гармонічні коливання п’єзокерамічних секціонованих функціонально-градієнтних циліндрів з врахуванням дисипації енергії(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Григор’єва, Л. О.; Янчевський, І. В.Анотація. Досліджуються гармонічні коливання п’єзокерамічних функціонально-градієнтних секціонованих порожнистих циліндрів з врахуванням дисипації енергії. Розглядається циліндр скінченної довжини, що складається з парної кількості секцій, поляризованих в коловому напрямку, які з’єднуються між собою за принципом зустрічної поляризації. Матеріал на основі п’зокераміки PZT-5A вважається функціонально неоднорідним в напрямку попередньої поляризації. Циліндр навантажується різницею потенціалів, прикладеною до плоских граней секцій. Розрахунок виконується методом скінченних елементів. Описується методика формування матриць демпфування та визначення коефіцієнтів, що відповідають частотно-незалежному демпфуванню, альфа- та бета-демпфуванню, демпфуванню за Релеєм на заданому частотному діапазоні зі сталою добротністю. Вказані способи демпфування пов’язуються з експериментальними даними через механічну добротність п’єзоелемента. Діелектричні втрати враховуються шляхом введення в розрахункові вирази тангенсу або матриці тангенсів діелектричних втрат. Проводиться порівняння розглянутих методів з результатом, отриманим за допомогою комплексних пружних та діелектричних модулів, та оцінюється їх відповідність вхідним даним. Для функціонально-градієнтного та однорідного п’єзоелементів заданої конфігурації будуються амплітудно-частотні характеристики для переміщень, заряду на електродах, електричного адмітансу та його логарифму з врахуванням демпфування. Для функціонально-неоднорідного циліндра визначаються частоти електричних резонансів, антирезонансів та відповідні коефіцієнти електромеханічного зв’язку. Максимальний коефіцієнт електромеханічного зв’язку виникає на частоті другого електричного резонансу.