Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 8, No. 2(101)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Перегляд Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 8, No. 2(101) за Назва
Зараз показуємо 1 - 12 з 12
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Application of CVD coatings on the inner surfaces of cooled GTE blades(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Sagalovych, O. V.; Popov, V. V.; Sagalovych, V. V.Вивчена можливість нанесення Мо і Cr покриттів CVD-методом на внутрішні поверхні трубчастих виробів Ø ˂ 60 мм. Розроблений процес нанесення Мо і Cr покриттів методом газофазного осадження. Визначено області параметрів отримання покриттів з рівномірною структурою, швидкістю, твердістю, а також закономір- ності зміни цих характеристик при зміні основних параметрів процесу отримання таких покриттів. Відпрацьовані технологічні процеси нанесення металевих Мо і Cr CVD покриттів можуть бути базою для розробки дослідних технологій нанесення функціональних покриттів на прецизійні деталі з внутрішніми трубчастими поверхнями малого діаметру в машинобудуванні та авіаційної промисловості. Розроблено контрольований процес нанесення двокомпонентних хром-алюмінієвих покриттів методом газофазного осадження з використанням органічних та металорганічних речовин. Проведено оптимізацію процесів нанесення якісних двокомпонентних хром-алюмінієвих покриттів на дослідних макетних зразках внутрішніх порожнин охолоджуємих робочих лопаток турбін. Проведені дослідження виявляють характеристики двокомпонентних хром-алюмінієвих покриттів, співставні з характерис- тиками покриттів, які використовують у виробництві, при цьому забезпечується хороша якість покриттів у відношенні міц- ності зчеплення з матеріалом турбінної лопатки. Відтворюваність одержаних покриттів дозволяє у перспективі відпрацьову- вати дослідні технології для виробництва. Менша токсичність використовуємих прекурсорів дозволяє створити екологічно безпечну технологію і суттєво зменшити еко- логічні проблеми у виробництві при нанесенні двокомпонентних хром-алюмінієвих покриттів на внутрішні порожнини охоло- джуємих робочих лопаток турбін.Документ Відкритий доступ Developing technology of directed energy deposition of workpieces of parts of aircraft engines from heat-resistant nickel alloys by means of using layer-by-layer microplasma surfacing method(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Balushok, K.; Chygileichyk, S.; Petryk, I.; Sakhno, S.; Kulykovskyi, R.У статті представлено технологію процесу спрямованого енергетичного осадження (СЕО) методом пошаро- вого мікроплазмового наплавлення порошком і дротом з жароміцного високохромового сплаву на основі нікелю системи Ni-Cr-Ti-Al (у′ = 3–5 %), який використовується для виготовлення заготовок деталей газотурбінних двигунів, із забезпечен- ням заданого рівня механічних властивостей, необхідних для подальшої експлуатації деталей. У статті розглянуто облад- нання та характерні особливості технології СЕО з використанням методу безперервного (пошарового) мікроплазмового наплавлення. Адитивне осадження здійснювали на роботизованій установці для мікроплазмового порошкового наплавлення STARWELD 190H та на інтегрованій установці на базі робота FANUC і плазмового обладнання SBI з використанням дроту, виготовленого зі сплаву на основі нікелю системи Ni-Cr-Ti-Al (у′ = 3–5 %). Після осадження були проведені такі операції, як термічна обробка (старіння 900 °С, витримка 16 годин), механічна обробка та контроль якості. Для формування доказової бази з метою визначення можливості встановлення наплавлених заготовок у двигунах було проведено комплекс досліджень, який включав: визначення хімічного складу заготовок, наплавлених за технологією, аналогічною до наплавлення заготовок; проведення металографічних досліджень та механічних випробувань. Автори стверджують, що проведені дослідження по- казали, що хімічний склад наплавленого металу відповідає вимогам нормативної документації, а мікроструктура наплавле- ного металу після термічної обробки відповідає нормально термічно обробленому стану низьколегованого високохромового сплаву на основі нікелю системи Ni-Cr-Ti-Al (у′ = 3–5 %), а рівень механічних властивостей наплавленого сплаву після серійної термічної обробки (витримка 900 °С, витримка 16 годин) не нижчий за рівень поковок, що реалізуються в серійному вироб- ництві даного типу деталей.Документ Відкритий доступ Mechatronic greenhouse microclimate temperature control system(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Synytsyna, Y. Y.; Hubarev, O. P.Різкі зміни температури та вологості повітря негативно впливають на вирощування сільськогосподарських куль- тур. Сучасні методи регулювання мікроклімату тепличних об’єктів здебільшого зводяться до регулювання потоку та темпе- ратури повітряних мас. Метою цієї роботи є аналіз теплового випромінювання тепличного об’єкту та створення мехатронної системи керування елементами нагрівання. Виконано моделювання однієї доби в Херсонській області (23 травня 2023 року). Вплив водяної пари на теплове випромінювання і змішаний механізм конвекції всередині теплиці не враховувалися при дослі- дженні. Для спрощення аналізу, теплиця була змодельована без рослин, оскільки така повна імітаційна модель виходить за рам- ки цього дослідження. Цей аналіз призводить до точної оцінки загального коефіцієнта теплопередачі і теплового потоку теп- лиці, що послугувало основою для створення і тестування (перевірка правдоподібності) спрощеної програми керування систе- мою мікроклімату теплиці. Результати дослідження і розроблена програма керування калориферами придатні для викорис- тання в алгоритмах керування мехатронною системою теплиці для врахування циклічних добових змін параметрів.Документ Відкритий доступ Rheological models of trabecular structures joint implants obtained by additive processes(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Salenko, O. F.; Kryshchuk, M. H.; Gavrushkevich, N. V.; Habuzian, H. V.; Dzhulii, D. Yu.Розглянуто особливості будови трабекулярних структур для виготовлення імплантатів кульшових і колінних сугло- бів та створення реологічних моделей, які можуть бути покладені в основу аналізу динаміки біомеханічних систем “кістково- суглобовий імплантат”. При цьому враховується, що сам імплантат має бути виготовлений у вигляді комбінованого набору функціональних елементів (або вихідних поверхонь), динамічні властивості яких є мінливими та максимально адаптованими до властивостей сполучної кістки, що дозволяє досяжно зберегти вихідні властивості кісток суглобів із забезпеченням належної міцності та надійності конструкції в цілому, обумовлюючи взаємозалежність результатів оперативного втручання з вихідним станом хворого, показаннями до лікування, його активністю та можливим післяопераційним періодом. Проаналізовано усклад- нення. Запропоновано оптимізаційну функцію процесу проектування, виготовлення та експлуатаційного забезпечення імплан- тації, яка має ймовірнісні складові. Показано, що при дослідженні динаміки компонентів «кістково-зчленованого імплантату» найбільш доцільно використовувати модель Бюргерса, а коефіцієнт щільності трабекул може бути узагальненою характеристикою сформованих трабекулярних структур за умови відповідності геометричних параметрів кісткової тканини.Документ Відкритий доступ The effect of heat input on mass fraction of nanocomponents fed into the weld pool(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Kuznetsov, V. D.; Stepanov, D. V.; Pashchenko, V. M.Показано, що наплавлення з подачею нанооксидів або нанокарбідів у зварювальну ванну призводить до значного підвищення зносостійкості наплавленого металу. Водночас, наявна в літературі інформація щодо оптимальних концентра- цій нанокомпонентів відповідає лише конкретним умовам наплавлення. Інші умови наплавлення вимагають додаткових екс- периментальних досліджень для визначення оптимальних концентрацій за цих нових умов. Теоретичними дослідженнями встановлено, що зміна погонної енергії наплавлення супроводжується зміною об’єму та маси зварювальної ванни, що приз- водить до зміни масових концентрацій нанокомпонентів. Виявлено, що об’єм і маса зварювальної ванни можуть змінюва- тися майже у 3 рази, а масова частка нанокомпонентів – у 2 рази. Запропоновано метод визначення масової частки нано- компонентів у зварювальній ванні за умови різних погонних енергій наплавлення. Експериментальні дослідження підтвердили аналітичні прогнози. Використання запропонованої методики дозволить поширити технологію наплавлення з подачею нанокомпонентів у зварювальну ванну без додаткових експериментальних досліджень.Документ Відкритий доступ Вдосконалення процесу лазерного різання за рахунок кулькового вигладжування поверхні різів(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Романенко, В. В.; Блощицин, М. С.; Романенко, М. В.; Кушнеренко, А. С.У даній статті була розглянута проблема підвищення якості крайок деталей, вирізаних лазерним випромінюван- ням, за рахунок нового підходу, який полягає в вигладжуванні поверхні лазерних різів кульковим інструментом. Проведений аналіз показав перспективність покращення характеристик технології лазерного різання деталей з листів різної товщини при застосуванні подальшого кулькового вигладжування поверхні різу. Метою дослідження є всебічний аналіз впливу пара- метрів вигладжування на експлуатаційні характеристики деталей, отриманих таким комбінованим способом. Для прове- дення експериментів були використані необхідні методики оцінки шорсткості поверхонь різів, мікротвердості їх крайок та залишкових напружень, що виникають в поверхневому шарі різу. Спираючись на сформульовану гіпотезу про перспектив- ність покращення характеристик країв різу при їх подальшому вигладжуванні, експериментально встановлено, що має місце помітне зменшення значень параметрів шорсткості після вигладжування поверхні лазерних різів порівняно з їх значеннями для зразків тільки після лазерного різання. Крім того, дослідження показують, що в області краю різу спостерігається зро- стання мікротвердості поверхні різу на величину до 20 %. Разом з тим, на краю різу з’являються стискаючі напруження, які забезпечують підвищення експлуатаційних характеристик деталей після запропонованої комбінованої обробки. Для реа- лізації дослідженої технології вигладжування поверхні лазерного різу була запропонована конструкція вигладжувальної го- ловки. В результаті вивчення запропонованого комбінованого способу отримання деталей лазерним різанням з подальшим вигладжуванням поверхні різів підтверджено, що при невисоких додаткових капітальних затратах є можливість значно покращити експлуатаційні характеристики виготовлених в такий спосіб деталей. Це також доводить перспективність подальшого розвитку представленої комбінованої технології як з використанням кулькового вигладжування, так і при зас- тосуванні інших способів поверхневого зміцнення країв лазерного різу.Документ Відкритий доступ Вплив зміни тиску гідравлічної системи на динамічні характеристики гідравлічного привода(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Єременко, Р. О.Об’єктом дослідження є динамічні характеристики гідравлічного привода системи керування літального апа- рата. З метою покращення стійкості та керованості літальних апаратів існує необхідність визначення закономірності зміни динамічних параметрів привода (запаси по фазі та амплітуді, частоту та амплітуду резонансного піка тощо) залеж- но від зміни тиску нагнітання гідравлічної системи. В результаті виконання дослідження за наявною математичною мо- деллю отримано залежність динамічних параметрів гідравлічного привода заданої кінематичної схеми від тиску нагні- тання. Встановлено, що зі збільшенням тиску нагнітання динамічні характеристики привода погіршуються: зменшуються запаси по фазі та амплітуді, збільшується пікова амплітуда резонансу і зменшується частота виникнення резонансу, проте для більш точної кількісної оцінки є необхідність у проведенні подальших досліджень з уточненою математичною моделлю. Отримані результати надалі можуть бути застосовані для оптимізації умов роботи приводів систем керування літальних апаратів, джерелом живлення котрих є насос постійної подачі, що працює в комплексі з гідравлічним акумулятором і гідро- механічним автоматом розвантаження.Документ Відкритий доступ Вплив температури рідини на витратну характеристику трьох-лінійного пропорційного регулятора витрати(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Солдаткін, Г. В.; Губарев, О. П.Для ефективної роботи гідросистем промислового і мобільного гідроприводу важливо враховувати температуру робочої рідини, яка впливає на втрати потужності, включаючи гідро-механічні втрати, такі як тертя в трубах, і об’ємні втрати, такі як втрати через витоки. Для гідросистем з високими вимогами до ефективності і точності позиціонування вихідної ланки, значна увага має бути приділена впливу температури рідини на характеристики регулюючої апаратури, по- ширеним видом якої є регулятор витрати. В статті проведено аналіз принципової схеми, конструктивних особливостей і геометричних параметрів трьох-лінійного регулятора витрати з пілотним пропорційним керуванням і сил, які діють на його внутрішні елементи. Висунуто дві гіпотези, які пов’язують конструктивні особливості з відхиленням витрати через регу- лятор витрати при зміні температури робочої рідини. Проведено експериментальне дослідження впливу температури на витратну характеристику регулятора витрати. Встановлено, що збільшення температури робочої рідини зменшує ви- трату через регулятор при сталому значенні керуючого сигналу. Запропоновано спосіб компенсації відхилення від початко- вого налаштування витрати шляхом врахування поточного значення температури робочої рідини в алгоритмі керування програмованого логічного контролера. Для технічної реалізації запропонованого методу необхідно додати в гідравлічну сис- тему контроль температури і внести зміни в алгоритм керування регулятором витрати.Документ Відкритий доступ Моделювання процесу газо-лазерного різання тонкостінної трубчастої заготовки(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Степура, О. М.; Кондрашев, П. В.Основна мета цих наукових досліджень, які відображені в цій роботі спрямовані на пошук шляхів підвищення якісних показників при реалізації лазерної обробки трубчастих тонкостінних заготовок. Аналіз літературних джерел показав, що більшість наукових досліджень спрямовані на удосконалення процесу комбінова- ного газо-лазерного різання відносно товстих металевих пластин. В порівнянні із цим, процес взаємодії сфокусованого лазер- ного променя та потоку стислого газу із тонкостінними трубчастими заготовками є більш складним. Оскільки необхідно враховувати вплив лазерного випромінювання на нижню частину трубчастої заготовки а також вплив тиску газу який може спотворювати геометричну конфігурацію медичного ендопротезу. Після ґрунтовного аналізу апріорної інформації було розроблено стратегію теоретичних досліджень з наступною перевір- кою адекватності шляхом отримання експериментальних зразків медичних ендопротезів. А саме за допомогою пакету про- грамного забезпечення Fluent 6.2 було проведено моделювання процесу розповсюдження струменя допоміжного газу на ви- ході із конічного сопла та його взаємодія із трубчастою тонкостінною заготовкою. Розроблена методика моделювання процесу розповсюдження струменя допоміжного газу на виході із конічного сопла. Яка дозволила визначити граничні значення розподілення тиску допоміжного газу вздовж осі сопла при яких відбуваються деформаційні процеси та спотворення геометричної конфігурації медичного ендопротезу. Згідно результатів проведеного моделювання процесу взаємодії допоміжного газу з циліндричною тонкостінною заготов- кою, була виготовлена дослідна партія заготовок медичних ендопротезів діаметром 1,6 та 4 мм з найпростішою “лінійною” конструкцією візерунка та різною довжиною нитки та кроком по колу, рівному 0,16 мм. Медичні ендопротези широко застосовуються у медицині для лікування таких небезпечних захворювань як тромбофлебіт.Документ Відкритий доступ Про параметри розсіяного руйнування конструкційних матеріалів(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Малинський, В. М.; Бобир, М. І.; Тимошенко, О. В.Описані результати застосування різних механічних характеристик конструкційних матеріалів в якості скаля- рних параметрів пошкоджуваності. Розсіяне руйнування супроводжується деградацією основних механічних характеристик пружності: модуля Юнга першого роду Е та другого G, об’ємного модуля К та коефіцієнту Пуассона v. Прийняті гіпотези еквівалентності деформацій (ГЕД) та питомих енергій деформування (ГЕЕ) для не пошкодженого та пошкодженого станів початково ізотропних металічних матеріалів . Показано взаємозв’язок між скалярними параметрами пошкоджуваності згідно гіпотези еквівалентності питомих енергій (ГЕЕ) та гіпотези еквівалентності деформацій (ГЕД). За результатами проведених експериментальних досліджень отримані закономірності накопичення розсіяних руйнувань для сталі 12Х18Н10Т та алюмінієвого сплаву Д16Т за умов активного пружно-пластичного деформування з врахуванням двох механізмів руйнування: відрив та зріз, згідно різних методик та гіпотез еквівалентності станів матеріалу. Аналізуючи зв’язок між тензором впливу пошкодження N та двома скалярними змінними пошкодженнями DE та DG , отри- мані залежності пружних характеристик для ізотропного пошкодженого матеріалу. що дало можливість розраховувати ефективний коефіцієнт Пуассона та ефективний об’ємний модуль . Встановлено, що використання двох феноменологічних параметрів пошкоджуваності на основі гіпотези еквівалентності питомих енергій деформування та використовуючи ефект деградації модуля пружності Е і модуля пружності G з врахуван- ням об’ємного модуля К дає суттєве уточнення визначення напружено-деформованого стану високо навантажених елеме- нтів конструкцій різного призначення.Документ Відкритий доступ Функціональна надійність засобів фіксації складних переломів тазових кісток. Частина 2. Експериментальні дослідження при статичних навантаженнях(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Димань, М. М.; Шидловський, М. С.; Лакша, А. М.; Фомін, О. О.Засоби фіксації переломів мають забезпечувати надійне закріплення уламків кісток, максимально унеможлив- люючи їх взаємне зміщення в процесі транспортування та лікування пацієнтів. На сьогодні в травматології та ортопедії використовують для фіксації складних переломів тазових кісток, які виникли внаслідок ураження високошвидкісними снаря- дами, що ранять, дві методики фіксації: за допомогою паралельного введення спонгіозних гвинтів (остеосинтез задніх від- ділів тазового кільця) і стабілізація стрижневим апаратом зовнішньої фіксації та фіксація накістковою реконструктивною пластиною (остеосинтез передніх відділів тазового кільця). Передні відділи тазу стабілізуються частіше, тому що ця ме- тодика більш простіша, не потребує багато часу та високої кваліфікації хірурга. Проте, така методика фіксації не забез- печують достатню стабільність з’єднання уламків кісток тазового кільця. Для подальшого удосконалення конфігурації си- стем фіксації необхідно провести порівняльні експериментальні дослідження жорсткості та стабільності фіксації на на- турних препаратах при реальних видах та рівнях навантажень з модельованим пошкодженням передніх та задніх відділів тазового кільця. Дана робота присвячена дослідженню характеристик жорсткості та надійності фіксації складних пере- ломів кісток тазу з пошкодженням тазового кільця при статичних навантаженнях. Розроблена методика визначення де- формаційних характеристик та проведені натурні дослідження засобів фіксації складних переломів тазових кісток. Вивчено процеси виникнення і розвитку взаємних зміщень точок перелому при дії розтягу та згину.Документ Відкритий доступ Інженерна методика визначення осьового моменту інерції кругового сегмента(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Молтасов, А. В.; Коваль, М. Й.; Мальгін, М. Г.; Левчук, А. М.Робота присвячена аналітичному дослідженню геометричних характеристик кругового сегмента, зокрема мо- менту інерції відносно його центральної осі, яка не проходить через центр круга. Доведено, що наведена в літературі фор- мула для визначення досліджуваної характеристики є неправильною, тому мета роботи полягає у визначенні причини помил- ки та уточненні цієї формули. В роботі було виявлено причину та визначено член наявної формули, який призводив до помилки. На основі залежностей між моментами інерції при паралельному переносі осей була отримана нова формула для визначення моменту інерції кругового сегменту відносно його центральної осі. Встановлено, що при максимальному значенні централь- ного кута, на який опирається сегмент, запропонована формула тотожна формулі для визначення моменту інерції півкруга відносно відповідної осі, наявній в літературі. За запропонованою формулою проведені розрахунки зведеного моменту інерції при різних значеннях центрального кута. В результаті встановлено, що зі збільшенням центрального кута момент інерції збільшується, досягаючи свого граничного значення, яке відповідає півкругу. Побудовано графік залежності, який зручно використовувати для визначення величини досліджуваного моменту інерції при зміні центрального кута від 20 до 180°.