2024

Постійне посилання на фонд

https://ela.kpi.ua/handle/123456789/66556

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 43

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.
Відкритий доступ
Comprehensive analysis of arc methods of 3D printing of metal products: assessment of the efficiency and prospects of using TIG as a heat source
(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Horbenko, A.; Zvorykin, C.
В останні роки адитивні технології стають все більш важливими для виробництва деталей зі складною геометрією, що дозволяє швидко та ефективно створювати об’єкти з різними формами та конфігураціями в промислових секторах, таких як медицина, авіакосмічна промисловість та будівництво. У центрі уваги дослідження був аналіз дугових процесів для адитив- ного виробництва, зокрема шляхом зварювання неплавким електродом у середовищі інертного газу (TIG) та його застосування як джерела тепла. Сучасні методи 3D друку металевих виробів, такі як SLM (Selective Laser Melting), EBM (Electron Beam Melting), LMD (Laser Metal Deposition), дозволяють виготовляти деталі з хорошими показниками якості: точністю, шорсткістю поверхні, механіч- ними властивостями, та ін. Однак ці методи є дорогими через технологічну складність обладнання, а недоліком цих методів є їх низька продуктивність порівняно з дуговими. Результати, наведені в цій статті, показують, що продуктивність дугових методів в адитивному виробництві в кілька разів вища, ніж у SLM, EBM і LMD, а дугові методи є більш економічно ефективними завдяки меншій вартості обладнання та мен- шому споживанню енергії. У статті наведено схеми дугових методів адитивного виробництва. Один із перспективних напря- мків розвитку – гібридні технології, а саме використання джерела тепла TIG для спікання металевих порошків, пропонує ефе- ктивний спосіб здешевлення адитивного виробництва шляхом заміни лазера як джерела тепла, дозволяючи при цьому продов- жувати використовувати різні види металевих порошків, армуючих матеріалів та металокерамічних сумішей.
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.
Відкритий доступ
Identification of dynamics for machining systems
(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Petrakov, Y. V.; Ohrimenko, O. A.; Sikailo, M. O.
Cutting processes are carried out in an elastic machining system, which is multi-mass with negative and positive loop control with a delay in construed mathematical models. Its behavior during the cutting process is entirely determined by dynamic properties and an adequate parameters of mathematical model is necessary to control the process. The paper proposes a method for identifying such dynamic parameters of the machining system, which include natural vibration frequencies, vibration damping coefficients, and stiffness of the replacement model of single-mass system in the direction of the machine-CNC coordinate axes. It is proposed to identify such parameters as a result of experimental modal analysis by impacting the elements of the tool and workpiece with an impact hammer and processing the impulse signal with a fast Fourier transform. It is proposed to adapt the results obtained to the adopted mathematical model of the machining system, presented in the form of two masses, each with two degrees of freedom, according to the equivalence of the spectrum signal power or its spectral density. The cutting force model in the form of a linearized dependence on the area of undeformed chips needs to be clarified by the coefficient using experimental oscillograms obtained during milling of a workpiece mounted on a dynamometer table. Based on the identified parameters of the machining system, a stability diagram was constructed in the “spindle speed – feed” coordinates and experiments were carried out under conditions in the zone of stable and unstable cutting. Evaluation of the roughness of the machined surface confirmed the correspondence to the location of the stability lobes diagram constructed using the identified parameters, which indicates the effectiveness of the proposed identification method.
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.
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.
Відкритий доступ
Numerical Study on Simulating the Deposition Process of Cold Spray Multi-Particle Al-6061 based on CEL Method
(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Kun, Tan
Cold spray is a solid-state deposition technique that improves the performance of part surfaces. Most scholars use the CEL framework to simulate the deposition of single particles on the substrate; Single particle depositions cannot fully characterize coating conditions. This article proposes to use the CEL method to simulate the deposition process of cold spray multi-particles on the Al6061 substrate. A multi-particle wrapped model is nested in a deposition model created by CEL to simulate the cold spray multi-particle deposition process. The Euler-Lagrangian method has the characteristics of high accuracy and robustness, and was selected as the method for multi-particle deposition model simulation; The CEL framework is a feasible method to simulate the actual cold spray multi-particle deposition process. The results show that the CEL framework can simulate the deposition of cold sprayed Al6061 multiparticles on the Al6061 substrate, observe the EVF Void value of the coating, and monitor the porosity of the coating after deposition. It is observed that the maximum substrate surface temperature after deposition is 528.2K and is located at the junction of particle and particle impact; By analyzing the temperature change curve of five points collected on the substrate over time, the curve appears multiple inflection points, indicating that heat transfer occurs between the particles and the substrate during the deposition process; the substrate first heats up and then cools down. During the multi-deposition process, the particles undergo plastic deformation and continuously squeeze the coating, thereby achieving interconnection between the particles and the substrate; Mechanical interlocking between particles forms a coating.
Відкритий доступ
Plasma-chemical synthesis of carbide-based vacuum-plasma functional coatings and study of tribological characteristics of friction pairs
(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Sagalovych, O.; Popov, V.; Sagalovych, V.; Dudnik, S.; Oliinyk, O.
The work is devoted to the search for new materials with high functional characteristics using the Avinit vacuum-plasma technologies developed by us, based on the complex use of coating methods (plasma-chemical CVD, vacuum-plasma PVD (vacuumarc, magnetron), processes of ion saturation and ion surface treatment), stimulated by non-equilibrium low-temperature plasma. Processes of controlled plasma-chemical synthesis of the formation of multicomponent coatings in “metal-carbon” systems – Avinit coating (TiC, MoC) using vacuum-arc sources of ionized atomic fluxes of titanium and molybdenum in an argon-benzene plasma environment were developed and their characteristics were studied depending on their conditions formation. Metallographic studies confirm the possibility of low-temperature application of high-quality wear-resistant high-hard “metal-carbon” coatings with a hardness of 18,000–30,000 MPa, while ensuring good adhesion to the substrate materials (steel DIN 1.2379) without reducing strength and without deteriorating the cleanliness class of the original surface. The conducted tribological tests using the “cube-roller” scheme reveal high tribological characteristics of steel DIN 1.2379 tribopairs with developed coatings and testify to the promisingness of the developed multi-component multilayer coatings Avinit (Ti-C, MoS) for increasing wear resistance and reducing the coefficient of sliding friction in friction nodes. The developed plasma-chemical vacuum-plasma coatings are applied to mock-up samples of the working compressor blades of the GTE of aircraft engines. Proven modes allow to get high-quality, uniform coatings with high adhesion. This gives reason to consider the developed process as an alternative for expanding the range of new Avinit vacuum-plasma erosionresistant coatings and developing structures of anti-friction wear-resistant coatings to increase the performance of friction pairs in “coating-steel” and “coating-coating” systems.
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.
Відкритий доступ
Simulation of the effect of multi-particle temperature on Al6061 coating porosity based on Coupled Eulerian-Lagrangian(CEL) method
(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Tan Kun
Холодне розпилення – це технологія твердотільного осадження, яка широко використовується в адитивному виро- бництві. Температура частинок здебільшого використовується для регулювання пористості покриття. У цій статті викори- стовується скрипт Pyhon для моделювання мультичастинкової моделі; потім мультичастинкова модель вкладається в модель осадження CEL для імітації фактичного процесу мультичастинкового осадження холодним розпиленням; метод CEL має ха- рактеристики високої точності та надійності і був обраний в якості методу моделювання для моделі мультичастинкового осадження. Пористість покриття виражається шляхом вивчення величини площі пустот EVF в до-майданчику Ейлера. На поверхні покриття було відібрано кілька груп зразків для розрахунку пористості кожної групи, а середнє значення було прийнято за пористість всього покриття. Чисельні результати показують, що підвищення температури частинок може ефективно зменшити пористість покриття. Середня пористість покриття при температурі частинок 600 К: 5,08 %; 650 К: 4,02 %; 700 К: 3,58 %; після завершення осадження внутрішня частина покриття виглядає ущільненою. Температура підкладки впливає на поєднання покриття та підкладки. Рекомендується, щоб різниця температур між частинками і підкладкою не була занадто великою. Метод CEL імітує процес мультичастинкового осадження холодним розпиленням, що є ефективним методом спо- стереження і прогнозування пористості покриття, який також недосяжний для методів SPH і ALE.
Відкритий доступ
Structure and properties of samples made from XH50BMTJuB-VI (EP648-VI) alloy produced by using selective laser melting process
(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Balushok, K.; Seliverstov, O.; Pedash, O.; Lysenko, N.
The paper presented examines the composition, the structure and properties of samples made from the XH50VMTJuB-VI (hereinafter EP648-VI) alloy obtained by using the selective laser melting process (the SLM-process) in relation to manufacturing parts for aviation purposes. The authors carried out a comparative study of the samples’ structure and properties upon conducting such operations as depositing in two directions (horizontal and vertical), separate heat treatment and after hot isostatic pressing (HIP) followed by a standard heat treatment process applied for deformable semi-finished products made from the XH50VMTJuB-VI (EP648-VI) alloy. The authors inform that the manufacturing of samples by means of the SLM-process involved powders obtained through the technology of the vacuum-induction spraying of the molten metal jet with an inert gas (argon).
Відкритий доступ
Study of motion stability of a viscoelastic rod
(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Kostyushko, I.; Shapovalov, H.
Abstract. Stability of non-conservatively loaded elastic and inelastic bodies - a classic section of deformable solid mechanics that has been of interest for many years. In this paper, we study the motion stability of a free rod subjected to a constant tracking force on one of its ends. The problem is interesting in practical application, as it can be viewed as a simplified model of a rocket moving under the action of a jet force. The defining ratio of the rod material is the Kelvin-Voigt model. The solution to the problem is presented as a decomposition of the beam function. The number of terms of this expansion is substantiated. The critical load values in the presence and absence of viscosity are determined. It is established that the existence of a non-zero value of the internal viscosity coefficient in the Kelvin-Voigt model leads to a significant reduction in the critical load value compared to the elastic rod model. The given analytical results are confirmed by numerical calculations.
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.
Відкритий доступ
The Pushing Mechanism Design of Jumping Robot
(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Zinko, Roman; Lobur, Mykhaylo; Zdobytskyi, Andriy; Stefanovych, Tetyana
In areas hazardous for humans, jumping robots serve as substitutes. They exhibit enhanced mobility when traversing uneven or rugged terrain, significantly broadening the application potential of mobile devices for territory surveillance, environmental monitoring after earthquakes, and other emergency situations where robot movement relies solely on jumping. Various design solutions for performing jumps are known, each with its own advantages, disadvantages, and implementation based on specific structural elements. To propel robots off the ground, different actuators can be used: spring-based mechanisms (with or without additional kinematic links), pneumatic or hydraulic systems, and those powered by fuel-air mixtures. Spring-based impact systems execute jumps by converting the potential energy stored in the spring into the kinetic energy of the robot's body. The objective of the research is to justify the feasibility of developing cam mechanisms for jumping robots, taking into account the direction of their jumps in accordance with the distribution of forces and applied loads. The methodology involved determining the impact force of the hammer in the cam mechanism under static loading. A calculation method for the parameters of the impact system was developed. Computer modeling of the spring compression phase using a lever device was conducted. The structural and technological parameters of the robot were substantiated, considering its mass, spring stiffness, impact system, and the cam profile, using Autodesk Inventor software. Calculations of forces, power, and design parameters of the impact system were presented, along with a detailed analysis of all phases of the jumping process. These phases include spring compression using a lever device, removal of the compression device, spring release, and the final ballistic phase (flight phase). The methodology allowed for determining the design parameters of the cam mechanism based on specified kinematic and dynamic parameters of the jumping process.
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.
Відкритий доступ
Визначення факторів впливу та коефіцієнтів концентрації напружень для експрес-розрахунків на міцність однозрізних болтових з’єднань шаруватих композитних пластин. Повідомлення 1
(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Рудаков, Костянтин; Дифучин, Юрій
При проектуванні болтових з'єднань (БЗ) необхідно, зокрема, проводити їхні перевірні розрахунки на міцність. При цьому бажано застосовувати експрес-аналіз: розрахунки за простими формулами достатньої точності. Для БЗ пластин із шаруватих полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) проблема ще не вирішена. Мета дослідження: провести перегляд, переосмислення та структуризацію формул експрес-розрахунку максимального напруження при контакті отвору з жорстким циліндром (болтом), на контрастних прикладах матеріалів та схем армування пластини із ПКМ, з урахуванням можливих бічних зазорів болт/отвір в практично актуальному діапазоні, на основі отриманих раніше та нових результатів. Були проведені чисельні розрахунки із застосуванням методу скінченних елементів (контактна задача) для БЗ пластини із шаруватого ПКМ. Передбачалася 3D-ортотропія кожного моношару. Перевіряли декілька простих формул експрес-аналізу, провели їхню структуризацію. Результати зведені в таблиці, наведені ілюстрації. Відокремлені п’ять факторів впливу на значення максимального напруження розтягу біля отвору в пластині з шаруватого ПКМ. Отримано числові оцінки, що характеризують ступінь впливу на концентрацію напружень на поверхні отвору: характеристик матеріалу, схеми армування й величин зазору болт/отвір в пластині із шаруватого ПКМ, а також точність розглянутих формул. Зміна матеріалу й схеми армування шаруватого ПКМ призводить до істотної зміни значень максимальних напружень та коефіцієнту концентрації напружень у навантаженого болтом отвору в ослабленому отвором перетині пластини, а розглянуті формули експрес-аналізу мають недостатню точність для контрастних випадків матеріалів і схем армування пластини. Необхідні додаткові дослідження, особливо для схеми армування [φ/-φ]2s при 0<φ<90. .
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.
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.
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.
Відкритий доступ
Вплив швидкості деформування на процес гарячого видавлювання з роздачою круглих порожнистих напівфабрикатів
(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Драгобецький, В. В.; Калюжний, О. В.; Калюжний, В. Л.; Ситник, С. В.
Анотація. Штампування круглих порожнистих напівфабрикатів гарячим зворотним видавлюванням є однією з почат-кових операцій при виготовленні порожнистих виробів спеціального призначення. На зусилля і формозміну металу при гарячому пластичному формоутворенні суттєво впливає швидкість деформування або швидкість переміщення деформуючого інструменту. Для виробів спеціального призначення потрібно забезпечити певні механічні властивості по висоті стінки і в донній частині. Властивості по висоті стінки забезпечуються на подальших переходах витягування з потоншенням напівфабрикату, що отримано гарячим видавлюванням, при якому здійснюється пропрацювання структури металу пластичною деформацією з досягненням необхідних властивостей. Тому актуальною задачею є дослідження впливу швидкості деформування на зусилля і формозміну металу при гарячому зворотному видавлюванні порожнистих напівфабрикатів. Визначення за допомогою моделювання методом скінченних елементів (МСЕ) впливу швидкості деформування на параметри гарячого зворотного видавлювання з роздачою порожнистих напівфабрикатів із заготовок круглого і квадратного перерізу та порівняння результатів теоретичних досліджень. Теоретичні дослідження силових режимів видавлювання, питомих зусиль та напружено-деформованого стану металу проведено моделюванням з використанням МСЕ в програмному середовищі DEFORM. За допомогою МСЕ проведено моделювання процесу гарячого зворотного видавлювання з роздачою із маловуглецевої сталі круглих порожнистих напівфабрикатів з виступами на торці донної частини зі сторони порожнини та на зовнішній поверхні. Швидкість деформування була у межах 20–80 мм/сек. Використані заготовки круглого і квадратного перерізу. Встановлено залежності зусилля видавлювання від переміщення пуансону. Виявлено розподіл питомих зусиль на деформуючому інструменті. Визначено напружено-деформований стан та температурний розподіл у здеформованому металі в кінці видавлювання. Проведено оцінку пропрацювання структури металу гарячою пластичною деформацією та виконано порівняння отриманих результатів. Встановлено вплив швидкості деформування на параметри гарячого зворотного видавлювання з роздачою круглих порожнистих напівфабрикатів.

Переглянути

Перегляд 2024 за Назва

Результатів на сторінці

Налаштування сортування