Наукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 4(134)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Controlling the thickness of the plastic layer applied using 3d printing by electromagnetic acoustic method(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Tymchik, Grigoriy S.; Podolian, Oleksandr O.; Druziev, Maksym S.Background: Currently, the EMA method is not used to control the thickness of the layer of plastic applied to a metal platform using 3D printing, which significantly limits the scope of its use. However, EMA flaw detectors are widely used to control the quality of the metal platform itself. The solution of the problem of radiation research will allow carrying out complex control of the thickness of the layer of plastic applied by 3D printing, which will increase the efficiency of ultrasonic flaw detection in the reliability and speed of work. Objective: This article considers the possibility of determining the thickness of the layer applied by 3D printing using electromagnetic-acoustic (EMA) method. Methods: The analysis of the relationship between the thicknesses of the layer of plastic applied by 3D printing on the acoustic pressure created in it during the control using EMA transducers. The influence of the thickness of the plastic layer applied to the metal platform by means of 3D printing on the acoustic parameters of the EMA transducer was investigated with the help of mathematical modeling. Experimentally obtained dependences showing the influence of the thickness of the layer applied by 3D printing on the generated acoustic pressure. Results. The effect of the thickness of the plastic layer applied to a metal platform using 3D printing on the acoustic parameters of the EMA transducer is studied using mathematical modelling. Dependences showing the effect of the thickness of the plastic layer applied to the metal platform using 3D printing on the created acoustic pressure are obtained experimentally. The maximum acoustic pressure is created when there is no thickness of the plastic layer applied to the metal platform using 3D printing. The pressure drops sharply, as the layer thickness increases. Conclusions: Good convergence of the outcome of theoretical and experimental studies is demonstrated, with the ap proximation error of experimentally obtained data generally not exceeding 5%. The study is based on a widely proven approach to analyzing the process of acoustic wave formation by an EMA transducer. The reliability of the results obtained is confirmed by the correct use of the mathematical tools and good convergence of the outcome of theoretical and experimental studies.Документ Відкритий доступ Різновиди та технічні характеристики сонячних колекторів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Мацевитий, Ю. М.; Буштець, Я. М.Проблематика. Енергетичний ресурс є одним із головних складників успішності країни, а можливість використання екологічно чистої та доступної відновлюваної енергії сонячного випромінювання є важливим завданням. Нині існує велике різноманіття геліосистем за технічним рішенням і сферами використання: термо- та фотоелектричні, сонячні станції для промислового чи приватного видобування електроенергії, гарячого водопостачання, опалення, кондиціювання повітря тощо. Але питання щодо ефективної інсоляції та вибору матеріалів для цих систем відкрите. Тому є актуальним розроблення дієвих сонячних колекторів (СК) з раціональними геометричними та теплофізичними параметрами. Мета дослідження. Знайти та розробити СК з максимальною пропускною здатністю абсорбера та мінімізованими тепловтратами. Методика реалізації. Аналіз патентів СК за їхньою формою та технічними характеристиками, розробка нової моделі СК. Результати дослідження. Згідно з проведеним оглядом, нові розробки геліоколекторів відзначаються оригінальністю та новизною технічних рішень. Як матеріал абсорбера використовують гофровану трубу, сотовий полікарбонат, активоване вугілля, плутанку теплопровідного дроту; застосовують додаткове теплоакумуляційне покриття з розчином глауберової солі. Винаходи можна застосовувати в системах опалення та гарячого водопостачання, підігріві повітря приміщень і в обладнанні, що перетворює електромагнітне випромінювання сонця на теплову енергію для нагрівання рідкого теплоносія, а також на електроенергію. Для досягнення максимальної потужності колектора використовують приймальну поверхню з покриттям із високою пропускною здатністю сонячної енергії, а для мінімізації тепловтрат додатково встановлюють теплоізоляцію. Розроблено та запатентовано принципово новий за геометричною формою сферичний СК. Висновки. Розробка нових й удосконалення наявних СК забезпечує енергонезалежність як у приватному секторі, так і в масштабах країни, а також дає змогу дбати про довкілля. Розроблений сферичний СК однаково ефективно поглинає променисту енергію сонця протягом дня.Документ Відкритий доступ Геометричних параметрів кривошипно-планетарного редуктора на циклограму роботи контактних пар(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Янчевський, І. В.; Нєхороших, М. В.Проблематика. Кривошипно-планетарні редуктори (КПР) мають низку переваг: компактність, високу навантажувальну здатність, високу жорсткість конструкції та ін. Водночас немає регламентованої методології їх кінематичного та силового розрахунку, що обмежує їх розроблення та серійне виробництво. Створення ефективних методів розрахунку цих редукторів задля покращення їх експлуатаційних показників на етапі проєктування має важливе прикладне значення. Мета дослідження. Розробити аналітичний метод визначення кута тиску та значення контактної сили в контактних парах “отвір сателіта – цівка вихідної ланки” КПР залежно від кута між кривошипами його колінчастого вала (V-подібної форми), а також від кількості сателітів і цівок вихідної ланки. Застосовуючи розроблений метод, перевірити можливості проєктування КПР з довільними значеннями зазначених параметрів і дослідити їх вплив на циклограму роботи контактних пар і максимальне значення контактної сили з урахуванням нелінійності деформування матеріалів. Методика реалізації. На першому етапі на основі формул аналітичної геометрії показано можливість реалізації КПР із довільним значенням кута між кривошипами колінчастого вала, а також довільною кількістю сателітів і цівок вихідної ланки. Проаналізовано значення кутів тиску в контактних парах “отвір сателіта – цівка вихідної ланки” та побудовано циклограму роботи ведучих контактних пар. На другому етапі з використанням принципу можливих переміщень отримано формулу для розрахунку контактної сили у ведучих контактних парах як функції кута повороту вхідного вала. Під час обчислення контактної сили використано нелінійну модель деформування матеріалу. Результати дослідження. Розроблено аналітичний метод побудови циклограми роботи контактних пар КПР і розрахунку контактних сил залежно від геометричних параметрів редуктора. Показано можливість реалізації редукторів із довільним значенням кута між кривошипами колінчастого вала, а також довільною кількістю сателітів і цівок вихідної ланки. Висновки. Отримано значення контактної сили – функцію кута повороту колінчастого вала, кількості сателітів і цівок вихідної ланки. За незмінної кількості одночасно активних ведучих контактних пар і, відповідно, рів номірної передачі навантаження між ними закон зміни контактної сили за цикл подібний до параболічного. В іншому випадку зміна контактної сили за цикл має досить складний характер. Отримані результати можуть бути використані за уточненого розрахунку ККД КПР й ухвалення конструкторських рішень на етапі його проєктування.Документ Відкритий доступ Розроблення та дослідження холодильного циклу з біагентним струминним компресором(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Трокоз, Я. Є.; Барабаш, П. О.; Голубєв, О. Б.; Куделя, П. П.Проблематика. Нині в пароежекторних холодильних машинах (ПЕХМ) використовують моноагентні струминні компресори, робочим тілом яких є переважно вода. Попри низьку ефективність, ПЕХМ мають низку перевагу порівнянні з холодильними машинами, що використовують механічні компресори: невелику собівартість, простоту виготовлення та надійність роботи. Недоліком ПЕХМ є неможливість досягнення цими установками температур, нижчих за 0 °C. Це обмеження можна подолати, якщо використати біагентний (вода-фреон) струминний компресор (БАСК) і реалізувати новий парокомпресійний холодильний цикл. Мета дослідження. Експериментально підтвердити працездатність холодильної машини, що працює за паро компресійним циклом з використанням біагентного (вода–фреон) струминного компресора. Визначити ефективність роботи експериментальної холодильної машини і знайти оптимальні геометричні характеристики БАСК. Методика реалізації. Було створено експериментальний стенд для дослідження холодильної установки з використанням БАСК. За розробленою методикою визначався холодильний коефіцієнт ефективності установки e. Результати дослідження. Отримано експериментальні значення холодильного коефіцієнта машини e залежно від зміни коефіцієнта ежекції q БАСК. Максимальні значення холодильного коефіцієнта установки max e= ÷ 1,3 1, 4 відповідають значенням коефіцієнта ежекції q ≈ 0,25 опт , за яких також досягається максимальний коефіцієнт корисної дії БАСК max h= ÷ 0,35 0, 4 Висновки. Експериментально підтверджено працездатність холодильної машини, що працює за парокомпре сійним циклом із використанням біагентного (вода–фреон) струминного компресора. Задля розширення температурного діапазону циклу в бік пониження температур кипіння у випарнику (tкип ≤- ° 20 C), заплановано модернізувати лабораторний стенд застосуванням водних розчинів солей як холодоносія.Документ Відкритий доступ Термодинамічний аналіз термічної опріснювальної установки з циклом зволоження-осушення повітря(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Середа, В. В.; Соломаха, А. С.; Притула, Н. О.; Заболотний, О. А.Проблематика. Сьогодні опріснення морської води забезпечує видобуток світової прісної води у кількості 24,5 млн. м3 на добу. Одним із перспективних способів опріснення є термічна технологія зволоження–осушення повітря. Незважаючи на суттєві переваги цієї технології, ключовими проблемами її використання є високі енергетичні потреби. Мета дослідження. Визначити оптимальні термодинамічні параметри робочих тіл (повітря і води) в конструктивних елементах опріснювальної установки з циклом зволоження–осушення повітря для отримання максимальної продуктивності за мінімального підведення теплоти. Методика реалізації. Математичне моделювання циклу зволоження–осушення повітря за різних режимних параметрів на основі створеної термодинамічної моделі з масовими та енергетичними балансами кожного елементу опріснювальної установки. Результати дослідження. Встановлено, що енергетична ефективність (gain out put ratio, GOR) установки збільшується зі збільшенням температури солоної води на виході з осушувача. Максимальні значення GOR та коефіцієнта відновлення води (recovery ratio, RR) спостерігаються за максимального перепаду температур (максимального нагрівання) солоної води в осушувачі. Показано, що зі збільшенням температури солоної води на вході до зволожувача GOR та RR також збільшуються. З’ясовано, що GOR не залежить від температури та вологості повітря на вході до зволожувача. Висновки. Максимальні значення GOR та RR для циклу з додатковим підігріванням води становлять 3,75 та 6% відповідно. Для отримання таких значень температура солоної води на вході в установку (осушувач) має дорівнювати 10 °С, а температура солоної води на вході до зволожувача – 70 °С за будь-яких температур та вологості повітря. Застосування відновлювальної енергії для підігрівання солоної води у нагрівнику дасть змогу значно підвищити GOR.Документ Відкритий доступ Використання самофлюсівних сплавів як джерела легувальних елементів під час отримання порошкових виробів конструкційного призначення з низьколегованого заліза(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Ремізов, Д. О.; Степанчук, А. М.; Соловйова, Т. О.; Лобода, П. І.; Завадюк, С. В.Проблематика. Однією з проблем виготовлення порошкових конструкційних матеріалів на основі заліза, легованих малою кількістю легувальних елементів (0,5–5,0 мас.%), є отримання гомогенного сплаву в кінцевому матеріалі. Рівномірність розподілу легувальних елементів суттєво визначає кінцеві властивості матеріалу. Використання суміші порошків складників для отримання таких сплавів зазвичай не розв’язує проблеми отримання гомогенних сплавів. Тож перспективним є використання порошків сплавів, які вміщують легувальні елементи, як джерела легувальних елементів. Мета дослідження. Вивчити закономірності формування структури та властивостей матеріалів на основі сплавів заліза, отриманих із використанням самофлюсівних сплавів (СФС) як джерела легувальних елементів. Методика реалізації. Застосовано методики змішування–розмелювання у планетарних млинах, вивчення процесів змочування розплавами СФС заліза та взаємодії між ними методом лежачої краплі, растрової мікроскопії для вивчення структури матеріалів і розподілу елементів у них, вимірювання механічних властивостей (твердості). Результати дослідження. Встановлено засади визначення оптимальних умов отримання матеріалів: час розмелювання–змішування (4 хв), тиск пресування вихідних заготованок (600 МПа), температура спікання (1200 °C), час спікання (понад 80 хв). Їх застосування сприяє отриманню виробів з практично стовідсотковою щільністю матеріалу та високим ступенем гомогенності. Висновки. Використання СФС як джерела легувальних елементів, а також методів готування вихідної суміші змішуванням–розмелюванням у планетарному млині сприяє отриманню матеріалів із високим ступенем гомогенності внаслідок інтенсифікації процесів гомогенізації та спікання та, як наслідок, і підвищенню їх механічних характеристик.Документ Відкритий доступ Передумови використання системно-морфологічного підходу та теорії фракталів при створенні лещат для об’єктів складної форми(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Кузнєцов, Ю. М.; Сінмінь, Г.; Самойленко, О. В.Проблематика. На металорізальних верстатах, у механоскладальному виробництві й побуті широко використовують лещата різних конструкцій, які переважно мають постійну структуру й один кінематичний ланцюг від двигуна (чи ручного приводу) до затискних елементів – губок. Їх переважна більшість пристосована для затиску циліндричних предметів (деталей) і предметів із плоскопаралельними сторонами. Водночас у механоскладальному виробництві, а також під час ремонтних робіт часто виникає необхідність затиску предметів сферичних, клиноподібних, конічних, неправильної форми. Мета дослідження. Запропонувати морфологічну множину універсальних лещат з альтернативами нових ознак стану, виду виконання і рухомості затискних елементів, а також скласти морфологічні формули лещат. Методика реалізації. Розроблюється морфологічна модель лещат, яка враховує досягнення теорії фракталів і дає змогу спрогнозувати нові технічні рішення універсальних лещат на рівні винаходів. Результати дослідження. Запропоновані морфологічні формули універсальних лещат з морфологічної множини, яка містить альтернативи нових ознак стану, виду виконання і рухомості затискних елементів, а також передумови використання теорії фракталів для моделювання процесу затиску деталей складної форми. Висновки. Використовуючи запропонований підхід, можна спрогнозувати нові технічні рішення універсальних лещат на рівні винаходів для виготовлення, дослідження та подальшої комерціалізації.Документ Відкритий доступ DevOps – концепт і структурне представлення(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Маслянко, П. П.; Савчук, І. В.Проблематика. На сьогодні, поряд з величезною кількістю методів, технологій та засобів підвищення ефективності бізнесу, стрімкого розвитку набуває і застосування концепт DevOps (Development & Operations). Зокрема, застосування в бізнесі концепту DevOps приводить практиків до питання доцільності застосування, формалізації цього процесу, та розробки, як правило, своєї власної системи DevOps зорієнтованої на досягнення визначених значень метрик діяльності Орг.С. Саме тому автори цієї статті вважають, що тема наукового та прикладного обґрунтування та систематизації DevOps-концепту потребує більш ґрунтовного висвітлення не тільки з точки зору формалізації, але й з точки зору практичного продукування систем DevOps для будь якого виду продуктової діяльності Орг.С. Мета дослідження. Метою цієї статті є дослідження суті, концепту та дефініції поняття DevOps, визначення сутностей концепту DevOps та формалізація уніфікованої моделі DevOps. Методика реалізації. Методологія порівняльного аналізу наукових результатів та інженерних практик реалізації DevOps, систематизація класів сутностей концепту DevOps у формі діаграми Вена, графічне моделювання уніфікованої моделі DevOps. Результати дослідження. Встановлено практичну цінність і результативність впровадження DevOps, відсутність теоретичних досліджень та обґрунтування методів інженерії систем DevOps, окрім прикладів окремих патернів та окремих архітектурних рішень DevOps для ІТ індустрії. В статті обґрунтовано і запропоновано структурне представлення концепту DevOps у формі діаграми Вена як системи сутностей продукування, підтримки, процесів управління продукуванням і підтримки, та відношень між ними. Ці результати дозволяють обрати теоретичні і прикладні інструменти для формалізації уніфікованої моделі DevOps-систем. Висновки. Уніфікована модель DevOps-системи у вигляді діаграми компонентів і формалізованих специфікацій інтерфейсів між цими компонентами та уніфікована модель DevOps-системи у вигляді діаграми діяльності цих компонентів дають можливість перейти до розробки обґрунтованих методів інженерії DevOps-систем.Документ Відкритий доступ Finite approximation of zero-sum games played in staircase-function continuous spaces(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Romanuke, V. V.Background. There is a known method of approximating continuous zero-sum games, wherein an approximate solution is considered acceptable if it changes minimally by changing the sampling step minimally. However, the method cannot be applied straightforwardly to a zero-sum game played with staircase-function strategies. Besides, the independence of the player’s sampling step selection should be taken into account. Objective. The objective is to develop a method of finite approximation of zero-sum games played in staircase-function continuous spaces by taking into account that the players are likely to independently sample their pure strategy sets. Methods. To achieve the said objective, a zero-sum game, in which the players’ strategies are staircase functions of time, is formalized. In such a game, the set of the player’s pure strategies is a continuum of staircase functions of time, and the time is thought of as it is discrete. The conditions of sampling the set of possible values of the player’s pure strategy are stated so that the game becomes defined on a product of staircase-function finite spaces. In general, the sampling step is different at each player and the distribution of the sampled points (function-strategy values) is non-uniform. Results. A method of finite approximation of zero-sum games played in staircase-function continuous spaces is pre sented. The method consists in irregularly sampling the player’s pure strategy value set, solving smaller-sized matrix games, each defined on a subinterval where the pure strategy value is constant, and stacking their solutions if they are consistent. The stack of the smaller-sized matrix game solutions is an approximate solution to the initial staircase game. The (weak) consistency of the approximate solution is studied by how much the payoff and optimal situation change as the sampling density minimally increases by the three ways of the sampling increment: only the first player’s increment, only the second player’s increment, both the players’ increment. The consistency is decomposed into the payoff, opti mal strategy support cardinality, optimal strategy sampling density, and support probability consistency. It is practically reasonable to consider a relaxed payoff consistency. Conclusions. The suggested method of finite approximation of staircase zero-sum games consists in the independent samplings, solving smaller-sized matrix games in a reasonable time span, and stacking their solutions if they are con sistent. The finite approximation is regarded appropriate if at least the respective approximate (stacked) solution is e-payoff consistent.Документ Відкритий доступ Bayesian modelling of risks of various origin(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Kuznietsova, N. V.; Trofymchuk, O. M.; Bidyuk, P. I.; Terentiev, O. M.; Levenchuk, L. B.Background. Financial as well as many other types of risks are inherent to all types of human activities. The problem is to construct adequate mathematical description for the formal representation of risks selected and to use it for possible loss estimation and forecasting. The loss estimation can be based upon processing available data and relevant expert estimates characterizing history and current state of the processes considered. An appropriate instrumentation for modelling and estimating risks of possible losses provides probabilistic approach including Bayesian techniques known today as Bayesian programming methodology. Objective. The purpose of the paper is to perform overview of some Bayesian data processing methods providing a possibility for constructing models of financial risks selected. To use statistical data to develop a new model of Bayesian type so that to describe formally operational risk that can occur in the information processing procedures. Methods. The methods used for data processing and model constructing refer to Bayesian programming methodology. Also Bayes theorem was directly applied to operational risk assessment in its formulation for discrete events and discrete parameters. Results. The proposed approach to modelling was applied to building a model of operational risk associated with incorrect information processing. To construct and apply the model to risk estimation the risk problem was analysed, appropriate variables were selected, and prior conditional probabilities were estimated. Functioning of the models con structed was demonstrated with illustrative examples. Conclusions. Modelling and estimating financial and other type of risks is important practical problem that can be solved using the methodology of Bayesian programming providing the possibility for identification and taking into consideration uncertainties of data and expert estimates. The risk model constructed with the methodology proposed illustrates the possibilities of applying the Bayesian methods to solving the risk estimation problems.