Кафедра "Теорія і системи автоматизованого проектування механізмів і машин"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/1705

Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/tmm-sapr

Від 2005 року кафедра має назву "Теорія і системи автоматизованого проектування механізмів і машин”, попередня назва – кафедра "Теорія механізмів, машин і роботів" (від 1991), первісна назва – кафедра "Теорія механізмів і машин" (від 1920).

Кафедра "Теорія механізмів і машин" створена у 1920 році після злиття Жіночого політехнічного інституту з Харківським технологічним. Першим завідувачем кафедри став професор Яків Лазарович Геронімус, який суттєво вплинув на розвиток наукової школи з теорії механізмів і машин.

Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту механічної інженерії і транспорту Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють: 1 доктор технічних наук, 7 кандидатів технічних наук; 1 співробітник має звання професора, 5 – доцента.

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 15

Розрахунково-експериментальні дослідження напружено-деформованого стану дискретно-континуально зміцнених деталей машин
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Веретельник, Олег Вікторович; Ткачук, Микола Миколайович; Кравченко, Сергій Олександрович; Саверська, Марія Сергіївна; Куценко, Сергій Володимирович; Грабовський, Андрій Володимирович; Клочков, Ілля Євгенович; Ткачук, Микола Анатолійович
У роботі описано розроблені моделі та результати розрахунково-експериментальних досліджень напружено-деформованого стану дискретно-континуально зміцнених деталей машин. Особливістю таких способів зміцнення є те, що одна із контактуючих деталей оброблена шляхом індентування у її поверхневі шари множини островків більш міцного матеріалу. Інша деталь оброблена шляхом корундування поверхневого шару. У результаті елементи контактної пари взаємодіють переважно по острівцях більш міцного матеріалу. Відповідно, між тілами виникає лабіринт мікроканалів для мастила. Крім того, контактні навантаження діють більш інтенсивно на більш міцний матеріал дискретних зон. Отже, відбувається підвищення міцності та довговічності деталей при навантаженні. На ці показники суттєво впливають режими технологічного процесу зміцнення. Зокрема, це форма зони дискретного зміцнення, а також властивості матеріалу корундового шару. Ці чинники були проварійовані у ході розрахунків напружено-деформованого стану фрагментів контактуючих тіл. Установлені залежності характеристик напружено-деформованого стану від варійованих параметрів. Розроблені рекомендації стосовно обґрунтування параметрів технологічних процесів дискретно-континуального зміцнення деталей машин.
Контактна взаємодія дискретно-континуально зміцнених деталей двигунів внутрішнього згоряння
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Ткачук, Микола Анатолійович; Кравченко, Сергій Олександрович; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Миколайович; Веретельник, Олег Вікторович; Куценко, Сергій Володимирович; Клочков, Ілля Євгенович; Саверська, Марія Сергіївна
У роботі описані дослідження напружено-деформованого стану дискретно-континуально зміцнених деталей двигунів внутрішнього згоряння. Розроблено параметричну модель мікроосередку, який містить комірку із двох частин. Перша частина моделює фрагмент алюмінієвої деталі із поверхневим корундовим шаром. Друга частина – це фрагмент чавунної деталі із зоною дискретного зміцнення зі сталі. Варіюються: модуль пружності матеріалу корундового шару та форма зони дискретного зміцнення. Установлені залежності міцнісних та жорсткісних характеристик досліджуваної системи від варійованих параметрів. Вони є основою для обгрунтування раціональних режимів технології дискретно-континуального зміцнення деталей двигунів внутрішнього згоряння. У ході досліджень установлено, що раніше визначені для дискретного зміцнення ефекти сприятливого перерозподілу контактної взаємодії між деталями зберігаються і для дискретно-континуального зміцнення. Ви-значені характерні залежності характеристик напружено-деформованого стану елементів дискретно-континуально зміцнених деталей від варійованих властивостей поверхневих шарів континуально зміцненої деталі, з одного боку, та форми зони дискретного зміцнення, – з іншого. Це дає можливість визначати чутливість характеристик до цілеспрямованого або випадкового варіювання цих факторів. Установлена також доцільність постановки та розв’язання оптимізаційних задач визначення таких режимів технологічної операції дискретно-континуально зміцнення, які забезпечують підвищення характеристик міцності, довговічності, коефіцієнта корисної дії двигунів внутрішнього згоряння та інших машин, агрегатів і вузлів, що містять зміцнені таким способом деталі. Розроблений підхід, моделі та методи досліджень у подальшому будуть застосовані до досліджень напружено-деформованого стану контактуючих дискретно-континуально зміцнених деталей конструкцій задля підвищення технічних і тактико-технічних характеристик виробів машинобудівних підприємств.
Теоретичні основи забезпечення технічних характеристик військових та цивільних машин шляхом обґрунтування форми та властивостей матеріалів контактуючих елементів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Грабовський, Андрій Володимирович; Гречка, Ірина Павлівна; Ткачук, Микола Миколайович; Саверська, Марія Сергіївна; Куценко, Сергій Володимирович; Сєриков, Володимир Іванович
Елементи конструкцій сучасних машин військового та цивільного призначення зазвичай працюють в умовах високих контактних навантажень. При цьому на етапі їх створення дослідження міцності здійснюються із застосуванням традиційних моделей контакту тіл номінальної форми. Проте реальні елементи конструкцій мають відхилення від таких моделей, які зумовлені проєктно-технологічними чинниками: макровідхилення форми, шорсткість поверхонь, зміцнення тощо. Такі збурення номінальних параметрів чинять значний вплив на розподіл контактного тиску між елементами машин військового та цивільного призначення. Проте традиційні методи дослідження напружено-деформованого стану контактуючих тіл не дають можливість ураховувати такі чинники повною мірою, сукупно та вичерпно. Для усунення протиріччя, що склалося, запропоновано напіваналітичний метод, який базується на розвиткові варіаційних принципів та гранично-елементної дискретизації. Створювані моделі дають можливість ураховувати закономірності впливу збурень форми та властивостей поверхневих шарів контактуючих тіл на напружено-деформований стан. У результаті стає можливим обгрунтування сприятливих збурень за критеріями міцності. Такі моделі та методи пропонуються роботі, а на їх основі – здійснення досліджень елементів машин військового та цивільного призначення задля забезпечення світового рівня їх технічних і тактико-технічних характеристик.
Контактна взаємодія торсіонного вала із шліцевою втулкою при пружно-пластичних деформаціях
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Миколайович; Заворотній, Антон Валерійович; Куценко, Сергій Володимирович; Саверська, Марія Сергіївна; Клочков, Ілля Євгенович; Ткачук, Микола Анатолійович; Зінченко, Олена Іванівна; Деревянкін, Роман Павлович
Торсіонні вали є основним пружним елементом систем підресорювання значної кількості транспортних засобів. Для моделювання їх реакції на дію крутного моменту аналізується напружено-деформований стан із урахуванням контактної взаємодії із шліцевою втулкою. Установлені особливості розподілу контактного тиску між цими тілами. Визначено характер концентрації напружень у шліцевих впадинах головки вала. Розроблені моделі та методи досліджень, які дають можливість розробляти рекомендації стосовно проектних рішень при проєктуванні систем підресорювання транспортних засобів. Визначені чинники, які визначають міцність торсіонного вала за значень діаметрів головки торсіонного вала, що близькі до діаметрів стебла торсіонного вала. У випадку, що розглядається, це, у першу чергу, – міцність головки торсіонного вала. Зокрема, установлено, що при операціях виготовлення виникають значні пластичні деформації та контактні навантаження у головках торсіонних валів. Цей чинник є визначальним при обґрунтуванні проєктних параметрів торсіонних валів.
Розрахунково-експериментальний аналіз контактної взаємодії елементів технологічних систем
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Ткачук, Микола Анатолійович; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Миколайович; Саверська, Марія Сергіївна; Ткачук, Ганна Володимирівна; Дьоміна, Наталя Анатоліївна; Іщенко, Ольга Анатоліївна; Мосніцька, Дар’я Валеріївна; Волошина, Ірина Олександрівна; Третяк, Владислав Володимирович
У роботі на прикладі деталей розділових штампів здійснено розрахунково-експериментальний аналіз контактної взаємодії елементів технологічних систем. З цією метою побудовані параметричні моделі системи контактуючих тіл. Паралельно здійснено чисельні та експериментальні дослідження напружено-деформованого стану і контактної взаємодії досліджуваних об’єктів. Це дає змогу установити особливості розподілу компонент напружено-деформованого стану та контактного тиску у сполученні тіл. Отримані експериментальні результати є основою для визначення параметрів скінченно-елементних моделей за критерієм точності чисельного моделювання контактної взаємодії елементів технологічних систем.
Розрахунково-експериментальне визначення жорсткості системи "вал – підшипникові опори" компресора нагнітача повітря
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Анатолійович; Шуть, Олександр Юрійович; Ліпейко, Андрій Іванович; Прокопенко, Микола Вікторович; Литвин, Борис Якович; Гулюк, Олександр Олександрович; Вервейко, Наталя Костянтинівна; Овчаров, Єгор Миколайович
Для визначення жорсткості системи "вал – підшипникові опори" компресора нагнітача повітря застосовано розрахунково- експериментальний метод. Цей метод полягає у паралельному здійсненні чисельних та експериментальних досліджень напружено-деформованого стану досліджуваного об’єкту. Варійованими є жорсткісні характеристики підшипникових опор. Порівнювалися величини переміщень у характерних точках вала та підшипникових опор. За результатами досліджень визначені параметри досліджуваної системи «вал – підшипникові опори» компресора нагнітача повітря. Варіювався кут повороту тіл кочення у підшипниках. Визначено його вплив на прогини вала та підшипникових опор. Установлено також, що внаслідок пружного деформування вала переміщення його консольного кінця нижче, ніж переміщення підшипникових опор.
Методи, моделі та результати досліджень контактної взаємодії складнопрофільних тіл із урахуванням залежності характеристик матеріалу проміжних шарів від історії навантаження
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Анатолійович; Сєриков, Володимир Іванович; Волошина, Ірина Олександрівна; Андрусенко, Андрій Володимирович
У роботі описано удосконалені методи аналізу контактної взаємодії складнопрофільних тіл та напружено-деформованого стану із нелінійними проміжними шарами, властивості яких залежать від історії навантаження. Ці методи побудовані на основі розвитку варіаційного принципу Калькера у частині розширення множини варійованих чинників за рахунок параметрів історії навантаження. Для цього побудовано удосконалену дворівневу модель контактної взаємодії складнопрофільних тіл, яка поєднує, на відміну від традиційних однорівневих підходів, мікро- та макромоделі. Ці моделі є взаємопов’язаними та більш адекватно описують поведінку матеріалів нелінійних шарів при багатоциклових навантаженнях. Додаткові параметри напружено-деформованого стану, які долучені до множини внутрішніх змінних, більш адекватно описують залежність фізико-механічних властивостей від поточного стану та історії навантаження, чим у традиційних підходах нехтують. Ці додаткові параметри створюють можливості для удосконалення концепції формування розв’язувальних співвідношень для аналізу контактної взаємодії тіл. На основі доповненої системи розв’язувальних співвідношень установлені закономірності зміни розподілу контактного тиску і напружено-деформованого стану складнопрофільних тіл залежно від геометричної форми на мікро- та макрорівнях та фізико-механічних властивостей матеріалів.
Розрахунково-експериментальне дослідження контактної взаємодії елементів універсально-збірних пристосувань
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Бондаренко, Марина Олександрівна; Саверська, Марія Сергіївна; Ткачук, Микола Анатолійович; Тесля, Дмитро Олександрович
У виробництві широке застосування мають універсальні збірні пристосування. Ці пристосування визначають продуктивність та якість технологічних операцій на металорізальних верстатах. Для забезпечення міцності та жорсткості таких пристосувань здійснені чисельні та експериментальні дослідження складань із комплекту універсальних збірних пристосувань. Для моделювання мікромеханічних властивостей шару шорсткості між контактними елементами розміщені пружні прокладки. У ході досліджень установлені закономірності деформування пристосувань з урахуванням контактної взаємодії із базовими плитами. Для визначення розподілу контактного тиску застосовано чутливі до тиску плівки. Визначено умови, за яких здійснюється зміна умов деформування збірних пристосувань. Також визначено умови сполучення елементів пристосувань із базовою плитою.
Контактна взаємодія елементів прес-форм та проектно-технологічне забезпечення їх технічних характеристик
(НТУ "ХПІ", 2019) Ткачук, Микола Анатолійович; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Миколайович; Зарубіна, Алла Олександрівна; Саверська, Марія Сергіївна; Мухін, Дмитро Сергійович; Куценко, Сергій Володимирович
Для аналізу функціональних властивостей прес-форм необхідно визначати напружено-деформований стан їхніх елементів. Це пояснюється тим, що прес-форми є сукупністю багатьох деталей, які перебувають одна із одною у контактній та силовій взаємодії. Для цього розроблена математична модель напружено-деформованого стану елементів прес-форм. Ця модель ураховує дію зусиль запирання прес-форм та дію внутрішнього тиску робочого матеріалу, який перебуває у рідкому стані, на поверхню напівматриць. Крім того, на поверхні деталей, які перебувають у сполученні, діють умови контактної взаємодії. Ця математична модель реалізована у вигляді сукупності параметричних моделей та програмних модулів. Із використанням цих засобів визначені характерні особливості поведінки прес-форм при здійсненні технологічних операцій пресування деталей із пластмас. Визначені особливості деформування основних деталей, які забезпечують міцність, жорсткість, точність роботи та якість деталей, що виготовляються на цих прес-формах. Здійснено аналіз одержаних результатів. Сформовані відповідні рекомендації.
Забезпечення міцності тонкостінних конструкцій із підвищеними технічними характеристиками
(НТУ "ХПІ", 2019) Ткачук, Микола Анатолійович; Шейченко, Роман Ігорович; Бондаренко, Марина Олександрівна; Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Танченко, Андрій Юрійович; Шеманська, Вікторія Вікторівна; Хлань, Олександр Володимирович; Шуть, Олександр Юрійович; Малакей, Андрій Миколайович
Робота присвячена удосконаленню методів і моделей для проектного забезпечення міцності тонкостінних машинобудівних конструкцій при дії комплексу експлуатаційних навантажень. Обґрунтування раціональних параметрів і конструктивних рішень для тонкостінних машинобудівних конструкцій здійснюється за критеріями мінімізації маси, зниження напружень, підвищення терміну експлуатації. Ураховуються апроксимації залежностей критеріальних величин, що поступово локалізуються, від варійованих параметрів. Узагальненими параметрами виступають структура, проектно-технологічні рішення для тонкостінних машинобудівних конструкцій, конструктивні параметри і експлуатаційні режими. При цьому забезпечується розв'язання задач одиничного аналізу, багатоваріантних досліджень, а також обґрунтування раціональних проектно-технологічних рішень. На розвиток відомих підходів розглянуті наступні узагальнення: уніфікація, доцільність, ефективність, ідентифікація навантажень, прогнозування, відлаштування. Здійснена алгоритмізація запропонованих методів розрахунку напружено-деформованого стану тонкостінних машинобудівних конструкцій на основі поєднання переваг універсальних і спеціальних систем. Проведено розв'язання низки прикладних задач. Обґрунтовано раціональні проектні параметри інноваційних тонкостінних машинобудівних конструкцій. Представлено результати експериментальних досліджень інноваційних вагону-цистерни, вагону-платформи і крана-перевантажувача, які спроектовано і виготовлено на основі впровадження рекомендацій за підсумками досліджень.