Вісник № 02. Динаміка і міцність машин

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/56750

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 17

Програмний засіб для розпізнавання україномовних наукових статей
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Татарінова, Оксана Андріївна; Овсяніков, В. В.
Розглядається задача комп’ютерного розпізнавання, як окремо друкованих символів, так і цілих текстів, що можуть містити математичні формули, та подальшого збереження результуючого документа у форматі “Латекс”. В розробленому програмному забезпеченні реалізовано можливість розпізнавання друкованих символів латиниці, кирилиці, літер грецького алфавіту та спеціальних математичних знаків. Для цього застосовуються багатошарова згортальна нейронна мережа, побудована за допомогою бібліотеки машинного навчання “Керас”, та додаткові валідаційні евристики. Для підвищення якості розпізнавання нейронної мережі розроблено складний механізм преобробки зображень, що допомагає видалити шуми із зображення, виключити похибки пов’язані з нахилом символів, коректувати дефекти символів, пов’язані з якістю вхідного зображення. Також реалізовано механізми збирання окремих символів в слова або ж математичні формули, відтворення положення знаків індексів та ступенів, формування звичайних дробів та виразів під знаком кореня. Відбувається збереження результатів розпізнаного тексту до файлу з одночасною побудовою структури «latex» документу. Для демонстрації можливостей розробленого програмного забезпечення додано графічний інтерфейс користувача, за допомогою якого можна ще до початку розпізнавання обрати та оглянути вхідне зображення. Під час тестування програмного засобу, було проведено розпізнавання зображень різних типів: повністю текстуальні, математичні формули без тексту, математичні формули, які знаходяться між блоками тексту.
Розробка веб-застосунку для поширення навчальної інформації
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Бородін, Марія Анатоліївна; Мєтєльов, Володимир Олександрович
Розглядається задача поширення навчальної інформації та дослідження взаємодії компонентів на розподілення навантаження від користувачів. Мета роботи: реалізувати програмне забезпечення для розв’язання вказаної задачі. Спроектувати базу даних, та структуру проекту. В програмі реалізувати різні права доступу до інформації. Для програмного забезпечення має бути створений, зрозумілий для користувача, інтерфейс. Розробити тести для програми, які перевіряють функціональність та продуктивність програми. За допомогою розроблених тестів провести дослідження на розподілення навантаження від користувачів. Розроблено програму, яка складається з двох частин (серверної та клієнтської), які взаємодіють за допомогою HTTP запитів. Серверна частина опрацьовує дані та проводить їх перевірку. Клієнтська частина отримує та надає дані серверній частині та реалізовує зрозумілий для користувача інтерфейс. Рішення поставленої задачі реалізовано в середовищах IntelliJ Idea 2020.1 (Ultimate Edition) та WebStorm 2020.1. Для реалізації використовувались мови програмування Java 11 і JavaScript (ECMAScript 6). Новизна роботи полягає у створенні програми, яка водночас дає можливість використовувати функції, необхідні для навчання у вищому навчальному закладі. Наприклад, надання студентам доступу до навчальних матеріалів, можливість для всіх користувачів переглядати свій розклад. Викладачі також можуть переглянути розклад груп, які вони викладають у поточному семестрі. Кожен учень може переглянути розклад учителя, якщо він викладає хоча б один предмет. Іншою важливою функцією є управління структурою університету (керування інформацією про інститути, кафедри і навчальні групи). Було також проведено дослідження продуктивності програми, та досліджено можливості покращення швидкості програми у разі значного збільшення активних користувачів.
Класифікація робочого стану підшипників кочення за допомогою згорткової нейронної мережі зі змінними факторами дилатації
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Бабуджан, Руслан Андрійович; Ісаєнков, Костянтин Олександрович; Красій, Данило Максимович; Водка, Олексій Олександрович; Задорожний, Іван В'ячеславович; Ющук, Михайло Вікторович
Робота описує процес обробки даних роботи підшипників кочення, та їх використання в задачі побудови математичної моделі бінарної класифікації робочого стану підшипників методом згорткової нейронної мережі зі змінними факторами дилатаціїї ядер згорткових шарів. Для класифікації підшипників, що мають дефекти, були використані дані віброприскорень з власного випробувального стенду та з набору даних, що знаходяться у вільному доступі. В роботі також було досліджено спосіб узагальнення класифікації сигналів підшипників, що були отримані в результаті принципово різних експериментів, та що мають різний типорозмір. Для уніфікації сигналів пропонується наступний спосіб обробки: виділити ділянки даних із зсувом, перейти до частотного простору за допомогою швидкого перетворення Фур’є, відсікти частоти, що перевищують 10-кратну частоту обертання валу, відновити сигнал зі збереженням 10 періодів обертання валу, відмасштабувати отриманий сигнал діленням його на діаметр орбіти обертання тіла кочення та інтерполювати сигнал на 2048 точок. Даний алгоритм також дає можливість генерувати збалансовану вибірку для побудови математичної моделі. Ця можливість надається за допомогою варіювання кроку розбиття початкового сигналу. Перевага даного алгоритму над класичними методами копіювання чи видалення прикладів постає у створенні нових об’єктів, які уточнюють статистичні параметри генеральної сукупності. Алгоритм обробки сигналу було використано як для задачі бінарної класифікації всередині одного набору даних, так і для навчання на одному та тестуванні на іншому. Для збільшення набору даних для навчання та тестування математичної моделі використовується метод бутстрапування, який засновано на багаторазовій генерації вибірок методом Монте-Карло. Якість математичної моделі бінарної класифікації оцінювалась за часткою правильних відповідей. Задача сформульована як задача мінімізації бінарної перехресної ентропії. Отримані результати представлено в вигляді графіків, демонструючих процес навчання нейронної мережі та графіків щільності розподілу метрик.
Дослідження проблем при моделюванні критичних навантажень на композитну модель лопаті вітрогенератора
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Дьомін, Олексій Володимирович; Ларін, Олексій Олександрович
Дана стаття присвячена проблемам проектування та аналізу напружено-деформованого стану лопаті вітрогенератора при критичних навантаженнях. Побудовано тривимірну оболонкову розрахункову модель, що враховує складну криволінійну геометрію та наявність внутрішніх частин, що зміцнюють. Визначення параметрів напружено-деформованого стану під дією вітрового навантаження проводилось на основі метода скінчених елементів. Використовувався оболонковий десятивузловий ізопараметричний скінчений елемент. Побудована скінчена-елементна модель лопаті дозволяє враховувати композитну структуру та відтворювала наявність різної кількості шарів композиту по товщині оболонки, різноспрямованість волокон на окремих шарах, зокрема було змоделювано криволінійну ортотропію механічних властивостей. Представлено процедуру завдання багатошарової структури, яка передбачає накладання шарів композиту одного на інший у місцях стику, що забезпечує відповідність моделі технологічним особливостям. Проведено статичний аналіз розрахунку деформування конструкції з урахуванням підіймальної сили та сили напору повітря. Аналіз на міцність було проведено для кожного з шарів за критерієм максимальних деформацій.
Статичний аналіз багатоопорних шпіндельних валів на нелінійно пружніх опорах
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Хавін, Валерій Львович; Киркач, Олексій Борисович; Киркач, Борис Миколайович
Шпиндельний вузол є вагомим компонентом станка, статичні та динамічні характеристики якого напряму визначають точність й стабільність процесу металообробки. Динамічний аналіз дозволяє визначити власні частоти і форми коливань, що допомагає усунути динамічну неврівноваженість при роботі станка. Статичний аналіз потрібен для оцінки напружень, деформацій та переміщень, що грає важливу роль в забезпеченні ефективності і точності роботи станка. В даній роботі запропоновано універсальний підхід и математична модель для статичного аналізу багато опорних шпиндельних валів на нелінійно пружних опорах. На основі диференційного рівняння зігнутої осі балки Тимошенко отримана кінцева система рівнянь, яка враховує нелінійну залежність жорсткості підшипників від діючих на них зусиль. Запропоновано метод вирішення задачі і програмне забезпечення для статичного аналізу багато опорних шпиндельних валів на нелінійно пружних опорах в середовищі MATLAB.
Реализация и использование алгоритма Левенберга-Маркварда в задачах калибровки роботов-манипуляторов
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Андреев, Юрий Михайлович
Розглянуто відоме завдання калібрування довільного робота-маніпулятора, яке сформульовано у найзагальнішому вигляді. Для вирішення прямої задачі кінематики запропоновано альтернативний спосіб Денавіта-Хартенберга універсальний аналітичний опис кінематичної схеми з урахуванням можливих похибок виготовлення та збирання деталей робота. При цьому запропоновано універсальний опис похибок орієнтації осей шарнірних зчленувань ланок. На основі такого опису може бути проведене рішення прямої та зворотної задачі кінематики роботів як просторових механізмів з урахуванням спотворень розмірів, положення осей зчленувань та положень нулів кутів їх повороту. Завдання калібрування маніпуляторів сформульовано як завдання методу найменших квадратів. Отримано аналітичні формули цільової функції методу найменших квадратів для вирішення поставленого завдання. Шляхом аналітичного диференціювання за допомогою спеціальної системи комп'ютерної алгебри КіДиМ отримані вирази для вектора градієнта та гесіана цільової функції прямого алгоритму, алгоритмів Ньютона-Гаусса і Левенберга-Марквардта. Автоматично згенеровані процедури мовою С++ розрахунку елементів градієнта та гесіана. На прикладі проектованого кутового 6- ступеневого робота-маніпулятора наведено результати моделювання рішення задачі його калібрування, тобто визначення 36-ти невідомих кутових і лінійних похибок. Проведено порівняння розв'язання задачі калібрування для змодельованих 64 та 729 експериментів, у яких узагальнені координати – кути в зчленуваннях приймали значення ±90° та -90°, 0, +90°.
Застосування комп′ютерних систем для моделювання динамічних процесів вантажопідйомних машин
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Грищенко, Володимир Миколайович; Леонова, Катерина Сергіївна
Головна задача машинобудування полягає в організації виробництва спектру машин для забезпечення потреб всіх галузей промисловості. Це енергетичні, транспортні, підйомно-транспортні агрегати, машини сільськогосподарської, будівельної індустрії, тощо. Серед них можна виділити пристрої, в яких призначено здійснювати відносний рух однієї частини по відношенню до іншої, тобто до складу розрахункових моделей входять кінематичні пари. Реальні умови роботи машин різноманітні, але найчастіше пов′язані з періодичними пусками-зупинками, що зумовлює актуальність досліджень нестаціонарних режимів. Аналіз роботи таких моделей ускладнений. Для успішних результатів проектування проводиться математичне моделювання окремих процесів в механізмах. Одним з перших розрахунків є динамічний. Сучасні, доступні СAD/CAE системи моделювання та аналізу надають можливості автоматизації, побудови більш реалістичних розрахункових схем. В роботі розглядається апробація використання САПР для моделювання динаміки стрілового крана з набором чотирьох агрегатів: платформи, стріли, гільзи та штоку. Розроблена модель комбінована: платформа та гільза відповідають моделі кінетостатики, а стріла та шток пружні. Кран призначений здійснювати операції підйому вантажу у вертикальній площині, з можливостями відносного руху в 3-х обертальних та одній поступальній кінематичних парах. Проведені чисельні розрахунки статичного, модального та динамічного аналізу ланок механізму підтверджують адекватність їх моделей. Серед них задача миттєвого прикладання сили, яка характерна для режиму роботи "підйом з підхватом" механізмів підйому кранів. Розглянуто також деформування всієї конструкції в одному з положень стріли. Визначення реактивних сил в гідроциліндрі дає важливу інформацію для підбору силового агрегату.
Оптимізація двохопорного шпиндельного вала на нелінійно пружних опорах по характеристикам жорсткості
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Хавін, Валерій Львович; Хавіна, Інна Петрівна; Погорілов, Сергій Юрійович
Одним з основних конструктивних елементів металообробних верстатів є шпиндельний вузол (шпиндель), який служить для утримання ріжучих інструментів або заготовок. Жорсткість шпиндельного вузла грає визначальну роль в забезпеченні точності і ефективності роботи верстата в цілому. Оцінка жорсткості шпиндельного вала здійснюється на основі аналізу статичного вигину шпиндельного вала, що дозволило поставити і вирішити завдання оптимізації шпиндельного вала за характеристиками жорсткості для двохопорної конструкції на нелінійно пружних опорах. Для визначення жорсткості роликових підшипників в роботі використана залежність, отримана на основі рішення задачі контактної взаємодії пружного сталевого циліндра з криволінійними пружними сталевими півпростором. Для розглянутої розрахункової схеми в якості цілей оптимізації вибиралися умови найменшого переміщення кінцевого перерізу консолі шпиндельного вала, досягнення мінімального кута повороту в цьому перерізі або мінімуму їх нормованої суперпозиції, що забезпечує максимальну жорсткість в зоні обробки. Розглядалася також мінімізація кута повороту на передній опорі, що забезпечує максимальну довговічність підшипника. Математично задача представлена у формі мінімізації однієї з 4-х запропонованих цільових функцій за рахунок зміни варійованих параметрів - довжини консолі і величини міжопорної відстані, що подаються у вигляді безрозмірних величин - коефіцієнта консолі і коефіцієнта міжопорного відстані.
Методики оцінювання довговічності голчастого підшипника поршневої голівки шатуна транспортного дизеля
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Оробінський, Олександр Васильович; Аксьонова, Наталія Анатоліївна; Петухов, Вадим Михайлович
Представлені результати експериментального дослідження та аналітичних оціночних розрахунків для перевірки загального строку служби та підвищення довговічності голчастого підшипника поршневої голівки шатуна транспортного дизеля. Встановлені первісні причини порушення номінальної роботи основних вузлів даного механізму. Надані відповідні рекомендації для проведення прискорених випробувань на довговічність, зменшення теплових навантажень при роботі підшипника та, як наслідок, підвищення якості служби всієї поршневої групи. Пропонуються теоретична та експериментальна методики визначення номінальної довговічності голчастого підшипника поршневої голівки шатуна транспортного дизеля. Теоретична методика дозволяє отримати достовірні величини довговічності з урахуванням розподілення загального робочого навантаження по тілам кочення, а також рухомості поршневого пальця та втулки. Проведені розрахунки надають можливість скорегувати та уточнити стандартну математичну модель визначення номінальної довговічності голчастого підшипника поршневої голівки шатуна в залежності від розподілення навантажень на тіла кочення (ролики) при різних робочих режимах. Експериментальна методика з коефіцієнтом прискореності К=10 будується на двократному збільшенні силового впливу на елементи голчатого підшипника поршневої голівки шатуна. Цього було досягнене збіркою підшипника за спеціальною технологією, що описана в роботі. Встановлено суттєве зниження теплового впливу та зменшення радіальних навантажень на робочі ролики. Для забезпечення штатної подачи мастила в підшипник при роботі двигуна, розроблена методика звеличення навантаження на ролик в зоні контакту, що очевидно впливає на довговічність і дозволяє провести прискорені випробування із достовірним виходом. Результати експлуатаційних випробувань та досвід конструкторських робіт корелюють між собою та достатньо пояснюються розробленими методиками, що дозволяє їх використовувати для удосконалення, а також модернізації шатунів з голчатими підшипниками в поршневої голівки шатуна.
Diagnostics of the presence of a fatigue crack in the compressor blade using the spectrum of vibration amplitudes at the superharmonic resonance
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Savchenko, Kyrylo Valentynovych; Zinkovskyi, Anatolii Pavlovych; Onyshchenko, Yevheniia Oleksandrivna; Kruts, Vadym Oleksiiovych; Kabannyk, Serhii Mykolaiovych
In this study, the solution of the forced vibration response of a structural element with a fatigue crack was carried out using the finite element method to determine the influence of its presence on the flexural forced vibration behaviour of the compressor blade airfoil at the superharmonic resonance of the order 1/2. The blade airfoil with a low twisted angle was used as an object of investigation to perform the computational analysis. Its vibrations in the plane of minimum stiffness were excited by the kinematic displacement of root edge elements. The fatigue crack was modelled as a mathematical cut. Two locations of the crack were investigated – on the leading edge and convex side of the blade airfoil. The nonlinearity due to the intermittent contact of the crack surfaces, which is caused by the opening and closing of the crack during each vibration cycle, was taken into account by solving the contact problem. To quantify this kind of nonlinear dynamic behaviour, the vibration diagnostic parameter was defined as the displacement amplitude ratio of the dominant harmonics at the superharmonic resonance of the order 1/2. Based on the results of the calculations it has been found that regardless of the crack location, the ratio nature is the same for all vibration axes. However, with vibrations in the plane of minimum stiffness, the crack on the convex side of the airfoil has an opening mode propagation, which makes it possible to fix its location due to a sharp change in the ratio of the amplitudes of the dominant harmonics along the corresponding axis.