Кафедра "Комп'ютерне моделювання процесів та систем"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/4356

Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/cmps

Сучасна назва – кафедра "Комп'ютерне моделювання процесів та систем", попередня назва – кафедра "Cистеми і процеси управління" (від 2001), первісна назва – кафедра “Автоматичне керування рухом”(від 1964).

Кафедра “Автоматичне керування рухом” була створена на інженерно-фізичному факультеті 1 лютого 1964 року для підготовки кадрів вищої кваліфікації, які володіли б як практичною інженерною підготовкою, так і фундаментальними знаннями в галузі математики та інформаційних технологій. Протягом минулих десятиліть кафедра випустила понад півтори тисячі фахівців. Лише за останні 30 років кафедра підготувала близько 600 інженерів-механіків-дослідників, з яких кандидатами наук стали понад 100 осіб і шість осіб – докторами наук.

Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту комп'ютерного моделювання, прикладної фізики та математики Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють: 5 докторів технічних наук, 7 кандидатів технічних наук; 4 співробітника мають звання професора, 6 – доцента.

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 277

Anisotropic creep and damage in structural elements under cyclic loading
(Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2015) Breslavskii, D. V.; Metelev, V. A.; Morachkovskii, O. K.
A method is described to calculate creep and damage in structural elements under cyclic loading. Materials exhibiting anisotropic creep-damage behavior are considered. The results of calculating the deformation and fracture of structural elements at a plane stress state are presented.
Asymptotic methods and finite element method in cyclic creep-damage problems
(Львівський національний університет ім. І. Франка, 2015) Breslavsky, D. V.; Mietielov, V. O.; Morachkovsky, O. K.; Pashchenko, S. O.; Tatarinova, О. А.
Closed-form quaternion representations for rigid body rotation: application to error assessment in orientation algorithms of strapdown inertial navigation systems
(2020) Plaksiy, Yu. A.; Breslavsky, D. V.; Homozkova, I. O.; Naumenko, K.
Closed-form analytical representations of the rigid body orientation quaternion, angular velocity vector and the external moment vector satisfying kinematic equations and equations of motion are derived. In order to analyze errors of orientation algorithms for strapdown inertial navigation systems, reference models for specific rigid body rotation cases are formulated. Based on solutions, analytical expressions for ideal signals of angular velocity sensors in the form of quasi-coordinates are derived. For several sets of parameters, numerical implementations of the reference models are performed and trajectories in the configuration space of orientation parameters are presented. Numerical analysis of the drift error for the third-order orientation algorithm is performed. The results show that the value of the accumulated drift error using the derived two-frequency models exceeds the value of the accumulated drift error in the conventional case of a regular precession.
Consideration the influence of residual stresses and creep strains on rolling the steel sheets
(NTU "KhPI", 2016) Breslavsky, D. V.; Mietielov, V. O.
The method for considering the residual stresses which occur by plastic deformation during the rolling process in creep stress-strain state of steel plates in tension is discussed. The problem’s solution is divided on two stages. First one presents the modeling of the problem of plasticity with consideration of finite strains. The rolling process of steel sheets with two rolling mills is regarded. The scheme of technological process and its numerical simulation are described. Obtained stress-strain field in a plate after rolling was considered as a residual for creep initial-boundary value problem, which presents the second stage of analysis. The mathematical problem statement including state equations are built by use of the determined anisotropic creep properties of considering steel 3 at room temperature is presented. The transition procedure from three dimensional to two dimensional stress strain state in considered plate is discussed. Creep problem solution was done by use of developed two-dimensional Finite Element Method codes which include time step integration schemes. The numerical results like stress and strain fields, dependencies between the traction values and maximum plate’s displacements, deformed shape of the plate edge as well as the recommendations for safety conditions of technological process are presented.
Creep and damage in shells of revolution under cyclic loading and heating
(Elsevier Ltd., 2014) Breslavsky, D.; Morachkovsky, O.; Tatarinova, O.
Creep of cyclically loaded thin shells of revolution and their fracture due to creep and fatigue mechanisms are studied. Creep-damage equations for steels and nickel-based alloys are built by the use of scalar damage parameter. Constitutive equations were derived using the method of asymptotic expansions and averaging over a period of cyclic loading. The cases of fast and slow varying of temperature and loading are regarded. General problem statement and method for solution of creep problems at cyclic loading are presented. Strain–stress state in shell structures is determined by the use of homemade FEM creep–damage code, where the finite element of conical shell is used. Results of creep–damage problem for conical panel are discussed.
Creep damage processes in cyclically loaded structural members
(Serbian Chamber of Engineers, 2012) Breslavsky, D.; Morachkovsky, O.
The paper contains the description of the cyclic creep damage law that allows to estimate the long-term strength of metallic materials in wide range of frequencies of loading and heating. Asymptotic methods and procedures of averaging in a period were used for deriving the damage laws.
Cyclic creep damage in thin-walled structures
(Mechanical Engineering Publications, Ltd., 2000) Altenbach, H.; Breslavsky, D.; Morachkovsky, O.; Naumenko, K.
Thin-walled structural elements are often subjected to cyclic loadings. This paper presents a material model describing creep behaviour under high-cycle loading conditions (N greater than or equal to 5 x 10(4)-10(5)). Assuming that the load can be split into two joint acting parts (a static and a superposed, rapidly varying small cyclic component), the asymptotic expansion of two time-scales has been applied to the governing equations of the initial-boundary value creep problem. The system of equations determine two problems. The first is similar to the creep problem by quasi-static loading. The second is the problem of forced vibrations. Both the problems are coupled by constitutive equations. The model is applied to the simulation of the cyclic creep damage behaviour of thin-walled structural elements. The results are discussed for two special numerical examples (a conical shell and a circular plate). The simulations show that the creep and the damage rates as well as the failure time are strongly sensitive to the redistribution of the stress state cycle asymmetry parameter A(s). The values of A(s) increase during the creep process. For particular cases of the loading frequency, A(s) can exceed the critical value. In this case the material model must be extended in order to consider the creep-fatigue damage interaction.
Cyclic thermal creep model for the bodies of revolution
(Springer New York, 2011) Breslavskyi, D. V.; Korytko, Yu. M.; Morachkovskyi, O. K.
The new method of solving thermal creep problems, accounting for cyclic variations of external force and thermal fields was put forward. Asymptotic expansions and period averagings were used to derive the systems of basic and auxiliary equations. The equation of state for cyclic thermal creep was proposed and validated. Numerical simulation of the creep of cylinders under cyclic temperature variations was carried out.
Estimation of heat field and temperature models of errors in fiber-optic gyroscopes used in aerospace systems
(Технологический центр, 2017) Breslavsky, D.; Uspensky, V.; Kozlyuk, A.; Pashchenko, S.; Tatarinova, O.; Kuznyetsov, Yu.
Розроблено та досліджено чисельно-аналітичні моделі теплового нестаціонарного процесу та пов'язаної з ним похибки вимірювань волоконно-оптичних гіроскопів (ВОГ). З урахуванням значень температури, отриманих шляхом моделювання, а також результатів калібрування конкретних ВОГ, побудовано прогнози величин похибок вимірювань. Проведено порівняння результатів моделювання з експериментальними даними. Наведено рекомендації з розвитку результатів та їхнього практичного використання.
FE-analysis of dynamic creep-damage in thin-walled structures
(Springer-Verlag, 2002) Morachkovsky, Oleg; Breslavsky, Dmitry; Burlayenko, V. N.
The models for description of creep-damage behaviour in materials and thin shallow shells and plates deforming in conditions of joint action of static and fast cyclic load are given. The properties of the proposed material model were established by comparison of experimental and numerical data. The method for numerical simulation by in-house code of a dynamic creep and long-term strength of shallow shells and plates is created on the basis of the FEM. New laws of dynamic creep influence on stress-strain state, shaping and fracture of thin-walled elements of structures had been established by numerical calculations. With the purpose of verification of the created method of dynamic creep numerical simulation of rectangular plates made of an aluminium alloy were carried in order to verify the method of calculation.
Introduction to transmission electron microscopy "In Situ"
(National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2024) Bagmut, O. G.; Bagmut, I. O.
The tutorial describes the theoretical and practical methods of transmission electron microscopy. The material is illustrated with practical examples, in all sections the necessary literature is given. The results of the authors' work in the field of thin film microscopy and phase transformations are described. For graduate students and students of physical and technical specialties, scientists.
Modeling of impact deformation processes of the ceramic container for radioactive waste storage
(ООО "ЭДЭНА", 2010) Sayenko, Sergey Yu.; Morachkovsky, Oleg K.; Lavinsky, D. V.; Sobol, Vladimir N.; Andreev, Yuriy M.
Results of researches in the field of designing containers for storage of radioactive materials are presented in the work. The purposes of researches include a development of an effective method of modeling static and dynamic deformation processes at shock impact on the ceramic container with radioactive materials at transportation. The next tasks have been solved: on the basis of the mathematical description of physic-mechanical processes of deformation of the complex design container has been chosen method of finite-element's for effective modeling of the stress-strain State of static and dynamic deformation processes in the containers made of ceramic elements; laws of deformation, estimations of durability and rigidity for designed containers have been received after calculations by means of the computer software; recommendations on perfection of a design of the container for maintenance of requirements to safety are given. Analysis Finite Element Method (FEM) has been conducted in the ANSYS system and results is presented.
A new model of nonlinear dynamic creep
(Kluwer Academic Publishers, 1995) Breslavsky, D.; Morachkovsky, O.
Numerical Calculations of Creep Damage at Cyclic Loading by Use of Tensor Damage Parameter Model
(Точка, 2013) Breslavsky, D.; Korytko, Yu.; Mietielov, V.; Morachkovsky, O.; Tatarinova, O.
Creep of cyclically loaded bodies and their fracture due to creep mechanisms are studied. Creep damage equations are built by use of tensor parameter for titanium alloy. Similar equations were derived for stress cyclic varying using the method of asymptotic expansions and averaging in a period. 2d plane stress problems were solved by FEM and fields of stress, strain, displacement, damage parameter components as well as time to rupture values were obtained
Physical and geometrical nonlinear forced oscillations of beams
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Breslavsky, Dmytro Vasylovych; Palamarchuk, Pavlo Igorovych
The paper presents a calculation method and the results of modeling the nonlinear forced planar oscillations of a beam. The calculation approach is based on the method of weighted residuals in the Galerkin form in combination with numerical methods of integration over time. A sequential analysis of elastic linear and geometrically nonlinear oscillations is performed and the case of irreversible deformation due to the occurrence of physically nonlinear creep strains is considered. To describe it, the Norton power law is used. Cases of hinge supported and a cantilever beam are considered. When solving the problem of a hinge supported beam, the sine system was used as the basis functions, and the Krylov functions were used for the cantilever beam’s problem. The results of numerical modeling are presented in the form of the dependence of the beam deflections on time and on the coordinate at a given point in time. The influence of geometric nonlinearity is demonstrated. The increase in deflection with time due to an increase in creep strains is analyzed.
Web tools for long term strength data processing
(NTU "KhPI", 2016) Breslavsky, D. V.; Breslavska, O. O.; Kozlyuk, A. V.
The paper concerns the questions of development the specialized web-based software for processing of the long term strength data. The goal is to develop the web tools which could fill up the gap between high theoretical background in Continuum Damage Mechanics and insufficient knowledge about the experimental data by way of storage them and processing the values of constants. The approach for storing of the experimental physical and mechanical properties for different temperatures is described. The structure of database as well as the interface section for selection of different data sets, which include the fracture stress values with appropriate values of time, are presented. Selected fields of database are used for deriving the constants for damage kinetic equations. Two algorithms of deriving are discussed, the first was designed for constant temperature conditions as well as the second assigns for definite interval of temperatures. The numbers of experimental data sets for each algorithm are determined. The example of the deriving process for nickel based alloy is presented and plots of time dependencies for damage parameter are built. The discussed software is designed for engineers and research associates who are working in area of modeling of high temperature properties in materials and structural elements.
Web-application for archiving of creep and long term strength data
(НТУ "ХПИ", 2015) Breslavsky, D. V.; Breslavska, O. O.; Khoroshun, A. S.
The paper is devoted to description of the software, which made as web-application, for collection, storing and processing the data of creep and long term strength, including the case of creep-fatigue interaction. The short review and analysis of problem is presented. The technology for minimization of creep data storing as well as the architecture of web-application is discussed. Software contains the possibility of imaging three parts of data, which are creep curves, long term strength curves and diagrams of limiting amplitudes and stresses. The values of temperature, stress, grade and literature reference to the data are demanded database fields. The examples of the work with database and with plots are presented.
А. М. Ляпунов и развитие механики в Харькове
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2007) Ларин, Андрей Алексеевич; Бреславский, Дмитрий Васильевич
Данная глава монографии посвящена развитию теоретической и аналитической механики в Харькове и вкладу в него академика Александра Михайловича Ляпунова. Рассматривается также зарождение научной школы механики и прикладной математики НТУ "ХПИ", показано, что именно А. М. Ляпунов и его ученики В. А. Стеклов и Н. Н. Салтыков являются ее основоположниками.
Автономний метод докалібрування безплатформної інерціальної навігаційної системи у ході експлуатації
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Успенський, Валерій Борисович
На сучасному повітряному транспорті широко використовують безплатформні інерціальні навігаційні системи (БІНС). Термін експлуатації таких систем налічує десятиріччя. За цей час можливе погіршення характеристик таких систем, пов'язане з деградацією інерціальних датчиків – гіроскопів та акселерометрів. В цих умовах для підтримки необхідної точності БІНС протягом усього терміну експлуатації необхідно або періодично проводити регламентні роботи з бортовою системою, або безперервно адаптувати модель вимірювань датчиків, що використовується, в частині компенсації виникаючих похибок. Другий з вищевказаних напрямків, який назвемо докалібруванням, має перед першим ту перевагу, що проводиться самою системою автоматично і не вимагає ані додаткового обладнання, ані додаткових робіт з обслуговування. Відомий спосіб докалібрування БІНС заснований на комплексуванні інформації від БІНС та від приймача супутникових радіонавігаційних сигналів (СРС). Таке докалібрування, по-перше, істотно залежить від наявності та якості супутникової інформації, по-друге, можливе лише для інтегрованих навігаційних систем, в яких інерційна підсистема доповнена приймачем СРС. На відміну від відомого способу у цій статті вирішується завдання автономного докалібрування БІНС, яке здійснюється після кожного польоту. Рішення будується на основі лінеаризованої моделі помилок інерційної навігації за крайовими умовами вектора стану (на початку та наприкінці польоту). Зовнішня інформація, що використовується, складається тільки з початкових значень координат і поточних вимірювань баровисотоміра. В результаті рішення наприкінці польоту визначаються похибки гіроскопів та акселерометрів, а також помилка визначення в БІНС кінцевих значень широти та довготи. Похибки датчиків можуть бути використані у наступних вмиканнях системи, що забезпечує підвищення точності її роботи загалом. На типовій програмі імітаційного польоту проведено аналіз придатності та ефективності розробленої методики.
Алгоритм компенсации возмущений ходьбы двуного робота решением обратной задачи кинематики
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Андреев, Юрий Михайлович
Предложен алгоритм определения законов движения звеньев нижних конечностей двуного робота при ходьбе по заданным ее характеристикам – длине и высоте шага, скорости движения, размерам стоп, кинематической модели конечностей, инерционным характеристикам всех звеньев. Сначала проектируется положение опорного полигона в процессе ходьбы, по нему определяется закон движения ZMP. Путем разложения в ряд Фурье решения дифференциальных уравнений, связывающих координаты ZMP и COM, находится закон движения последнего. На этой основе методом Ньютона решается обратная задача кинематики для получения законов движения звеньев робота. Быстродействие алгоритма оценивается использованием его для построения компенсирующих воздействий во время ходьбы для поддержания динамического равновесия.