Кафедра "Математичне моделювання та інтелектуальні обчислення в інженерії"

Постійне посилання зібрання

https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/1366

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

Від 2022 року кафедра має назву "Математичне моделювання та інтелектуальні обчислення в інженерії", первісна назва – "Динаміка та міцність машин".

Iсторія кафедри починається в 1930 році, коли в нашому університеті, що називався тоді Харківський механіко-машинобудівний інститут, була створена спеціальність "Динаміка і міцність машин".

Засновниками спеціальності були видатні вчені: академіки Йоффе Абрам Федорович, Обреїмов Іван Васильович, Синельников Кирило Дмитрович, професор Бабаков Іван Михайлович. В різні роки кафедрою завідували: член-корреспондент АН УРСР Майзель Вениамин Михайлович (1936-1941); академік АН УРСР Філіппов Анатолій Петрович (1948-1960), професор, доктор технічних наук, лауреат Державної премії України Богомолов Сергій Іванович (1960-1991); професор, доктор технічних наук, академік АН вищої школи України Львов Геннадій Іванович (1992-2020). Від 2020 року і по теперішній час завідувач кафедри – лауреат премії Президента України для молодих вчених за видатні досягнення, доцент, кандидат технічних наук Водка Олексій Олександрович.

Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту комп'ютерного моделювання, прикладної фізики та математики Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". Наукова школа з динаміки і міцності машин, створена в нашому університеті, широко відома у світі.

У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють; 2 доктора технічних наук, 7 кандидатів технічних наук, 1 доктор філософії; 2 співробітника мають звання професора, 5 – доцента.

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 395

Soft computing methodology for digital processing of transient signal of the thermo-mechanical response of elastomeric composites self-heating
(Вінницький національний технічний університет, 2020) Larin, O. O.; Vyazovichenko, Y. A.
Розрахунково-експериментальне дослідження закономірностей нагріву гумокордного композиту при циклічному деформуванні
(Одеська державна академія будівництва та архітерктури, 2017) Ларін, Олексій Олександрович; Петрова, Юлія Андріївна
Numerical and experimental investigation of heating processes in rubber-cord composite under cyclic deformation
(Одеський національний політехнічний університет, 2017) Larin, O. O.; Viazovychenko, Y. A.
Composite materials such as elastomers, are widely used in modern engineering. An essential feature of such materials is their viscoelasticity. It’s accompanied with the release of energy as a heat. The self-heating process leads to rising of temperature, which causes the mechanical properties changing. That significantly influences on the strength of designs, accelerates the aging and degradation processes and significantly reduces a design life. Aim deals with the identification of the regularities of thermal state of rubber-cord composites by numerical simulation using data which was obtained experimentally at different conditions of cyclic loading. Numerical modeling of heat-transfer problem was carried out using finite element method; the experimental studies were carried out by using of modern measuring complex INSTRON/E3000. The qualitative and quantitative regularities of hysteresis loops that were formed during cyclic deformation of rubber-cord composite depending on time were obtained during the research. As a result of the numerical simulation of convective heat transfer problem the temperature distribution pattern of the specimen were obtained. Heating curves were also obtained in dependence of temperature on strain amplitudes and the frequency of loading. Comparison of the results that were obtained in the experiment and in numerical simulation shows a good convergence.
Експериментальне дослідження пружних та міцнісних механіч-них властивостей пластмас, що використовуються для 3D-друку
(Національний університет цивільного захисту України, 2021) Потопальська, Ксенія Євгенівна; Тишковець, Олена Вячеславівна; Каліновський, А. Я.; Васільєв, С. В.
Проведення математичних розрахункiв у системi MATLAB
(2023) Трубаєв, Олександр Іванович; Мєтєльов, Володимир Олександрович; Іглін, Сергій Петрович
У лабораторному практикумi наведено завдання, призначенi для студентiв спецiальностей 122 — Комп’ютернi науки, 113 — Прикладна математика, якi вивчають курси "Системи символьних обчислень" , "Системи символьної математики" з використанням MATLAB — програмного засобу для вирiшення наукових та iнженерних завдань. MATLAB поєднує в собi гнучку систему символiчного програмування, потужнi засоби чисельного розв’язання задач та вiдображення результатiв обчислень, що сприяє його поширенню в унiверситетських та наукових центрах. Пiсля виконання кожної роботи студенти складають звiт, який повинен мiстити титульний лист (зразок надається викладачем), завдання, теоретичнi вiдомостi, результати виконання завдання, висновки та список джерел iнформацiї. До складання iспиту чи залiку всi роботи повиннi бути зарахованi викладачем на пiдставi спiвбесiди.
Інструкція з охорони праці в комп’ютерних класах кафедри математичне моделювання та інтелектуальні обчислення в інженерії
(2023) Замула, Олександр Васильович
Ця інструкція є нормативним актом, який містить вимоги безпеки при роботі із застосуванням електронно-обчислювальних машин (далі за текстом - ЕОМ) з відео дисплейними терміналами (далі за текстом - ВДТ) і периферійними пристроями (далі -ПП). Інструкція розроблена згідно з вимогами Правил охорони праці під час експлуатації електронно-обчислювальних машин НПАОП 0.00-1.28-10, затверджених наказом Державного комітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду від 26.03.2010 №65.
Інструкція з охорони праці при експлуатації лабораторних установок в лабораторіях кафедри математичного моделювання та інтелектуальних обчислень в інженеріх
(2023) Замула, Олександр Васильович
Ця інструкція містить основні вимоги з охорони праці і має на меті створення безпечних умов праці при експлуатації лабораторних установок в лабораторіях кафедри. Співробітники викладачі та студенти зобов'язані : дбати про особисту безпеку і здоров'я, а також про безпеку і здоров'я оточуючих людей в процесі виконання будь-яких робіт чи під час перебування на території лабораторії ; знати і виконувати вимоги нормативно-правових актів з охорони праці, правила поводження з машинами, механізмами, устаткуванням та іншими засобами виробництва, користуватися засобами колективного та індивідуального захисту. Всі учасники несуть безпосередню відповідальність за порушення зазначених вимог.
Аналіз властивостей тензора другого рангу
(2023) Львов, Геннадій Іванович
Один з важливіших прикладів застосування тензорів другого рангу є характеристика напруженого стану. Аналіз напруженого стану в точці навантаженого тіла є один з фундаментальних аспектів не тільки теорії пружності, але і в цілому механіки твердого тіла, що деформується, і є необхідним етапом будь-яких міцносних розрахунків. Індивідуальні домашні завдання за даною темою виконуються з метою закріплення теоретичних відомостей і придбання практичних навиків роботи з характеристиками напруженого стану. Перед виконанням роботи слід ретельно вивчити відповідні розділи теорії. Робота виконується в окремому зошиті протягом двох тижнів з моменту отримання завдання і здається на перевірку викладачу. Оцінка здійснюється за такими основними параметрами: – повнота і правильність виконання завдання; – акуратність оформлення; – своєчасність здачі.
Коливання систем зі скінченним числом ступенів свободи
(2023) Грищенко, Володимир Миколайович
Процеси, що відбуваються у всіх областях фізики та техніки, супроводжуються коливальним характером. Вивченню закономірностей їх протікання присвячена дисципліна ”Теорія коливань”. Одне з головних її застосувань має місце в механіці, де спостерігається бурхливе зростання потужностей. Багато практично важливих проблем механіки та техніки можуть бути вирішені шляхом аналізу пружних механічних коливань в машинах та загалом в техніці. Теорія коливань присвячена вивченню загальних закономірностей протікання коливальних процесів в різних динамічних системах; правильному трактуванню результатів експериментів при дії вібрацій на споруди та конструкції (прогнозуванню їх поведінки та встановленню причин появи небезпечних режимів), а також розробці математичного апарата та інженерних підходів обчислення цих коливань в різних об′єктах машинобудування. Серед усіх галузей промисловості центральну роль відіграє машинобудування , оскільки всі процеси в матеріальному виробництві, транспорті, будівництві пов’язані з використанням машин. При виконанні робочих операцій основні рухи ланок машин супроводжуються коливальними процесами. Вони можуть проходити як з частотами власних коливань так і з частотами зовнішніх навантажень, наприклад,викликаних роботою ДВЗ. У цих випадках моделі машин повинні враховувати пружні властивості своїх ланок. Важливого значення вивчення динаміки набуває при проєктуванніі розрахунках сучасної техніки: підйомно-транспортного, залізничного, сільськогосподарського призначення; металургійних, будівельних засобів; важкого устаткування, транспорту, шляхових машин і т. д. Існують тенденції зростання продуктивності робочих машин, наростання темпів роботи та підвищення навантажень, розвитку автоматизованих засобів виробництва. Зростають вимоги не тільки до міцності, надійності, стійкості, продуктивності механізмів, але і до точності переміщень робочих органів машин-маніпуляторів. Тому одним з перших розрахунків механізмів є динамічний з урахуванням всіх основних силових навантажень. Він надає повну ясність у процесах, що супроводжують їх роботу та дозволяє конструктору вибирати правильне рішення, щоб забезпечити нормальну роботу. Це виконується засобами теорії коливань. До предмету дисципліни відноситься також формулювання принципів та характеру ідеалізації фізичних явищ та об’єктів, тому щопри дослідженні динаміки довільних складних систем потрібні суттєвіспрощення при побудові фізичних та математичних моделей до їх помірних розмірів. Важливо при цьому збереження достовірності всього процесу моделювання. В результаті проведених досліджень з використанням запропонованих моделей стає можливим формулювання важливих практичних висновків, які дозволяють встановити або безпечні режими роботи механізмів або їх раціональні параметри, при яких агрегати працюють найбільш продуктивно. В аналітичній механіці для контролю за станом об’єктів вводиться фундаментальне поняття – число ступенів свободи (ЧСС), яке дозволяє застосовувати математичний апарат для моделювання поведінки найскладніших машин та споруд. Контрольні завдання виконуються з метою закріплення теоретичного матеріалу, набуття практичних навичок, підходів побудови простих розрахункових і математичних моделей механізмів та дослідження їх поведінки як коливальних систем.
Разработка математической модели для оценки параметров надежности болтовых соединений рабочих колес гидромашин
(Національний університет цивільного захисту України, 2014) Водка, Алексей Александрович; Трубаев, Александр Иванович
Метод сингулярных интегральных уравнений в задачах колебаний жидкости в коаксиальных оболочках
(Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна, 2019) Науменко, Юрий Витальевич; Розова, Людмила Викторовна; Стрельникова, Елена Александровна; Усатова, Ольга Александровна
Рассматривается задача о свободных колебаниях идеальной несжимаемой жидкости в коаксиальных оболочках вращения. Предполагается, что движение жидкости является безвихревым. Это позволяет ввести потенциал скоростей. Относительно потенциала скоростей сформулирована краевая задача, которая далее сводится к проблеме собственных значений. Для решения краевой задачи для уравнения Лапласа применен метод граничных элементов в прямой формулировке. Полученное сингулярное уравнение решается методом дискретных особенностей. Область интегрирования содержит свободную поверхность жидкости, которая в случае коаксиальных оболочек представляет собой кольцо. Проведено численное исследование, позволившее определить частоты и формы плесканий жидкости в оболочках при разных отношениях радиусов внутренней и внешней цилиндрических коаксиальных оболочек.
Information Technology in the Modeling of Dry Gas Seal for Centrifugal Compressors
(2020) Rozova, Lyudmila; Martynenko, Gennadii
The developed specialized software package for computer modeling of dry gas seals for the rotors of centrifugal compressors is presented. This software package implements the mathematical model that describes improved methodology for seals modeling and solving under steady-state compressor operating conditions. It allows to make a model of working gap between the seal rings, which changes under the influence of gas pressure and temperature. This improved computer modeling can provide the reliable operation of dry gas seals. The developed software package has been tested on real constructions of dry gas seals with different types of groves. The results of test solutions were compared with available in literature and experimental studies.
Численное моделирование колебаний жидкости в составных оболочках вращения при перезагрузках
(Олді-Плюс, 2018) Кылыннык, В. Ю.; Гнитько, Василий Иванович; Науменко, Ю. В.; Розова, Людмила Вікторівна
Исследованы свободные колебания жидкости в составных оболочках вращения, состоящих из цилиндрической и конической частей. Предполагается, что жидкость является идеальной и несжимаемой, а ее движение, вызванное колебаниями оболочки − потенциальное. Использован метод собственных форм. Задача сведена к решению системы сингулярных интегральных уравнений. Применен метод граничных элементов. Определены частоты и формы колебаний жидкости в составной цилиндрическо-конической оболочке. Сделан анализ влияния перегрузок на частоты колебания составных оболочек.
The Method of Singular Integral Equation in Problems of Liquid Oscillations in Coaxial Shells
(2019) Usatova, O.; Strelnikova, E.; Rozova, Lyudmila; Naumenko, Y.
The paper deals with problems of free vibrations of an ideal incompressible fluid in coaxial shells of revolution. It is assumed that the motion of the fluid is irrotational that allows us to introduce a velocity potential. In these suppositions the potential is satisfied to the Laplace equation. Boundary conditions are formulated on wetted surfaces of the shells and on a free liquid surface. The non-penetration conditions are applied to the wetted surfaces. On the free surface we consider dynamical and kinematical boundary conditions. The dynamical condition consists in equality of the liquid pressure on the free surface to the atmospheric one. The kinematic condition requires that total time derivative of the free surface elevation will be equal to zero at any instant. Regarding the potential of velocities, a boundary value problem is formulated that is further reduced to an eigenvalue problem. To solve the boundary value problem for the Laplace equation, boundary element methods are used in a direct formulation.
The Use of Information Technology for the Design of a Prototype Engine with Rotor in Magnetic Bearings
(Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського, 2019) Martynenko, Gennadii; Ulianov, Yuriy; Marusenko, Oleksii; Rozova, Lyudmila
The questions of planning and calculation of prototype magnetic rotor suspension of small engines at making of elaborate machine-building designs in particular pumps, turbo-expanders or expanders of compressor units of small and medium sizes. The preliminary estimation of dynamic descriptions of the rotor systems requires development of adequate mathematical models with taking into account numerous parameters, including design features, such as supports, stiffness and damping characteristics. A laboratory installation of a complete magnetic suspension of a horizontal rotor according to a combined magnetic-electromagnetic type is proposed and implemented. It uses two passive magnetic bearings created using two annular permanent magnets with axial magnetization as two radial bearings. The axial support is an active magnetic bearing (AMB) with stators in the form of armored cores. The functionality of this AMB uses a discrete method and an analog control system. Finite-element modeling was carried out and the dynamic characteristics of the structure under study were calculated. An experimental installation of the rotor propotype was developed and manufactured, with the help of which experimental testing of the developed model was carried out and the reliability of the calculated results was verified. Comparison of calculated and experimental results shows the effectiveness of the application of information technology in the design of complex engineering structures.
Аналіз вільних коливань оболонок обертання з перегородками за різні умови закріплення
(Херсонський національний технічний університет, 2019) Гнітько, Василь Іванович; Розова, Людмила Вікторівна; Гармаш, А. Ю.
Аналіз вільних коливань оболонок обертання з перегородками за різні умови закріплення
(Олді-Плюс, 2019) Гнітько, Василь Іванович; Розова, Людмила Вікторівна; Гармаш, А. Ю.
Запропоновано новий варіант методу скінченних елементів для аналізу міцності та коливань оболонок обертання з довільним розгалуженим меридіаном. Рівняння руху оболонки за відсутності зовнішніх збурень отримано на основі принципу Остроградського – Гамільтона. Використовується теорія тонких оболонок Кірхгофа – Лява. Вектор переміщень в циліндричній системі зображено у вигляді ряду Фур'є за окружною координатою. Рівняння коливань отримано для кожної гармоніки окремо. Геометричні характеристики елементу описується за допомогою кубічних поліномів. Функції форми складають повну систему незалежних поліномів третього ступеня і є одновимірними функціями Ерміта. На основі запропонованого методу надано аналіз частот і форм коливань циліндричної оболонки з перегородкою за різні умови закріплення.
Оцінка надійності та прогнозування ресурсу елементів трубопроводу з урахуванням процесів накопичення втоми та розвитку корозії
(Хмельницький національний університет, 2019) Потопальська, Ксенія Євгенівна; Ларін, Олексій Олександрович
В даній роботі проводиться аналіз впливу об’ємного поверхневого корозійного дефекту та втомних пошкоджень на надійність коліна магістрального трубопроводу. Для цього було створено параметричну модель трубопроводу з корозійним дефектом, що розвивається стохастично та підпорядковується лог-нормальному закону розподілення. На основі побудованої моделі було проведено серію типових розрахунків для визначення НДС трубопроводу з дефектом, який відповідає різним термінам експлуатації. З використанням отриманих даних для НДС конструкції та розробленої математичної моделі для визначення накопичення втомних пошкоджень отримано параметр пошкоджуваності та ймовірність безвідмовної роботи для конструкції при різному значенні внутрішнього навантаження та з дефектом, який відповідає різним термінам експлуатації.
Reliability of the Rubber Tube of Automotive Hydraulic Braking System Under Fatigue Failures Considering Random Variation of Load and the Process of Aging of Material
(Islamic Azad University, Iran, 2019) Larin, O. O.; Potopalska, K. E.; Mygushchenko, R. P.
This paper presents the approach for the assessing of the operational reliability of a multi-layer thick-walled tube made of rubber with textile reinforcement. The analysis of the fatigue accumulation process is carried out within the framework of the concept of the continuum mechanics of damage. The mathematical model, which takes into account the accumulation of damages in case of a random spread of the strength characteristics of the material, as well as the process of stochastic aging for the elastomeric matrix of the composite and possible random variation of the workload has been developed. In this case, the aging process is modelled as a reduction of the endurance limit of the material. In this paper, the mean equivalent strains of the tube and their possible statistical variation in operation have been investigated on the basis of the finite element method. To solve the above problems, a submodeling method has been employed in this work. The probability of non-failure operation of the tube has been determined using the methods and models proposed. The influence of the rate of the aging process on the lifetime of the tube has been estimated.
Оцінка залишкового ресурсу коліна трубопроводу з пошкодженням корозійної природи при відмовах,що викликані втомою
(Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", 2018) Ларін, Олексій Олександрович; Потопальська, Ксенія Євгенівна
У даній роботі визначається залишкова надійність пошкодженого коліна трубопроводу. В роботі проведено серію розрахунків криволінійної частини трубопроводу з пошкодженням, що стохастично розвивається при різних термінах експлуатації та з урахуванням накопичення втоми. Оцінку характеристик напружено-деформованого стану пошкодженого елементу коліна трубопроводу здійснювалась в рамках сучасних засобів комп’ютерного моделювання з використанням методу скінчених елементів. Корозійне пошкодження моделювали явно як об’ємний дефект на зовнішній поверхні трубопроводу. Після проведених статистичних численних розрахунків проведена оцінка довготривалої міцності за крітерієм накопичення малоциклової та многоциклової втоми, з урахуванням появи пластичних деформацій. Визначено пошкоджуваність трубопроводу на основі отриманих статистичних даних НДС конструкції.

Переглянути

Нові надходження