Кафедра "Математичне моделювання та інтелектуальні обчислення в інженерії"

Постійне посилання колекціїhttps://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

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 11

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.
Estimation of residual strength of pipeline's elbow with volumetric corrosion defect, which is developing
(Державний університет "Одеська політехніка", 2017) Larin, O. O.; Potopalska, K. E.
Pipelines are used as one of the most practical and low cost methods for transmission of different liquid petroleum products and gases. Damage on the pipeline is capable to appear during operation due to the accumulation of fatigue and arising of corrosion. The Aim is estimation the residual strength of pipeline's elbow with volumetric surface defect development of which is modeled in time. Deformed state assessment of damaged elbow of pipelines was held in the framework of computer modeling by using finite-element method (FEM). Corrosion damage modeled explicitly as volumetric defect on the outside of the knee pipeline. Based on the results of the study the assessment of the residual strength of pipeline with increasing surface defects in operation from 10 to 45 years has been obtained. Besides, the areas in which there is localization of maximum equivalent stresses and respectively plastic deformation depending on the size of damage were defined. By obtained results may be noted that after 37 years of operation the pipelines with the corresponding defect on surface cannot withstand the maximum load.
Дослідження НДС лопаті низьконапірної поворотно-лопатевої гідротурбіни
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Райваховський, Микола Юрійович; Андрєєв, Арнольд Георгійович
В ході цього дослідження розробляється та оптимізується програмне забезпечення для аналізу напружено-деформованого стану лопаті низьконапірної поворотно-лопатевої гідротурбіни. Аналізується математична модель, згідно з якою лопать, яка насправді є пологою оболонкою і закріплена частково, замінюється пластиною змінної жорсткості, що представляє в плані кільцевий сектор з затисненим внутрішнім дуговим краєм. В ході дослідження розроблено прикладне програмне забезпечення, яке дозволяє за допомогою варіаційного методу Рітца проводити дослідження напружено-деформованого стану різних лопатей в залежності від їх геометричних і механічних параметрів, а також зовнішніх навантажень. Геометричними параметрами лопаті є: внутрішній і зовнішній радіуси кільцевого сектора, кут кільцевого сектора, максимальна товщина лопаті і інтерполяційна сітка для знаходження відносних товщин лопаті. Механічними параметрами є модуль Юнга і коефіцієнт Пуассона матеріалу, з якого виготовлена лопать, навантаження приймається рівномірно розподіленим. Оскільки товщина лопаті змінна, вхідними даними є відносні товщини лопаті в різних точках. Для обчислення проміжних значень застосовуються білінійна інтерполяція і інтерполяція Лагранжа 9-ї степені. Аналізується точність і обчислювальна складність методів чисельного інтегрування, а саме інтерполяція підінтегральної функції поліномом з подальшим аналітичним обчисленням і використання квадратурної формули, отриманої в результаті повторного інтегрування із застосуванням формули Сімпсона. На підставі порівняння результатів робиться висновок про доцільність застосування поліноміальної інтерполяції з подальшим аналітичним розв’язком. За допомогою розробленого програмного комплексу проводиться розрахунок напружено-деформованого стану пластини, яка апроксимує реальну модель лопаті ЛМЗ (ПЛ510), результати якого порівнюються з експериментальними даними. Здійснюється аналіз декількох конфігурацій лопаті.
Анализ устойчивости контейнера, нагруженного равномерно распределенным внешним давлением
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Бабуджан, Руслан Андреевич; Андреев, Арнольд Георгиевич
В данной работе предполагалось выяснить возможность потери устойчивости в типовой конструкции контейнера, проанализировав несколько конфигураций геометрических параметров. Для этого была создана математическая модель, которая совмещает в себе моментную и безмоментную теорию оболочек, а также теорию устойчивости. Были показаны методы параметризации и алгоритмизации решения напряженно-деформированного состояния с помощью пакета программного обеспечения MATLAB. Также в работе представлены значения критических нагрузок, приводящих объект в состояние потери устойчивости, соответствующие определенным параметрам контейнера. Также были представлены сравнения предела текучести материала конструкции со значениями максимальных напряжений в элементах контейнера, вызываемых вычисленными нагрузками. Эти значения позволили сделать вывод об опасных конфигурациях конструкции, при которых стала возможна потеря устойчивости. В работе приведена формализация решения напряженно-деформированного состояния конструкции, имеющая модульную структуру. Данный метод позволяет унифицировать и автоматизировать процесс решения задач подобного рода без использования частных теорий расчета конструкций. Алгоритм решения сходится с типовым алгоритмом нахождения опасных зон конструкции и, благодаря параметризации, может быть применен при решении задачи как в прямой, так и в обратной постановке. После анализа результатов был сделан вывод о состоятельности и актуальности анализа устойчивости конструкции. Результатом работы являются как численные значения критических нагрузок при определенных конфигурациях конструкции, так и общее, качественное представление о прочности типовой конструкции, ее опасных зонах и возможности ее упрочнения посредством добавления новых конструкционных элементов в зоны, наиболее подверженные необратимым деформациям. Результаты приведены в виде графиков, формул, рисунков и таблиц.
Компьтерный анализ прочности колонн элеватора при различных вариантах нагружения. Часть 2
(Луцький національний технічний університет, 2018) Ларин, Алексей Александрович; Трубаев, Александр Иванович; Юдаев, В. В.
Проведен анализ прочности колонн элеватора. В работе поставлена цель – на основе конечно-элементного моделирования как объемного тела (далее 3D-моделирования) оценить напряженно-деформированное состояние колонны, при неблагоприятных условиях эксплуатации зернохранилища.
Компьтерный анализ прочности колонн элеватора при различных вариантах нагружения. Часть 1
(Луцький національний технічний університет, 2018) Ларин, Алексей Александрович; Трубаев, Александр Иванович; Юдаев, В. В.
На основе метода конечных элементов в трехмерной постановке проведен анализ прочности колонн силосов. Расчеты показали, что колонна спроектирована как перегруженная в области капители и работает на пределе кубиковой прочности бетона, хотя по требованиям нормативных документов, которые использовались при ее проектировании, она должна работать в пределах призменной прочности бетона.
Контактное взаимодействие элементов машин с нелинейно упругим промежуточным слоем
(НТУ "ХПІ", 2018) Ткачук, Николай Николаевич; Львов, Геннадий Иванович; Грабовский, Андрей Владимирович; Скрипченко, Наталья Борисовна
В работе поставлена и решена проблема построения вариационной формулировки задачи о контактном взаимодействии элементов машин с нелинейно упругим промежуточным слоем. Исследуется контакт системы упругих тел, между которыми размещены прокладки, напыления или слои шероховатости. Предлагается при формировании системы разрешающих уравнений отталкиваться от условий совместимости нормальных перемещений точек контактирующих поверхностей. Альтернативным является модификация вариационного принципа Калькера, в который вводятся дополнительные члены. Эти члены описывают влияние нелинейно упругих материалов или слоев. В итоге получается в общем случае нелинейная система уравнений и неравенств, отличительной особенностью которой является наличие нелинейных слагаемых в условиях совместности перемещений. Эта особенность отличает созданную модель от традиционных, в которых в левой части уравнений и неравенств присутствуют только линейные члены. Структурная нелинейность этих соотношений, обусловленная наличием условий типа неравенств, дополняется также и физической. При этом слагаемые, ответственные за последнюю, присутствуют в соотношениях, описывающих первую. В результате получаем связанные нелинейные условия контактного взаимодействия, в работе называемые структурно–физической нелинейностью. Для решения получаемой системы уравнений и неравенств предлагается сведение физически нелинейной задачи к последовательности физически линейных, но структурно нелинейных задач. Для этого разработаны методы дополнительных зазоров и переменных параметров податливости, а также модификации метода Ньютона–Рафсона. Кроме того, на основе решения сформированной системы соотношений предложено решать также обратные задачи обоснования геометрической формы контактирующих тел или свойств материалов промежуточных слоев. Намечены также критерии для решения задач оптимизации, которые направлены на обеспечение характеристик прочности контактирующих тел. Кроме этого, сформулирована задача коррекции профиля поверхностей контактирующих деталей за счет упругих деформаций от целенаправленной дополнительной внешней нагрузки.
Оптимизация круглых пластин при нестационарном нагружении
(НТУ "ХПИ", 2016) Васильченко, Виктор Федорович; Ломакин, Александр Николаевич
Рассматриваются круглые пластины, подвергающиеся действию нестационарной нагрузки. Предложен алгоритм решения задачи о пластине минимального веса с ограничениями на перемещения и напряжения. Задача решается на основе метода последовательных приближений. Необходимые условия оптимальности формулируются на основе принципа Понтрягина. На основе данных условий оптимальности и алгоритма метода последовательных приближений разработана универсальная программа оптимизации круглых пластин. С ее помощью находятся конфигурации минимального объема с ограничениями на напряжения и перемещения для произвольного закрепления. При этом исходные и сопряженные переменные для каждого конкретного геометрического исполнения пластины h(r) ищутся путем разложения по собственным формам колебаний. Краевые задачи решаются методом начальных параметров; начальные задачи при этом интегрируются методом Рунге-Кутта. Максимизация гамильтониана производится в конечном наборе точек по радиусу пластины. Приведены результаты расчета оптимальной пластины.
Исследование НДС прорезиненного колеса трамвайного вагона
(НТУ "ХПИ", 2012) Андреев, Арнольд Георгиевич; Щепкин, Александр Витальевич
Предметом исследования в данной работе является соединения с натягом в конструкции колеса трамвая. Целью работы является выявление максимально нагруженных участков колеса.
Дослідження взаємозв’язку конструктивно-технологічних параметрів складання та НДС з’єднань з натягом
(НТУ "ХПІ", 2012) Оборський, І. Л.; Зенкін, А. С.; Андрєєв, Арнольд Георгійович; Щєпкін, Олександр Віталійович; Звонарьова, Антоніна Петрівна; Андрєєв, Арнольд Георгійович
У статті наведені результати досліджень технологічних параметрів складання та НДС з'єднань з натягом бандажа з центром колісним рухомого складу залізничного транспорту, що дозволили розробити нову конструкцію складеного колеса підвищеної міцності й надійності в експлуатації.