2023 № 3 Нові рішення у сучасних технологіях

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/70056

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 8 з 8

Моделювання недеформованої стружки утвореної під час нарізання внутрішнього зубчастого вінця методом "POWER SKIVING"
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Сліпчук, Андрій Миколайович
Сьогодні на провідних світових підприємствах, які займаються виготовленням зубчастих коліс, все частіше можна зустріти нарізання зубчастого вінця на колесі методом Power Skiving. Цей сучасний спосіб дозволяє обробляти колеса із зовнішнім та внутрішнім вінцем, як прямозубого так і косозубого, а також нарізати шліци на валах чи втулках. Така технологія поєднує в собі елементи обточування та фрезерування, забезпечуючи дуже короткий час виготовлення. Проте, з кожним роком такий метод все більше удосконалюється, хоча по своїй кінематиці є дуже складним та потребує прецизійних розрахунків. Визначення точного положення інструменту та заготовки в кожний момент часу потрібні для синхронізації рухів при нарізанні. Показано принцип побудови недеформованої стружки при нарізанні внутрішнього прямозубого вінця методом Power Skiving. Отримано параметри перерізів зрізів стружки, яка утворилася під час роботи різального інструменту. Це служить основою для моделювання та розрахунку величин сил різання, тертя, необхідної роботи, яка потрібна для усунення припуску, теплових потоків, які виникають під час різання, інтенсивності нагрівання інструменту, температури та зношування інструменту, моделювання коливань і динамічних процесів. Повна інформація про розміри та форми зрізаних шарів, їх величини у різних ділянках зубця у кожний момент часу нарізання, а також встановлені закономірності їх неперервної циклічної зміни за оберт різального інструмента, служать основою для всебічного відтворення та опису різноманітних взаємопов’язаних і взаємозалежних деформаційних і контактних процесів, які відбуваються під час процесу нарізання зубчастого вінця. Для такої задачі розроблено комплексну систему графоаналітичного, математичного і комп’ютерного моделювання цього процесу. Враховано його кінематику і достовірно відтворено закономірності процесів різання-формоутворення. Представлено застосування графоаналітичної методики побудови перерізів недеформованої стружки, яка дала можливість встановити її геометрію та основні характеристики, а також отримати 3D модель. Отримано адекватні моделі стружкоутворення та проаналізовано кількісні оцінки параметрів зрізів стружки, яка утворюється при Power Skiving.
Перспективи застосування фулеренових присадок у сучасних авіаційних оливах
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Єфименко, Валерій Володимирович; Олександренко, Віктор Петрович; Калмикова, Наталія Григорівна; Руденко, Віра Миколаївна; Єфіменко, Олександр Валерійович
Проаналізовано можливості й доцільність застосування фулеренових присадок та їхній вплив на трибологічні властивості сучасних синтетичних авіаційних олив. Розглянуто метод підвищення протизносних властивостей синтетичних олив Mobil Jet Oil II та Mobil Jet Oil 254 для турбореактивних авіаційних двигунів шляхом добавки фулеренової присадки С60. Показано, що протизносні властивості синтетичної Mobil Jet Oil 254 оливи для турбореактивних авіаційних двигунів перевищують понад 5 % оливу Mobil Jet Oil II, що стало наряду з іншими факторами причиною повного переводу гелікоптерів Airbus Helicopters Н-145 на оливу Mobil Jet Oil 254. Збільшення концентрації фулеренової присадки в оливах не значно впливає на величину зносу підшипників кочення вала турбіни гелікоптерів, хоча тенденція зменшення діаметра плями зносу та зростання критичного навантаження переходу до схоплення спостерігається. Це пояснюємо тим, що на відміну від тертя ковзання, при якому коефіцієнт тертя зменшується в десятки разів за рахунок можливості кочення молекул фулерену по графітовій поверхні, яке характеризується значно меншим тертям в порівнянні з ковзанням графітових поверхонь одна відносно іншої в силу більш високої площі контакту в останньому випадку. Із цього слідує, що фулерени виконують роль мікропідшипників кочення, які зменшують коефіцієнт тертя ковзання. Передбачено, що в підшипниках кочення кульки можливо перемелюють фулерени, як кульові млини, тому не спостерігається значного ефекту покращення протизносних властивостей олив при застосуванні фулеренових присадок. Встановлено, що зростання концентрації фулеренової присадки в оливах зміщує критичне навантаження в область більш високих значень. Використання фулеренів в якості протизносної присадки до олив для турбореактивних двигунів потребує проведення подальшого дослідження і обґрунтування.
Рекомендована технологія проведення томографічного контролю в лабораторних умовах
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Крикун, Вадим Романович; Хомяк, Юрій Валентинович; Познякова, Маргарита Євгенівна
У роботі представлена детальна технологія проведення томографічного контролю у лабораторних умовах. Томографічний контроль є потужним інструментом для отримання високоякісних тривимірних зображень внутрішньої структури об'єктів. Розглянуто переваги методу, що включають недеструктивний характер контролю, високу роздільну здатність, точність вимірювань та здатність виявляти невидимі для людського ока дефекти. Основна увага приділена опису основних етапів проведення томографічного контролю, що рекомендовані для досягнення максимальної ефективності. Висвітлено можливі помилки, які можуть виникнути під час проведення томографічного контролю в лабораторних умовах, а також наведено шляхи їх усунення. Розглянуто оптимальні параметри, які необхідно враховувати під час проведення томографічного контролю, зокрема правильний вибір параметрів томографа, налаштування умов освітлення та правильне позиціонування об'єкта контролю. Детально описано процес обробки отриманих даних контролю, що допомагає забезпечити якісний аналіз інформації. Також проведено аналіз доцільності виконання стадій контролю, де порівнюються результати, отримані на різних етапах, та розглядається їхній вплив на кінцевий результат. Ця робота є цінним джерелом інформації для фахівців, які займаються томографічним контролем у лабораторних умовах. Описана технологія та рекомендації допоможуть підвищити якість та ефективність проведення томографічного контролю в їх роботі. Результати досліджень, представлені в статті, можуть сприяти поліпшенню процесу контроля, зниженню помилок і виявленню навіть найменших дефектів у зразках. У цілому, дана робота пропонує рекомендовану технологію проведення томографічного контролю в лабораторних умовах, враховуючи ключові аспекти, такі як переваги методу, етапи контролю, усунення помилок, оптимальні параметри, позиціонування об'єкта та обробка даних. Враховуючи ці рекомендації, фахівці зможуть забезпечити більш точний, ефективний і надійний томографічний контроль у своїй роботі. Отже, стаття стане цінним доповненням до наукової літератури з області недеструктивного контролю, сприятиме поліпшенню якості проведення томографічного контролю та сприятиме розвитку цього методу в лабораторних умовах.
The resonant amplifier of the active electrical power with additional voltage source. Suggestions, analysis, numerical estimates
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Batygin, Yuriy; Gavrilova, Tetyana; Shinderuk, Svitlana; Chaplygin, Evgeniy
The problem of increasing energy saving in industry leads to the need to develop new technical devices. The paper presents and analyzes the circuit of the resonance amplifier of active electric power, evaluates the characteristics of electromagnetic processes for the fundamental substantiation of the operation of real devices based on this circuit. Mathematical analysis of electromagnetic processes taking place was carried out using strict methods of the theory of electric circuits. The advantages of this scheme in comparison with similar previous proposals are shown. The device includes four active-reactive circuits that are inductively connected. The first of them is an input circuit with a harmonic signal source that needs to be amplified. The second circuit generates enhanced reactive power in the "voltage resonance" mode. The third circuit with an additional voltage source provides reactive power output from the second circuit in the "resonance of currents" mode without adverse effects on amplification processes. The fourth circuit, inductively connected to the third circuit, contains an output load ⎼ a resistor that simulates the allocation of active power. On the basis of the analysis and numerical evaluation of the characteristics of the processes taking place in the proposed scheme of the resonance amplifier of active electric power, its basic efficiency is shown. The calculations of the experimental model made it possible to formulate recommendations for the selection of circuit elements of a working resonant amplifier with a high efficiency for low-impedance output loads. The considered real parameters of the device make it possible to minimize the dissipation of the energy of converted electrical signals and to increase the amplification factor of the electric power of harmonic currents and voltage by choosing the element base. The obtained results can be considered as practical recommendations for the creation of real devices for amplifying active electric power for use in various industries.
Вимірювання лінійної швидкості з використанням мобільної роботизованої платформи з комп'ютерним зором
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Воробйов, Богдан Віталійович; Сенченко, Сергій Олександрович; Кириленко, Ярослав Олександрович; Ліхно, Ярослав Владленович; Хань, Лю; Кутовий, Юрій Миколайович
Представлено підхід до інтеграції алгоритмів комп'ютерного зору в систему керування тяговими електроприводами залізничного транспорту. Він демонструє використання алгоритмів комп’ютерного зору для обчислення лінійної швидкості як альтернативи звичайним датчикам, таким як одометри коліс, GPS, DGPS та інерційні датчики, які можуть виявитися неефективними на слизькій поверхні та на низьких швидкостях. Як наслідок, ця стаття зосереджена на використанні лінійної швидкості як зворотного зв'язку в системі керування для підвищення енергоефективності під час старту та зупинки та запобігання пробуксовці коліс. Система керування електроприводом була успішно впроваджена та випробувана на робототехнічній платформі, розробленій для моделювання динамічної поведінки в реальних сценаріях залізничного транспорту. У статті детально описано процес розробки цієї робототехнічної платформи, яка використовується для імітації динамічних умов реального світу на залізничному транспорті. Запропонований алгоритм керування оцінкою швидкості оцінено на спеціально розробленому випробувальному стенді, що виявило його здатність прогнозувати швидкість з відносно високим ступенем точності. Крім того, представлений алгоритм оптичного потоку для оцінки швидкості, який оцінюється за допомогою спеціально розробленої випробувальної установки, що вказує на сильну кореляцію між прогнозованою швидкістю транспортного засобу та вимірюваннями точних оптичних кодерів. Дослідження також визначає оптимальний розмір вікна функції для оцінки швидкості оптичного потоку в реальному часі. Таким чином, цей підхід демонструє значний потенціал для точної оцінки швидкості. Поточні експерименти проводяться в різних реальних умовах, а майбутні дослідження спрямовані на розробку надійної автономної системи вимірювання швидкості. Інтеграція сучасних цифрових технологій комп'ютерного зору не тільки покращує тягові характеристики електроприводів, але й розширює можливості тягових електроприводів, щоб відповідати суворим вимогам промислового обладнання.
Agaricus bisporus and Flammulina velutipes mushrooms on quality of chicken batters
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Fotina, Tetiana; Xiong, Anqi; Koshel, Olena; Sabadash, Sergiy; Yankovskiy, Roman
It was noted the modern tendencies of the cultivated mushrooms using as a fat substitutes in the technology of low-fat meat products. It was states that variety of low-calorie, low-fat foods have come to the fore, and quickly become the mainstream of the future development of food. The mushrooms are worldwide cultivated and rich in protein, vitamins, dietary fiber, amino acids, polysaccharides, minerals, but low in fat and calories In order to develop low-fat meat products, the compound of Agaricus bisporus and Flammulina velutipes mushrooms were used as fat substitute to replace the pork-back fat in chicken batters. The amino acids content of these mushrooms allows receiving a nice flavor and can be use in the minced meat. It was use a chicken meat as a wellliked raw material for emulsified products. For preparation of meat batters was used chicken breast, salt and sodium tripolyphosphate. The chicken meatballs were prepared with the cultivated mushrooms as fat-substitutes.The mushrooms were compounded to replace fat in chicken batters, and the effect of compounding these mushrooms on the quality of chicken mince was investigated to find the optimal ratio of fat replacement. The cooking loss, water holding capacity, color, texture and rheological properties of chicken batters were studied. The results showed that the compound of Agaricus bisporus and Flammulina velutipes improved the texture, increased the water holding capacity, redness and yellowness, and reduced the cooking loss and brightness of chicken batters. When the ratio of Agaricus bisporus and Flammulina velutipes was 2:1 to replace 30% pork-back fat, chicken batters showed the best quality. In conclusion, the combination of Agaricus bisporus and Flammulina velutipes is a promising fat substitute in the development of low-fat meat products.
Дослідження часу локалізації пожеж у багатоповерхових будівлях у містах України
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Поліванов, Олександр Геннадійович
Ефективність гасіння пожежі залежить від швидкості прибуття на місце пожежно-рятувальних підрозділів та часу, який буде затрачено на подачу "першого" ствола (вогнегасної речовини) на локалізацію. Швидка подача вогнегасної речовини дає шанс локалізувати, а потім ліквідувати пожежу у початковій фазі, адже результат суттєво залежить від дій в "перші хвилини пожежі". Проведено поділ міських населених пунктів на відповідні групи за чисельністю населення та площею території із використанням методів кластерного аналізу. З кожної групи міст було відібрано по одному населеному пункту і далі по ним опрацьовані дані щодо пожеж за період 2020 року. Проаналізовано статистичні дані, які були отримані від оперативно-координаційних центрів ДСНС України в містах Київ, Харків, Полтава, Бердянськ, що характеризують процес гасіння пожеж, а саме час прибуття пожежно-рятувальних підрозділів до місця пожежі, час локалізації пожежі та площу пожежі. Статистичні дані обирались тільки для багатоповерхових будівель. Встановлено взаємозв'язок наступних параметрів: площа горіння, поверх будівлі, час локалізації пожежі. Отримані статичні дані свідчать, що площа пожежі та час локалізації збільшується у середньому від 3,5 до 6 разів. Результат аналізу даних надає наочне розуміння необхідності удосконалення наявних засобів і способів (тактики) гасіння пожеж у багатоповерхових будівлях. Запропоновано в основу тактики гасіння пожеж у багатоповерхових будинках використовувати імпульсний вогнегасник Тайфун-10, який перероблено у пневматичну гармату для дискретної доставки вогнегасних речовин, поміщених у спеціальний контейнер. Дискретна доставка вогнегасних речовин у контейнері дозволяє скоротити час локалізації пожеж у багатоповерхових будівлях за рахунок оперативності розгортання установки та точної подачі в віконний отвір безпосередньо в осередок пожежі.
Evaluation of energy band structure of half-heusler alloy LiZnX (X = As, P and Sb) using first principle calculation
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ettah, Emmanuel; Ishaje, Michael E.; Minakova, Kseniia; Asuquo, Esther Offiong; Odey, Stephen U.
The evaluation of energy band structure plays a vital role in understanding the electronic properties of materials. This research, we investigate the energy band structure of Half-Heusler alloys LiZn(X = As, P and Sb) using a first principle approach based on Density Functional Theory (DFT). These alloys are of particular interest due to their potential applications in thermoelectric and spintronics devices. The corresponding Density of States (DOS) for the tripartite compounds LiZnX (X=As, P and Sb) have been calculated and the contributions of the Li, Zn, As, P and Sb orbital to the Density of States at ambient pressure. This also confirmed that LiZnX (X=As, P and Sb) is a semi-conductor with a narrow band-gap between the occupied and unoccupied regions around the Fermi level. The orbitals Li-1s, As-4p, As-4s, Zn-3d has the highest contributions. The dominant of the orbitals P-1s and P-2p before the Fermi- level and Zn-2p after the Fermi-level are observed. We observed the dominant of the orbitals Sb-1s, Sb-3d, Li-1s, Li-2s, Zn-3d shows weak hybridization and low contribution. This features indicates that the covalent bond between these two atoms is weak, and could be responsible for the mechanical instability observed in the calculation. Meanwhile the band structure calculated and presented has narrow band-gab of 0.625. 0.937 and 0.313 respectively for the tripartite compound LiZnX(X=As, P, and Sb) and its a direct bandgap semiconductor. The obtained energy band structures provide valuable information about the electronic properties of LiZn (X = As, P and Sb) alloys. The presence of band gaps is crucial for thermoelectric applications, as it indicates the presence of regions where electrons and holes are confined, enabling efficient charge transport.