Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Машинознавство та САПР

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/65765

Офіційний сайт http://misapr.khpi.edu.ua/

У збірнику представлені результати досліджень кінематики, динаміки, напружено-деформованого стану елементів сучасних машин, а також методи, моделі та системи їх автоматизованого проектування. Публікуються статті, що стосуються розробки систем автоматизованого проектування, застосування математичного моделювання в техніці, впровадження інформаційних технологій і розробки програмного забезпечення.

Рік заснування: 1961. Періодичність: 2 рази на рік. ISSN: 2079-0775

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 4 з 4

Математична модель та алгоритм оптимізації за критерієм мінімальних контактних напружень зубчастих передач з опукло-увігнутим контактом
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Левін, Нікіта Олександрович; Устиненко, Олександр Віталійович; Бошанскі, Мірослав; Протасов, Роман Васильович; Бондаренко, Олексій Вікторович; Андрієнко, Сергій Володимирович
Зниження маси та габаритів зубчастих передач є актуальною задачею сучасного машинобудування. Одним із перспективних шляхів її розв'язання є застосування зачеплення з опукло-увігнутим контактом зубців. Дослідження присвячено розробці математичної моделі та алгоритму оптимального проєктування циліндричних зубчастих передач з опукло-увігнутим контактом робочих поверхонь. Критерій оптимальності: мінімальні контактні напруження з урахуванням конструктивних, геометричних та технологічних обмежень. Побудовано цільову функцію для випадка мінімізації контактних напружень: контактні напруження σH у зачепленні повинні приймати мінімально можливе значення при виконанні усіх обмежень. Визначені змінні проєктування: кут зачеплення в полюсі αС, радіус кривизни верхньої частини лінії зачеплення rkh, радіус кривизни нижньої частини лінії зачеплення rkd. Обрано метод розв’язання задачі оптимального проєктування – зондування простору параметрів проєктування. У якості пробних точок використовуються точки ЛПτ-послідовності. Розроблено алгоритм оптимального проєктування зубчастої передачі. Він враховує конструктивні, технічні та технологічні особливості останньої, а також дають змогу підвищити точність розрахунків за рахунок керуванням похибками обчислень. Основні етапи роботи алгоритму наступні: задання вхідних даних (числових обмежень на змінні проєктування, а також параметрів передачі та її навантаження); генерування ЛПτ-послідовності для змінних проєктування з одночасним урахуванням їхніх числових обмежень; перевірка функціональних обмежень; додаткові перевірочні розрахунки (при необхідності) контактної міцності зачеплення; формування масиву можливих варіантів розв'язку; пошук найкращого варіанта розв'язку (пробної точки, що відповідає мінімальному значенню цільової функції) шляхом сортування масиву.
Метаевристичні алгоритми. Метафори-стратегії (оглядова стаття)
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бондаренко, Олексій Вікторович; Устиненко, Олександр Віталійович; Сєриков, Володимир Іванович
Описано актуальність освітлення сучасних метаевристичних алгоритмів, освітлено ряд термінів та взаємозв'язків між ними, необхідність проведення класифікації, а також метафор, що використовуються для опису алгоритмів. Це дає змогу зрозуміти необхідність висвітлення вказаної теми та проведення досліджень літературних джерел стосовно питання. Розглянуто ряд термінів і категорій, а також взаємозв'язків між ними, що дало змогу запропонувати класифікацію метаевристичних алгоритмів. Запропоновано підхід до класифікації метаевристичних алгоритмів, що базується на термінах та поділі категорій, взятих з природничих наук. Відповідно до назв класів відбувається і їх наповнення. Це дає змогу об'єднати певний сегмент знань у кластер з єдиною термінологією. Розглянуто категорію "метафора" та її функції при формуванні метаевристичних алгоритмів, це дало змогу глибше зрозуміти можливості використання метафор у науковій діяльності та сформувати перелік вимог до них при описі алгоритмів. Проведено огляд цікавих, оригінальних та різноманітних метаевристичних алгоритмів, що дало змогу зрозуміти сучасні тенденції стосовно цього питання, визначити переваги та недоліки алгоритмів, а також зрозуміти та сформувати роль метафори при їх створенні чи описі. Також, огляд дає можливість виділити два інтелектуальних напрямки використання метафор: допомога підвищення розуміння та інтенсифікація донесення ідеї до цільової аудиторії вже розробленого алгоритму чи стратегії та розробка нових алгоритмів чи стратегій пошуку оптимальних параметрів. Розглянуто систему формування та оформлення нового знання і ролі метафори у ній. Сформовано системний трикутник "ідея-алгоритм-метафора", а також можливі шляхи розвитку в цій системі, що дає можливість визначення чи вибору розробником певного шляху та наступних його етапів.
Новий метаевристичний алгоритм "Пошук мобільністю"
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бондаренко, Олексій Вікторович
Доведено актуальність сучасних метаевристичних алгоритмів, освітлено ряд термінів та взаємозв’язків між ними, необхідність проведення класифікації. Запропоновано підхід до класифікації метаевристичних алгоритмів, що базується на термінах та поділі категорій, взятих із природничих наук. Це дає змогу об’єднати певний сегмент знань у кластер з єдиною термінологією. Розглянуто категорію "метафора" та її функції при формуванні метаевристичних алгоритмів, це дало змогу глибше зрозуміти можливості використання метафор у науковій діяльності. Було запропоновано новий метаевристичний алгоритм "Пошук мобільністю", який базується на діях та процесах, що подібні до процесів загальної соціальної та повсякденної мобільності людей, та сформовано його основні положення. "Пошук мобільністю" створює високий рівень самоорганізаційної системи пошуку параметрів, що відповідає загальним положенням синергетики в технічних системах. Описано метафору алгоритму "Пошук мобільністю". Розглянуто основні визначення та категорії. Це дає змогу якісного представлення, опису та донесення ідеї, принципів функціонування та послідовностей алгоритму. Як наслідок застосування метафори, отримуємо підвищення розуміння та інтенсифікацію донесення ідеї. Описано новий метаевристичний алгоритм "Пошук мобільністю", що базується на процесах, що копіюють соціальну мобільність людських спільнот. Також алгоритм "Пошук мобільністю" поєднує у собі й елементи модифікованого еволюційного алгоритму, що дає змогу максимально наблизитись до життєвого соціального процесу більшої частини людства – прагнення зайняти кращу або не гіршу за поточну життєву позицію. Запропонований новий метаевристичний алгоритм "Пошук мобільністю" на етапі проведення тестових випробувань показав вищу ефективність ніж стандартні та модифіковані еволюційні алгоритми. Розширення останніх локальними пошуками у сукупності з використанням запропонованої стратегії, що є відображенням метафори, показало переважаючі результати.
Оптимальне проєктування за масою трансмісії гусеничного транспортератягача МТ-ЛБ: математична модель, алгоритм, числовий експеримент
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Клочков, Ілля Євгенович; Устиненко, Олександр Віталійович; Бондаренко, Олексій Вікторович; Сєриков, Володимир Іванович; Андрієнко, Сергій Володимирович
Розв'язання задачі оптимізації трансмісії легкого багатоцільового гусеничного транспортера-тягача МТ-ЛБ є перспективним напрямком досліджень, тому що дає змогу поліпшити масові характеристики машини, забезпечити навантажувальну здатність та довговічність трансмісії при модернізації. Побудовано математичну модель оптимізації трансмісії за масою, а саме: побудовано цільову функцію оптимізації трансмісії за масою, яка досить коректно враховує основні показники трансмісії; визначені змінні проєктування, у якості яких обрані основні геометричні параметри зачеплень (модулі та числа зубців); сформовано систему обмежень на змінні проєктування та запропоновано методику динамічного змінення обмежень на числа зубців коробки передач. Запропоновано послідовність перевірки обмежень, яка дозволить зменшити обсяг та час розрахунків для знаходження найкращого розв'язку. Розв'язання виконується на основі зондування простору параметрів, де у якості пробних точок в одиничному багатомірному кубі використовуються точки ЛПτ-послідовності. Також було розроблено прикладну методику та докладний алгоритм оптимального проєктування трансмісії. Вони враховують конструктивні, технічні та технологічні особливості останньої, а також дають змогу підвищити точність розрахунків за рахунок керування похибками обчислень передавальних відношень та рівності міжосьових відстаней зачеплень коробки передач та додаткового редуктора трансмісії. Були проведені числові експерименти для базового двигуна та інших 4 двигунів. Аналіз результатів дає змогу зробити висновок, що досягнуто суттєвого зменшення маси та габаритів трансмісії порівняно з базовою при навантаженнях, відповідних для типових режимів руху.