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: 2079-0775Переглянути
8 результатів
Результати пошуку
Документ Аналіз конструкцій, моделей та методів дослідження динаміки високообертових елементів танкових двигунів (оглядова стаття)(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ткачук, Микола Анатолійович; Назаренко, Сергій Олександрович; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Миколайович; Шуть, Олександр Юрійович; Ліпейко, Андрій Іванович; Вейлер, Володимир Сергійович; Марусенко, Олексій Миколайович; Прокопенко, Микола Вікторович; Марусенко, Світлана Іванівна; Васильєв, Антон Юрійович; Гречка, Ірина Павлівна; Храмцова, Ірина ЯківнаПри оснащенні танкових двигунів високообертовими елементами виникає низка проблем. Вони повязані з необхідністю аналізу напружено деформованого стану та критичних режимів обертання цих елементів. Відповідно, потребує поглибленого аналізу вимоги та конструктивні рішення двигунів та їхніх високообертових елементів. Крім того, привертають увагу сучасні дослідження динаміки двигунів. Також слід звернути увагу на аналіз існуючих конструкцій систем турбонаддуву танкових двигунів. При цьому важливим є аналіз моделей та методів дослідження статичного та динамічного напружено-деформованого стану робочих коліс турбокомпресорів. Здійснений аналіз проблемних аспектів два можливість відзначити, що натепер проблема дослідження напружено-деформованого стану та критичних режимів обертання високообертових елементів танкових та двигунів для бронетехніки не має завершеного вирішення. Потрібні нові підходи, моделі та методи і засоби дослідження, що створюють основу для обґрунтування прогресивних технічних рішень.Документ Формування моделей та методів аналізу напружено-деформованого стану з урахуванням контактної взаємодії тіл (оглядова стаття)(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Зінченко, Олена ІванівнаПроведений аналіз літератури з питань розвитку моделей та методів аналізу напружено-деформованого стану із урахуванням контактної взаємодії тіл. Прослідкована історія розвитку моделей та методів аналізу напружено-деформованого стану з урахуванням контактної взаємодії дає можливість застосовувати деякі викладки з приводу того, що є необхідність: поєднання різних типів нелінійностей; переходу до варіаційної постановки задачі; урахування поверхні контактуючих тіл; застосування методу узагальненого параметричного моделювання разом із поєднанням із методом скінченних елементів. Зроблено висновок, що методики розрахунку напружено-деформованого стану, які сформувалися, не враховують усієї множини чинників, які впливають на роботу елементів броньованих машин, тобто не дають адекватну оцінку їх міцності та довговічності. Прослідковано необхідність переходу до варіаційної постановки задачі та узагальненого параметричного моделювання процесів і станів при проєктних дослідженнях елементів бойових броньованих машин разом із поєднанням із методом скінченних елементів, що забезпечить гнучку зміну та варіювання об'єкту досліджень. Це дасть можливість організувати цілеспрямований пошук раціональних проєктно-технологічних рішень торсіонних валів у складі легких броньованих машин із високими тактико-технічними характеристиками.Документ Аналіз нелінійних жорсткісних характеристик пружних опор компресора нагнітача повітря(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Анатолійович; Шуть, Олександр Юрійович; Ліпейко, Андрій Іванович; Овчаров, Єгор Миколайович; Цимбал, Ганна Іванівна; Вейлер, Володимир Сергійович; Клочков, Ілля Євгенович; Кислиця, Денис ВалерійовичВібрації роторних систем значною мірою визначаються пружними характеристиками опор. У загальному випадку залежність переміщень від сили для таких опор є нелінійною. Це стосується підшипникових опор різних типів. Крім підшипників, у опорах роторних систем застосовуються також пружні елементи. Вони призначені для зміни загальної жорсткості опор. У роботі проаналізовано радіальну жорсткість гнучких кільцевих демпферів, що використовуються в опорах ротора. Для цього запропоновано два основних підходи. Перший – це звичайне моделювання цієї проблеми контактної механіки методом скінченних елементів. Другий – це аналітичний метод, який можна використовувати як альтернативу дорогим чисельним обчисленням. Цей метод базується на принципі мінімальної додаткової енергії. Розроблено спеціальне варіаційне формулювання в закритій формі із використанням балкової апроксимації Ейлера-Бернуллі для пружного кільця та спрощеної моделі нормального контакту на фланцях кільця. Було показано, що поверхневі допуски деталей мають істотний вплив на радіальний відгук гнучкого кільця, який може стати нелінійним. Щільне прилягання кільця з обох сторін робить його значно жорсткішим, а нещільне прилягання призводить до вільного руху ротора та значно слабкішого гасіння його руху. Обидва методи дали результати, які узгоджуються для розглянутих випадків. За рахунок варіювання їх конструктивних параметрів можливе відлаштування від критичних режимів роботи роторних систем.Документ Технологія формоутворення та аналізу контактної взаємодії деталей машин(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Пінчук, Наталія Володимирівна; Третяк, Владислав Володимирович; Дьоміна, Наталя Анатоліївна; Волошина, Ірина ОлександрівнаЕлементи трансмісій та інших конструкцій у багатьох випадках мають складну форму контактуючих поверхонь. З одного боку, ця форма визначається з кінематичних умов тобто мається на увазі передача руху між елементами конструкцій. З іншого боку, існує обмеження щодо міцності. Зокрема, це змушує створювати контактуючі поверхні близької форми. У результаті виникає зв'язана задача синтезу геометричної форми та аналізу кінематичної взаємодії складнопрофільних тіл. Для цього розроблено загальний підхід, що дає можливість цілеспрямовано варіювати форму контактуючих тіл. При цьому варійована геометрична форма апроксимується якісними призматичними скінченними елементами. Для цього формується топологічно регулярна сітка скінченних елементів. У результаті забезпечується можливість управляти побудовою досліджуваних об'єктів, а також здійснювати багатоваріанті розрахунки в автоматизованому режимі. Відповідно, цей масив інформації стає основою для установлення закономірностей впливу різних чинників на напружено-деформований стан контактуючих тіл. Це також дає можливість формування рекомендацій стосовно обґрунтування прогресивних технічних рішень вузлів, які поєднують окремі елементи конструкцій. Отже, забезпечуються і функціональні властивості цих вузлів, і обмеження, наприклад, за міцністю та довговічністю. На прикладі двопараметричних передач проілюстровано застосування та ефективність розроблених методів і моделей. Підтверджено відповідність результатів, отриманих різними методами.Документ Розрахунково-експериментальне дослідження напружено-деформованого стану елементів технологічних систем методами скінченних елементів та голографічної інтерферометрії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ткачук, Микола Анатолійович; Саверська, Марія Сергіївна; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Миколайович; Куценко, Сергій Володимирович; Ткачук, Ганна Володимирівна; Клочков, Ілля Євгенович; Пінчук, Наталія Володимирівна; Кохановська, Ольга Владиславівна; Жадан, Юлія Володимирівна; Марусенко, Світлана Іванівна; Храмцова, Ірина Яківна; Бондаренко, Людмила Миколаївна; Цимбал, Ганна Іванівна; Александров, Єгор Олександрович; Сопрунов, Ігор АнатолійовичУ роботі описані розрахунково-експериментальні дослідження напружено-деформованого стану елементів технологічних систем. На прикладі переналагоджувальних верстатних пристосувань лещатного типу визначено розподіл переміщень окремих поверхонь. У ході експериментальних досліджень нормальні переміщення визначаються з картини смуг на голограмі. Компоненти вектора переміщень у площині досліджуваних поверхонь визначаються шляхом сканування спекл-інтерферограм. Отримані розподіли компонент переміщень порівнювались із розподілами, які визначені методом скінченних елементів. Підтверджено задовільну збіжність результатів чисельних та експериментальних досліджень. Побудовані розрахункові моделі можуть бути використані для подальших досліджень поведінки корпусів пристосувань лещатного типу при дії комплексу навантажень. Перевагою розробленого варіанту розрахунково-експериментального методу дослідження напружено-деформованого стану є його пряма орієнтація на верифікацію розрахункової моделі. Базовими є результати експериментальних досліджень у вигляді картин інтерференційних смуг. Ці картини описують розподіл полів переміщень точок поверхонь досліджуваних тіл. Із цією картиною, яка отримана на натурному об'єкті, порівнюються картини полів переміщень, які отримані у ході розрахунків із застосуванням методу скінченних елементів. Чисельно розраховані картини видозмінюються залежно від крайових умов, які застосовуються, а також від характеристик скінченно-елементних моделей, які будуються. Для визначення адекватних крайових умов та прийнятних варіантів скінченно-елементних моделей мінімізується функціонал невідповідності полів розподілів переміщень, отриманих, з одного боку, чисельно, а з іншого – експериментально. Така побудова алгоритму верифікації розрахункових моделей продемонструвала свою працездатність та ефективність.Документ Розроблення проривних технологій зміцнення елементів турбодетандерних установок(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Моісеєв, Сергій Вікторович; Новіков, Максим Костянтинович; Бурняшев, Аркадій Васильович; Паккі, Гліб Вікторович; Ткачук, Микола Анатолійович; Львов, Геннадій Іванович; Кравченко, Сергій Олександрович; Подрєза, Сергій МихайловичРобота спрямована на розроблення проривних технологій зміцнення турбодетандерних установок. З цією метою запропоновані нові способи забезпечення міцності найбільш навантажених елементів турбодетандерних установок. Вони передбачають поєднання відомих способів дискретного та континуального зміцнення. Проте при цьому виникає проблема обґрунтування раціональних параметрів та режимів технологічних операцій. Ця проблема викликана тим, що такі комплексні методи зміцнення характеризуються суттєво розширеною множиною варійованих параметрів. У цьому широкому параметричному просторі оптимальний їх набір відрізняється від оптимальних наборів у більш вузьких підпросторах. Для визначення впливу варійованих параметрів на характеристики напружено-деформованого стану контактуючих дискретно-континуально зміцнених тіл здійснено низку досліджень Варіюються форма області зміцнення та властивості матеріалу зміцнених зон. Установлено суттєвий вплив варійованих параметрів на розподіл та рівень контактного тиску та еквівалентних напружень у системі контактуючих тіл. На основі аналізу результатів цих та низки інших досліджень розроблені рекомендації стосовно проєктно-технологічних рішень елементів турбодетандерних установок. На цій базі розроблено низку турбодетандерних установок із підвищеними технічними характеристиками. Забезпечено, зокрема, зростання їхнього ресурсу та ККД.Документ Моделі динаміки та напружено-деформованого стану елементів перехідної силової конструкції підбаштового листа легкоброньованих машин(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Мормило, Яков Михайлович; Жадан, Володимир Андрійович; Данильченко, Вячеслав Петрович; Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Троценко, Володимир Володимирович; Набоков, Анатолій Володимирович; Рікунов, Олег Миколайович; Ткачук, Микола Анатолійович; Васильєв, Антон Юрійович; Деревянкін, Роман Павлович; Коба, Андрій МиколайовичУ роботі описана параметрична модель динаміки та напружено-деформованого стану елементів перехідної силової конструкції підбаштового листа легкоброньованих машин. Як варійовані параметри задіяні масово-інерційні характеристики бойового модуля, товщина та габаритні розміри підбаштового перехідного листа, а також темп стрільби та калібр озброєння бойового модуля. Досліджено вплив товщини перехідного підбаштового листа на власні частоти і форми коливань. Також визначено реакцію конструкції на дію імпульсних реактивних сил віддачі при стрільбі із бойового модуля. На основі здійснених розрахунків для тестової конструкції установлені закономірності впливу варійованих параметрів на динаміку та напружено-деформований стан елементів перехідної силової конструкції підбаштового листа легкоброньованих машин. Розроблена модель дає можливість формувати спеціалізовану базу даних. У цій базі даних накопичується інформація про динамічні, жорсткісні та міцнісні властивості системи "бойовий модуль – перехідна конструкція підбаштового листа бронекорпуса легкоброньованої машини". Це дає можливість переходити до аналізу властивостей реальних конструкцій, а також до формування рекомендацій стосовно обґрунтування раціональних параметрів елементів легкоброньованих машин, що проєктуються або модернізуються.Документ Розрахунок параметрів газодинаміки та напружено-деформованого стану виробів з цельзіанової кераміки(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Лісачук, Георгій Вікторович; Ткачук, Микола Анатолійович; Васильєв, Антон Юрійович; Бреславський, Дмитро Васильович; Кривобок, Руслан Вікторович; Волощук, Валентина ВасилівнаУ роботі з використанням методу скінченних елементів проведено аналіз поведінки носових обтічників, виготовлених із радіопрозорих керамічних матеріалів цельзіанового складу. Визначення параметрів газодинаміки та напружено-деформованого стану проводили за допомогою ліцензійного програмного забезпечення ANSYS. Для точного моделювання повітряного потоку обрано модель турбулентності SSG Reynold Stress. Для розрахунків міцності та температурних полів використовували геометричну та скінченно-елементну моделі. Аналіз результатів газодинамічних розрахунків показує, що в місці переходу конічної частини ракети в циліндричну спостерігається різка зміна умов обтікання та зрив потоку в діапазоні швидкостей 100 – 1100 м/с. В результаті моделювання розподілу температурних полів із зазначеною постановкою завдання встановлено, що температура на внутрішній поверхні обтічника відрізняється від температури на зовнішній поверхні в середньому не більше ніж на ±1 °С, а максимальна температура нагріву поверхні не перевищує 550 °С. За результатами розрахунків напружено-деформованого стану за температурних режимів, які імітують умови їх експлуатації, зроблено висновок про те, що в розглянутих умовах еквівалентні (≤ 69,3 МПа) та головні (≤ 40 МПа) напруження, що виникають у носовому обтічнику, не перевищують меж міцності при згині для цельзіанової кераміки (290 МПа). Можна спостерігати, що максимальний температурний перепад за товщиною відповідає частині обтічника з мінімальним радіусом. Переміщення за поверхнею обтічника не перевершують 0,25 мм, що відповідно до заданих параметрів є прийнятним. Параметрична модель надає переваги при обґрунтуванні раціональних технічних рішень. У кінцевому підсумку носовий обтічник, виготовлений з цельзіанової кераміки, зберігатиме свою цілісність в реальних умовах експлуатації.