2022
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/56991
Переглянути
12 результатів
Результати пошуку
Документ Контактна взаємодія тіл близької форми за малого збурення розподілу початкового зазору(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Анатолійович; Кохановська, Ольга Владиславівна; Ткачук, Микола Миколайович; Дьоміна, Наталя Анатоліївна; Ткачук, Ганна Володимирівна; Саверська, Марія Сергіївна; Куценко, Сергій Володимирович; Клочков, Ілля Євгенович; Волошина, Ірина Олександрівна; Третяк, Владислав ВолодимировичУ роботі на розвиток попередніх досліджень побудована модель контактної взаємодії тіл близької форми. Розглядається контакт у системі «пуансон – матеріал, що штампується – матриця». Між матеріалом, що штампується, та матрицею задано зазор, який змінюється за коловою координатою. Визначено закономірності зміни контактного тиску та контактних областей за варіювання закону розподілу початкового зазору. Також визначено вплив рівня навантажень на ці параметри. Зокрема, здійснено аналіз впливу кількості хвиль у розподілі початкового зазору у коловому напрямку на характер розподілу областей контакту та контактного тиску. Установлено, що за малого рівня навантажень реалізується суттєва нерівномірність розподілу контактного тиску за коловою координатою. Надалі зі зростанням рівня навантажень ця нерівномірність знижується. Розподіл контактного тиску при цьому прагне до випадку контакту із номінально співпадаючими поверхнями матриці та матеріалу, що штампується, тобто за нульового зазору. Таким чином, розроблено аналітично-чисельний метод дослідження контактної взаємодії тіл близької форми за малого збурення розподілу початкового зазору. Також установлені закономірності впливу конструктивних і технологічних параметрів на контактну взаємодію цих тіл на прикладі елементів штампового оснащення.Документ Нові фізичні чинники за контактної взаємодії пружних тіл уздовж поверхонь близької форми(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ткачук, Микола Миколайович; Пінчук, Наталія Володимирівна; Ткачук, Ганна Володимирівна; Клочков, Ілля Євгенович; Ткачук, Микола Анатолійович; Грабовський, Андрій Володимирович; Сєриков, Володимир Іванович; Гречка, Ірина Павлівна; Куценко, Сергій Володимирович; Цимбал, Ганна Іванівна; Коба, Андрій МиколайовичУ роботі міститься узагальнення та розвиток підходів, моделей та методів дослідження контактної взаємодії складнопрофільних тіл. У випадку контактування уздовж поверхонь близької форми виникає низка проблем. Вони стосуються, по-перше, того, що аналітичні методи при цьому втрачають межі застосовності. По-друге, за малих зазорів між поверхнями контактуючих тіл різко зростає внесок у баланс переміщень деформування проміжних та поверхневих шарів. По-третє, при застосуванні традиційних чисельних методів також різко зростає внесок похибок апроксимації форми контактуючих поверхонь. Усі перелічені чинники викликають необхідність розвитку нових підходів, моделей та методів дослідження контактної взаємодії складнопрофільних тіл. Для цього залучаються варіаційні принципи із застосуванням апарату теорії варіаційних нерівностей та принципу Калькера. Крім того, розроблено новий принцип побудови множини моделей контактної взаємодії складнопрофільних тіл. Він полягає у поступовому нарощуванні кількості фізичних чинників, які враховуються припобудові цих моделей. Це дає можливість формувати послідовність варійованих параметричних моделей, при цьому природним чином удається уникати конфліктних ситуацій при урахуванні нових чинників. Крім того, це забезпечує спадковість у послідовності моделей різного рівня.. У кінцевому підсумку забезпечується також визначення чутливості характеристик контактної взаємодії до варіювання тих чи інших параметрів, а також розв’язання задачі обґрунтування раціональної форми контактуючих поверхонь за критеріями міцності. Запропоновані удосконалені підходи, моделі та методи проілюстровані на прикладі дослідження контактної взаємодії тіл із розташованими між ними проміжними шарами.Документ Розвиток підходів, моделей та методів дослідження міцності та довговічності торсіонних валів систем підресорювання легких броньованих машин(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ткачук, Микола Миколайович; Заворотній, Антон Валерійович; Зінченко, Олена Іванівна; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Анатолійович; Пінчук, Наталія Володимирівна; Шевченко, Андрій Валерійович; Цендра, Георгій ВікторовичРозвиток підходів, моделей та методів дослідження міцності та довговічності торсіонних валів систем підресорювання легких броньованих машин. Здійснений аналіз матеріалів з питань підходів, моделей та методів дослідження міцності та довговічності торсіонних валів систем підресорювання легких броньованих машин. Зроблено висновок про те, що попри значні існуючі теоретичні розробки аналіз пружно-пластичного деформування матеріалів високонавантажених конструкцій, включаючи торсіонні вали, потребує розвитку та адаптації відповідних моделей. Також потребує розвитку сам підхід до здійснення низки досліджень з цього питання. У результаті низки здійснених досліджень була розроблена така модель напружено-деформованого стану торсіонного валу, здійснена варіаційна постановка задачі та виконане чисельне моделювання напружено-деформованого стану. Узагальнений параметричний опис напружено-деформованого стану торсіонного валу містить при цьому варійовані проєктно-технологічні чинники та параметри технологічного процесу. Математична модель напружено-деформованого стану торсіонного валу сформована у прирощеннях. Це дає можливість врахувати контакт і пружно-пластичні деформації матеріалу торсіонного валу. При цьому напружено-деформований стан стає залежним від історії навантаження. Параметрична модель надає переваги при обґрунтуванні раціональних технічних рішень. Це стосується і проєктних, і технологічних рішень. Також враховуються усі значущі чинники на всіх етапах життєвого циклу торсіонних валуів. Ці чинники впливають один на одного. Відповідно, визначаються такі проєктні, технологічні та експлуатаційні параметри, які задовольняють умовам підвищення міцності та довговічності торсіонних валів. Також важливим аспектом є обґрунтування механічних та фізико-механічних властивостей матеріалів для виготовлення торсіонних валів за цими критеріями. Відповідно, забезпечується комплекс заходів при створенні та удосконаленні торсіонних валів систем підресорювання легких броньованих машин із підвищеними технічними характеристиками.Документ Жорсткісні властивості пружних втулок високообертових елементів двигунів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Прокопенко, Микола Вікторович; Шуть, Олександр Юрійович; Пінчук, Наталія Володимирівна; Ткачук, Микола Анатолійович; Клочков, Ілля Євгенович; Ліпейко, Андрій Іванович; Цендра, Георгій Вікторович; Шевченко, Андрій Валерійович; Коба, Андрій МиколайовичУ роботі створено теоретичні основи аналізу поведінки пружних втулок високообертових елементів сучасних двигунів під навантаженням. Запропоновано декілька варіаційних постановок. Перша з них базується на моделі тонкого кільця. Друга модель сформована на плоскій постановці. Третя модель – тривимірна постановка контактної задачі. Установлено, що у ході навантаження радіальною силою відбувається нерівномірне деформування пружного проміжного кільця. При цьому зони контактування поступово змінюють свою локалізацію у напрямку дії радіальної сили. Залежність радіального переміщення від навантажувальної сили є суттєво нелінійною. Установлено, що статична характеристика пружного кільця має складний вигляд. На відміну від традиційної лінійної характеристики, вона складається із трьох ділянок. Перша відповідає нульовій реакції на дію навантаження. Друга – лінійна частина. Третя – жорстка ділянка. Таким чином, розроблено нові постановки задачі про визначення напружено-деформованого стану пружного проміжного кільця із урахуванням контактної взаємодії. Це формує, на відміну від традиційних лінійних, суттєво нелінійні моделі напружено-деформованого стану. Вони є більш адекватними та враховують чинники, які раніше не враховувалися. Зокрема, беруться до уваги зазори, натяг та контакт у спряженні пружного проміжного кільця із іншими деталями конструкції опори роторної системи.Документ Теоретичні основи досліджень контактної взаємодії та пружно-пластичного деформування елементів машин військового та цивільного призначення(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ткачук, Микола Миколайович; Саверська, Марія Сергіївна; Куценко, Сергій Володимирович; Зінченко, Олена Іванівна; Клочков, Ілля Євгенович; Ткачук, Микола Анатолійович; Волошина, Ірина ОлександрівнаПроблема, що вирішується та описана у статті, полягає у необхідності синтезу нових технічних рішень для елементів об’єктів військової техніки. Із цією метою розроблені та реалізовані наукові засади, удосконалені математичні та чисельні моделі для дослідження напружено-деформованого стану тіл із сучасних матеріалів в умовах контактної взаємодії та пружно-пластичного деформування. При цьому принциповою особливістю є застосування мікроструктурних моделей властивостей матеріалів у об’ємі та на поверхні. Крім того, на рівні макромасштабу розроблена більш загальна варіаційна постановка, яка враховує фізичну та структурну нелінійності. Це дає суттєво вищі можливості в обґрунтуванні більш досконалих технічних рішень елементів об’єктів військової техніки із тактико-технічними та технічними характеристиками на світовому рівні шляхом здійснення досліджень напружено-деформованого стану контактуючих тіл. З цією метою розроблено варіаційне формулювання на основі розвитку варіаційного принципу Калькера. Завдання формується для прирощення контактного тиску. Дискретизацію здійснено методом граничних елементів. Крім того, розроблено постановку на основі розвитку теорії варіаційних нерівностей. У цьому випадку завдання формується для прирощення переміщень точок контактуючих тіл. Відповідно, дискретизація здійснена методом скінченних елементів. На завершення здійснено узагальнення системи розв'язувальних рівнянь і нерівностей. У результаті поставлено в загальному вигляді завдання визначення напружено деформованого стану контактуючих тіл із урахуванням пружно-пластичного деформування. Ця постановка є основою для досліджень та обґрунтування проектних рішень елементів машин за критеріями міцності.Документ Напружено-деформований стан та критичні швидкості обертання роторної частини нагнітача повітря високофорсованого двигуна(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Шуть, Олександр Юрійович; Ліпейко, Андрій Іванович; Овчаров, Єгор Миколайович; Ткачук, Микола Анатолійович; Прокопенко, Микола Вікторович; Третяк, Владислав Володимирович; Клочков, Ілля Євгенович; Саверська, Марія Сергіївна; Куценко, Сергій Володимирович; Пінчук, Наталія ВолодимирівнаУ роботі досліджується напружено-деформований стан та критичні швидкості обертання роторної частини нагнітача повітря високофорсованого двигуна. Із цією метою побудовані параметричні геометричні та скінченно-елементні моделі роторної частини нагнітача повітря високофорсованого двигуна. Внаслідок високих швидкостей обертання диск робочого колеса набуває зонтоподібної деформованої форми. Ця деформація може спричинити вибирання зазору між робочими лопатями та статорною частиною нагнітача. У зонах різкої зміни форми на робочому колесі спостерігається концентрація напружень. Крім того, робоче колесо нагнітача розташоване консольно. Це спричиняє низькі критичні частоти обертання. Ці частоти можуть потрапляти у робочий діапазон кутових швидкостей обертання роторної частини нагнітача. Усі перелічені чинники у комплексі у межах єдиної розрахункової моделі раніше не враховувалися. Натомість, якраз урахування залежностей рівнів напружень, деформацій та критичних швидкостей від проектних параметрів становить інтерес при розробці конструкцій нагнітачів. Зокрема, у роботі здійснено варіювання характеристиками жорсткості пружних підшипникових опор ротора. Визначено вплив цих параметрів на критичні швидкості обертання роторної частини нагнітача повітря. Розроблені рекомендації стосовно відлаштування від небезпечних режимів роботи нагнітача.Документ Чисельне моделювання пружно-пластичного деформування торсіонних валів систем підресорювання транспортних засобів із урахуванням контактної взаємодії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Заворотній, Антон Валерійович; Куценко, Сергій Володимирович; Саверська, Марія Сергіївна; Клочков, Ілля Євгенович; Зінченко, Олена Іванівна; Ткачук, Микола Анатолійович; Назаренко, Сергій Олександрович; Пінчук, Наталія Володимирівна; Марусенко, Світлана ІванівнаУ роботі розроблена модель напружено-деформованого стану торсіонних валів. Здійснена варіаційна постановка задачі на основі теорії варіаційних нерівностей. Чисельне моделювання напружено-деформованого стану здійснено із залученням методу скінченних елементів. У моделі напружено-деформованого стану торсіонних валів інтегровано його узагальнений параметричний опис. Він містить варійовані зна чущі проектно-технологічні чинники. Зокрема, це конструктивне виконання головки торсіона, галтельного переходу та діаметр стебла тор сіонного валу. Крім того, він містить параметри технологічного процесу подвійного заневолювання: кути закрутки та властивості матеріалу вала. Установлено, що напруження, що виникають у торсіонних валах, в основному зосереджуються у зоні контактної взаємодії шліцьової головки вала із шліцьовою муфтою. Визначено параметричні залежності рівня еквівалентних напружень за Мізесом від рівня кутів занево лювання та від співвідношення діаметра головки і стебла торсіонного валу. Вироблені рекомендації щодо підвищення характеристик міцно сті торсіонних валів. Також визначені характерні особливості розподілів контактного тиску на шліци головки торсіонного вала. Вони зале жать від типу граничних умов. Якщо у цих граничних умовах закладено можливість двостороннього зв’язку, то контактний тиск має області від’ємних значень. Крім того, рівень контактного тиску сильно зростає. Така нефізична особливість зникає, якщо застосовується умова одностороннього контакту. Тому цей варіант граничних умов є більш адекватним. Він був застосований для розрахунків напружено-деформованого стану торсіонного валу із урахуванням пластичного деформування матеріалу та контактної взаємодії зі спряженими тілами.Документ Принцип мінімуму додаткової енергії для кабельних мереж відносно векторної змінної сили(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ткачук, Микола МиколайовичЗапропоновано альтернативний підхід до варіаційної постановки задачі статичної рівноваги для кабельних мереж. Отримано спряжений принцип мінімуму стосовно силових змінних. Повний вектор сили в елементі кабеля обрано як спряжену змінну. На відміну від запропонованих раніше постановок задачі з використанням скалярної змінної осьової сили, пружна енергія зберігає найбільш загальний вигляд до останніх кроків. Вона лише має залишатися опуклою функцією вектора подовження. У результаті негладкий асиметричний відгук кабелю не проявляється у вигляді нерівності на самому початку. Замість цього він з’являється в остаточній формі функціоналу додаткової енергії, який виявляється недиференційованим для нульових сил. Таке формулювання забезпечує гнучкість і, таким чином, може бути потенційно поширене на такі явища як тертя між волокнами та адгезія.Документ Теоретичні основи обгрунтування прогресивних рішень високообертових елементів конструкцій машин військового та цивільного призначення за критеріями міцності та стійкості руху(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ткачук, Микола Анатолійович; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Миколайович; Клочков, Ілля Євгенович; Прокопенко, Микола Вікторович; Третяк, Владислав Володимирович; Волошина, Ірина ОлександрівнаУ сучасних умовах однією із суттєвих перепон на шляху забезпечення підвищеної потужності, працездатності та ресурсу машин військового та цивільного призначення є вичерпані можливості традиційних технічних рішень основних елементів та систем. У першу чергу це стосується високообертових елементів, зокрема, турбін та роторних частин нагнітачів повітря двигунів внутрішнього згоряння, трансмісій, приводів, гідромашин тощо. Високі швидкості обертання спричиняють динамічні процеси, які потенційно можуть призводити до проблем із міцністю, жорсткістю та стійкістю руху. Із метою обґрунтування прогресивних технічних рішень високообертових частин необхідна розробка відповідних теоретичних основ дослідження процесів, що реалізуються у цих елементах. Інтерес становить, зокрема, дослідження напружено-деформованого стану елементів роторних систем. Важливе також визначення жорсткісних властивостей пружних опор. У свою чергу, це впливає на стійкість руху роторних систем. Це створює основу для установлення закономірностей впливу варійованих параметрів на характеристики динамічних процесів і станів. У роботі на єдиній методологічний основі запропоновано розробити комплексну математичну та чисельну моделі напружено-деформованого стану та стійкості руху високообертоових елементів конструкцій. Ці моделі описуються загальним набором варійованих параметрів. Формуються загальні критерії та обмеження. Пошук прогресивних рішень здійснюється шляхом задоволення певним комплексним критеріям і обмеженням. Варійованими є проектні параметри та експлуатаційні режими. При цьому розв’язання задач аналізу здійснюється із використанням єдиної параметричної моделі.Документ Розрахунково-експериментальні дослідження макету гідропередачі танкової трансмісії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Грабовський, Андрій Володимирович; Третяк, Владислав Володимирович; Волошина, Ірина Олександрівна; Ткачук, Микола Миколайович; Марусенко, Світлана Іванівна; Сєриков, Володимир Іванович; Гречка, Ірина Павлівна; Ткачук, Ганна Володимирівна; Зарубіна, Алла Олександрівна; Васильєв, Антон Юрійович; Стаховський, Олег ВалерійовичЗадля обґрунтування прогресивних технічних рішень радіальних гідрооб’ємних передач необхідно здійснювати дослідження напружено деформованого стану їхніх найбільш відповідальних та навантажених елементів. Зокрема, викликає інтерес визначення раціональних параметрів блоку циліндрів, який підлягає дії значного тиску робочої рідини. Це призводить до формування напружено-деформованого стану із високим рівнем напружень та пружних переміщень. Вони можуть бути небезпечними із точки зору міцності, жорсткості та працездатності гідрооб’ємної передачі у цілому. Для здійснення чисельних досліджень напружено-деформованого стану блоку циліндрів гідрооб’ємної передачі на етапі проектування розробляються скінченно-елементні моделі із варійованими параметрами. Разом із тим на цьому етапі досліджень бажано мати у розпорядженні верифіковану чисельну модель. Задля цього у роботі описані розрахунково експериментальні дослідження макету циклічної частини блоку циліндрів гідрооб’ємної передачі. З одного боку, ці дослідження виконані за допомогою експериментального методу голографічної інтерферометрії. З іншого боку, здійснені розрахунки із використанням методу скінченних елементів. У ході порівняння отриманих результатів визначені параметри скінченно-елементних моделей, які забезпечують високу точність розрахунку напружено-деформованого стану блоку циліндрів гідрооб’ємних передач.