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

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/81083

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

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 14

Математична модель та алгоритм оптимізації за критерієм мінімальних контактних напружень евольвентних прямозубцевих передач з підвищеним коефіцієнтом перекриття
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Черельов, Станіслав Володимирович; Устиненко, Олександр Віталійович; Бошанскі, Мірослав; Протасов, Роман Васильович; Бондаренко, Олексій Вікторович; Андрієнко, Сергій Володимирович
Зниження маси та габаритів евольвентних циліндричних прямозубцевих передач є актуальною задачею сучасного машинобудування. Одним із перспективних шляхів її розв'язання є застосування зачеплення зі збільшеною робочою висотою зубців та коефіцієнтом торцевого перекриття εα ≥ 2. Дослідження присвячено розробці методів оптимального проєктування саме таких передач. Критерій оптимальності сформульовано наступним чином: контактні напруження у полюсі зачеплення повинні приймати мінімально можливе значення при виконанні усіх конструктивних, геометро-кінематичних та технологічних обмежень, насамперед, при забезпеченні коефіцієнта торцевого перекриття εα ≥ 2. Визначені змінні проєктування, сформовано систему обмежень на змінні проєктування, обрано метод розв’язання задачі оптимального проєктування. З усього різноманіття було обрано метод зондування простору параметрів проєктування. Розроблено алгоритм оптимального проєктування зубчастої передачі.
Теорія технології та методи інженерного аналізу високоміцнісних наноструктурованих покриттів для підвищення службових характеристик об'єктів військової та цивільної техніки
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Ткачук, Микола Миколайович; Пінчук, Наталія Володимирівна; Мейлехов, Андрій Олександрович; Рябоштан, Валентин Анатолійович; Ткачук, Микола Анатолійович; Грабовський, Андрій Володимирович; Сєриков, Володимир Іванович
Сучасні об'єкти військової та цивільної техніки потребують підвищення службових властивостей найбільш відповідальних та навантажених контактуючих елементів, що визначають їх тактико-технічні і технічні характеристики. Натепер традиційні та нові матеріали у багатьох аспектах вичерпали такі можливості. Ці можливості можна різко підвищити за рахунок зміцнення, зокрема, напиленням наноструктурних високоміцних та багатошарових нітридних покриттів на основі нітридів титану, цирконію тощо, а також модифікованих вакуумних конденсатів. Разом із тим для елементів конструкцій із контактуючими поверхнями близької форми важливо обирати структуру, склад та режими нанесення цих покриттів та псевдосплавів тільки паралельно із аналізом їх контактної взаємодії як одного із визначальних чинників. Задля цього у роботі буде розроблено нові варіаційні постановки задач, здійснено дослідження та розроблені рекомендації стосовно підвищення службових властивостей контактуючих елементів об'єкти військової та цивільної техніки формуванням наноструктурних високоміцних та багатошарових нітридних покриттів та псевдосплавів. Саме поєднання нових авторських підходів у контактній механіці та у фізиці наноструктурних металів дає основу для проривних технічних рішень об’єкти військової та цивільної техніки із підвищеними тактико-технічні і технічні характеристики: танків, бронемашин, роботизованих бойових платформ, турбомашин.
Створення технології дискретно-континуального зміцнення елементів автономних турбодетандерних електростанцій
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Ткачук, Микола Миколайович; Новіков, Максим Костянтинович; Грабовський, Андрій Володимирович; Кравченко, Сергій Олександрович; Ткачук, Микола Анатолійович; Подрєза, Сергій Михайлович
У роботі описано комплекс досліджень та розробок створення технології дискретно-континуального зміцнення елементів автономних турбодетандерних електростанцій. Із цією метою пропонується дослідження напружено-деформованого стану системи контактуючих дискретно та континуально зміцнених тіл. При цьому використовується поєднання позитивних ефектів, які спостерігаються при застосуванні кожного із видів зміцнення. Сукупний ефект від такого синтетичного методу зміцнення перевищує суму ефектів від застосування кожного із складових методів. Задля досягнення високих технічних характеристик елементів та у цілому турбодетандерних електростанцій розроблено підхід, який базується на параметричному моделюванні конструкцій та технологій. Шляхом цілеспрямованого поліпшення цих параметрів підвищується міцність, коефіцієнт корисної дії і довговічність. А також знижується зношуваність найбільш навантажених та відповідальних елементів турбодетандерних електростанцій. Основною особливістю розроблених підходів до створення технології дискретно-континуального зміцнення елементів автономних турбодетандерних електростанцій є розвиток та застосування узагальненої параметричної моделі турбодетандерних електростанцій як цілісного системного об’єкту. При цьому і проєктні, і технологічні рішення є варійованими та шуканими за критеріями міцності, довговічності та ККД.
Аналіз напружено-деформованого стану контактуючих елементів гідропередач для перспективних танкових трансмісій за варіювання та збурення форми поверхонь та властивостей матеріалів тіл
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Ткачук, Микола Миколайович; Гречка, Ірина Павлівна; Сєриков, Володимир Іванович; Грабовський, Андрій Володимирович; Вейлер, Володимир Сергійович; Ткачук, Микола Анатолійович; Льозний, Олег Сергійович; Ткачук, Ганна Володимирівна; Зарубіна, Алла Олександрівна; Коба, Андрій Миколайович
У статті описано дослідження напружено-деформованого стану і контактної взаємодії елементів гідропередач для перспективних танкових трансмісій. При цьому варіюється форма бігової доріжки та кулькового поршня радіальної гідрооб’ємної передачі, а також жорсткість поверхневих шарів цих елементів. Спостерігається зміна форми та розмірів області контакту поршня та бігової доріжки гідрооб’ємної передачі. Разом із тим змінюється розподіл контактного тиску, його характер та максимальні значення. Установлено, що за певних варіантів конструктивного виконання овальна форма області контакту трансформується у скруглений прямокутник, гантелевидну фігуру або у дві ізольованих області. У свою чергу, це чинить значний вплив на напружено-деформованого стан кулькового поршня та статорного кільця гідрооб’ємної передачі. Шляхом варіювання зазначених параметрів установлені залежності від них характеристик міцності. Такі закономірності є основою для обґрунтування прогресивних технічних рішень гідрооб’ємних передач за критеріями міцності, довговічності та навантажувальної здатності. Розроблена параметрична модель має властивість розширення на різні інші параметри. Це дає можливість формувати спеціалізовані бази даних. У цих базах концентрується інформація про залежність характеристик міцності гідрооб’ємних передач від тих чи інших параметрів. Відповідно, можливе розв’язання оберненої задачі про обґрунтування раціональних технічних рішень гідрооб’ємних передач. Розроблений підхід може бути розповсюджений на широкий клас елементів конструкцій.
Аналіз зв'язаних фізико-механічних процесів та станів і методів синтезу проєктно-технологічних рішень елементів бойових броньованих машин
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Гречка, Ірина Павлівна; Сєриков, Володимир Іванович; Ткачук, Микола Анатолійович; Васильєв, Антон Юрійович; Льозний, Олег Сергійович
Проаналізовано існуючі методи досліджень контактної взаємодії та напружено-деформованого стану складнопрофільних елементів конструкцій. Основними елементами гідропередач у танкових трансмісіях є кулькові поршні, які з’єднуються з торовидною біговою поверхнею статорного кільця. Важливі параметри цих елементів – співвідношення радіусів поршня і поперечного перерізу бігової доріжки. Досліджені закономірності вказують на оптимальний діапазон співвідношень радіусів, який забезпечує мінімальний контактний тиск і напруження. Урахування пружно-пластичного деформування матеріалів контактуючих деталей, зокрема поверхневих шарів, є важливим для рекомендаційних рішень. Виявлено закономірності впливу на характеристики міцності та працездатності досліджених конструкцій варійованих параметрів. Відповідно, у кожному конкретному випадку можна розробити рекомендації при обґрунтуванні прогресивних технічних рішень тих чи інших конструкцій за названими критеріями. Визначальними для міцності та довговічності елементами гідропередач перспективних танкових трансмісій є кулькові поршні у з’єднанні із торовидною біговою поверхнею статорного кільця. Зокрема, важливими параметрами є співвідношення радіусів, з одного боку, – поршня, а з іншого, – поперечного перерізу бігової доріжки. Попри традиційно існуючим підходам та намаганню максимально зблизити форми контактуючих поверхонь спряжених тіл, у роботі установлені закономірності, які вступають у протиріччя із такими рішеннями.
Міцність та стійкість руху роторних систем нагнітача повітря танкового двигуна
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Ткачук, Микола Миколайович; Вейлер, Володимир Сергійович; Грабовський, Андрій Володимирович; Прокопенко, Микола Вікторович; Ткачук, Микола Анатолійович; Шуть, Олександр Юрійович; Ліпейко, Андрій Іванович; Овчаров, Єгор Миколайович; Марусенко, Олексій Миколайович
У роботі досліджено процеси і стани, що виникають у робочому колесі нагнітача повітря танкового двигуна. Вивчається вплив натягу у сполученні робочого колеса із валом та межі плинності його матеріалу на напружено-деформований стан і критичні швидкості руху. Із цією метою побудовані відповідні математичні та чисельні моделі. Розроблено також параметричні моделі досліджуваних процесів і станів. Введено до розгляду низку варійованих параметрів. Це дає можливість досліджувати вплив цих параметрів на працездатність та міцність роторної частини нагнітача повітря. На цій основі може бути побудована спеціалізована база даних із результатами досліджень. Аналіз цих результатів є основою для установлення певних закономірностей, а також для обґрунтування прогресивних технічних рішень роторних частин нагнітачів повітря танкових двигунів за критеріями міцності та працездатності. Робоче колесо нагнітача повітря танкового двигуна лімітує його міцність та довговічність. Як визначено у ході досліджень, пряме підвищення механічних властивостей матеріалу алюмінієвого сплаву, із якого воно виготовляється, не є продуктивним. Серед значущих чинників необхідно враховувати діючі навантаження від відцентрованих сил та натягу у спряженні «вал – робоче колесо», причому у їх поєднанні. Також важливим є урахування пружно-пластичного деформування матеріалу робочого колеса. Рекомендованими є не окремі заходи та рішення стосовно роторних частин нагнітача повітря, а їх поєднання задля цілеспрямованого поліпшення характеристик міцності та довговічності.
Передачі зачепленням в пакеті Autodesk Inventor
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Іванов, Євген Мартинович
З метою удосконалення виконання креслеників елементів зубчастих передач в пакеті Autodesk Inventor запропоновано підхід до представлення геометричної інформації відповідно до вимог чинних стандартів, який базується на використанні розроблених тривимірних моделей складальних одиниць елементів зубчастих передач в параметричних оболонках. Основою для розробки ескізної геометрії параметричних оболонок стали основні геометричні параметри зубчастих вінців елементів, оскільки при виконанні креслеників елементів зачеплення зубчастих передач зображення зубчастих вінців виконуються з порушенням вимог чинних стандартів. З метою спрощення побудови креслеників елементів зубчастих передач в пакеті Autodesk Inventor було розроблено алгоритм надання геометричної інформації через розроблені тривимірні моделі параметричних оболонок зубчастих вінців їх елементів. Метод параметричних оболонок розглядає питання торкання, впровадження, методи утворення таких оболонок при детальному висвітленні їх властивостей і геометричних параметрів. Алгоритм спрощеного побудови креслеників передач зачепленням передбачає виконання розрізів за ескізами, коригування ліній контурів і зміну властивостей областей відповідно до вимог діючих стандартів. Бібліотека параметричних оболонок і алгоритм виконання робочих креслеників як елементів, так i передач зачепленням впроваджений в навчальний процес.
Застосування фотограмметрії при зворотному проєктуванні об'єктів машинобудівної галузі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Іванов, Євген Мартинович
Для відтворення об'єкта у вигляді віртуальної моделі за наявною фізичною деталлю в роботі запропоновано використання хмарного сервісу Autodesk ReCap Photo. Використовуючи який можна створювати віртуальні тривимірні моделі за допомогою лазерного сканування реального об'єкта або за допомогою цифрової камери і подальшого цифрового відтворення цього об'єкта в цифровому просторі. Але широке використання лазерних сканерів та програмного забезпечення дуже обмежене через їхню дорожнечу. В роботі запропоновано більш дешевий, доступний і не менш точний метод, який легко застосувати на практиці - метод цифрової фотограмметрії реверс-інжинірингу. Метод заснований на створенні тривимірної моделі з двомірних фотографій за допомогою запропонованого програмного забезпечення. У результаті продемонстровано можливість не тільки створювати технічну документацію, а й проводити реконструкції об'єктів з точністю до міліметра. Візуалізація і дизайн дають змогу виключати ймовірні помилки. Продемонстровано, що на основі таких моделей можна проєктувати й отримувати робочу документацію. Завдяки ідентичності просторової віртуальної моделі та реального фізичного об'єкта, точність і якість проєктування підвищується. Таким чином, наочно показано, що представлена методика істотно знижує трудомісткість і підвищує ефективність.
Порівняльний аналіз переваг та недоліків бойового застосування переносних зенітно-ракетних комплексів різних типів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Іванець, Михайло Григорович; Горєлишев, Станіслав Анатолійович; Іванець, Григорій Володимирович; Воїнов, Валерій Вікторович; Баулін, Дмитро Станіславович; Наконечний, Олександр Анатолійович
Аналіз характеру збройної боротьби останніх десятиліть свідчить про різке підвищення впливу сучасного озброєння та військової техніки на хід воєнних дій. На даний час озброєння та військова техніка складають основу бойової могутності збройних сил любої держави та є визначальним фактором досягнення успіху у війні чи збройному конфлікті. Однією з характерних особливостей агресивних військових дій РФ проти України є широке застосування військово повітряних сил, зокрема, літаків, гелікоптерів, безпілотних літальних апаратів, які мають на оснащенні крилаті ракети різних типів. Для ударів по території України противник використовує крилаті ракети повітряного, морського та наземного базування, балістичні, зенітні керовані ракети та ударні безпілотні літальні апарати. На сьогоднішній день одним з найбільш ефективних і поширених засобів боротьби з повітряними цілями на малих висотах при веденні бойових дій (операцій) стали сучасні переносні зенітно-ракетні комплекси. Застосування таких комплексів різко обмежує діапазон висот застосування всіх типів бойової пілотованої авіації, робить негативним вплив на точність завдання ударів по наземним і надводним цілям. Проведено порівняльний аналіз основних характеристик, переваг та недоліків різних типів переносних зенітно-ракетних комплексів, які знаходяться на озброєнні Збройних Сил України в теперішній час, в інтересах підвищення ефективності їх застосування в різних умовах бойової обстановки.
Базові підходи до підвищення тактико-технічних характеристик легкоброньованих машин шляхом обґрунтування структури і параметрів бронекорпусів за динамічними характеристиками
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Миколайович; Васильєв, Антон Юрійович; Текачук, Микола Анатолійович; Сєриков, Володимир Іванович; Троценко, Володимир Володимирович; Набоков, Анатолій Володимирович; Соловей, Вадім Юрійович
Вітчизняні легкоброньовані машини та роботизовані бойові платформи на їх основі, як свідчить досвід бойових дій проти країни-агресора, піддаються дії інтенсивних динамічних навантажень, що мають тенденцію до постійного зростання. Це змушує звертати увагу на забезпечення більш жорстких динамічних характеристик бронекорпусів цих машин як основних силових та захисних їхніх елементів. У свою чергу, це забезпечує міцність, захищеність, точність ведення вогню із власного озброєння. Задля цього розроблюються параметричні моделі та методи, а також здійснюються дослідження задля обґрунтування такої структури і параметрів бронекорпусів легкоброньованих машин та роботизованих бойових платформ на їх основі, які забезпечують їх міцність, захищеність та точність ведення вогню. Із цією метою розвиваються принципово нові підходи до аналізу та синтезу спектрів власних частот і форм коливань складних механічних систем на основі удосконалення варіаційного принципу Релея. Обґрунтовані технічні рішення реалізуються при модернізації бронекорпусів вітчизняних машин та роботизованих бойових платформ на їх основі тощо.