Дисертації та автореферати

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/16999

Електронна повнотекстова колекція авторефератів та дисертацій, упорядкована за назвами спеціальностей

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 75

Теплоэлектроизоляционный материал и изделия из него с повышенной стойкостью в потоках ионизованного газа
(НТУ "ХПИ", 2017) Макаренко, Виктория Васильевна
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.11 – технология тугоплавких неметаллических материалов. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2017. Диссертация посвящена разработке технологии корундовых композиционных материалов и изделий из них сложной конфигурации для эксплуатации в потоках ионизированного газа, вместо дорогих ГП аналогов, которые используются в новой технике. При проектировании составов КМ на основе системы Аl₂O₃–SiO₂ использован золь-гель процесс, спекающие добавки и модифицирование наполнителя и волокон алкоксидом кремния. Установлены температура появления расплава в корундовой матрице, закономерности муллитообразования и спекания смесей электрокорунда с золь-гель связующим с добавкой В₂O₃. Показано, что управление количеством синтезированного муллита может осуществляться за счет изменения количества образованного расплава путем варьирования концентраций В₂O₃ в золе и плотности золь-гель связующего. Установлен механохимический синтез муллита в процессе измельчения электрокорунда с добавкой алкоксида кремния. Исследованы физико-химические и эксплуатационные свойства материала с муллитокремнеземистым и поликристаллическим корундовым волокном. Установлено, что благодаря присутствию наночастиц муллита и высокой однородности структуры с введенным поликристаллическим волокном обеспечивается повышение твердости и трещиностойкости материала СМД, что обеспечивает более высокую стойкость в потоках ионизованного газа, чем ГП материалов новой техники. Показано, что управление количеством синтезированного муллита может осуществляться за счет изменения количества образованного расплава. При обжиге электрокорунда модифицированного алкоксидом кремния с 1 % поликристаллического волокна, образуется однородная мелкокристаллическая структура из матрицы α-Аl₂O₃, армированной частицами и нитевидными кристаллами муллита и поликристаллическим волокном, которые равномерно распределяются между собой. При обжиге в азотной среде на поверхности материала образуется оксинитридная пленка, которая уплотняет поверхность изделия и улучшает стойкость его к износу в потоках ионизированных газов. Установлено, что разработанная технология с использованием модифицированного алкоксидом кремния поликристаллического волокна, обеспечивает замедление начала кристаллизации структуры волокна, а комплексное связующее ускоряет муллитизацию корундовой матрицы и интенсифицирует ее спекание, создается фрагментальная структура материала, обеспечивающая повышение его физико-механических свойств и трещиностойкости. Трещиностойкость составляет 12,0-12,7 МПа·м⁰ˈ⁵, диаграммы деформирования материала СМД подобны слоистым металокерамическим материалам. Разработанный КМ СМД имеет однородную структуру, характеризуется пределом прочности при сжатии выше 900 МПа, электросопротивлением 3·10¹¹ Ом, термостойкостью – выше 50 термосмен 1000 ⁰С – вода. Ключевые слова: композиционный материал, Аl₂O₃–SiO₂, электрокорунд, волокно муллитокремнеземистое, волокно поликристаллическое корундовое, механоактивация, алко-ксид кремния, золь-гель, синтез новообразований, муллит, SiC, оксинитрид кремния, функциональные свойства, стойкость в потоках ионизированного газа
Определение уровня гидратации пациентов, получающих лечение методом программного гемодиализа
(НТУ "ХПИ", 2017) Ткачук, Богдан Владимирович
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 – биологические и медицинские приборы и системы. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2017. Диссертационная работа посвящена решению одной из актуальных научно-технических задач современного гемодиализа – контроля состояния гидратации пациента и разработке метода для своевременной остановки процедуры ультрафильтрации при достижении пациентом "сухого веса". В работе проведено анализ современных биофизических представлений про распределение и перемещение жидкостей в организме пациента, что позволило выявить высокий уровень сложности и многофакторности гидравлических процессов и установить необходимость создания математических моделей перемещения жидкостей и критерия остановки процедуры при достижении пациентом "сухого веса". Впервые получена математическая модель перемещения жидкости в организме пациента при ультрафильтрации, на основании теории неравновесной термодинамики, что позволило выявить взаимную функциональную зависимость наполнения жидкостных секторов при процедуре программного гемодиализа. Усовершенствована электрофизическая модель процессов в организме пациента при ультрафильтрации для метода биоимпедансометрии, за счет разделения жидкостных секторов, что позволило использовать его для определения состояния гидратации пациента при процедуре программного гемодиализа. По результатам теоретических исследований выбран параметр гематокрита, который характеризует состояние наполнения сосудистого русла, что дало возможность разделить объем внеклеточной жидкости на составляющие. Разработан метод определения "сухого веса", критерием в котором является распределение объема внеклеточной жидкости на две составляющие интерстициальную жидкость и плазму крови и сравнении значений объемов удаленного ультрафильтрата в этих составляющих во время гемодиализа. Разработанный на основе результатов моделирования метод определения "сухого веса" пациентов, позволил повысить достоверность определения момента достижения уровня нормогидратации пациентов при программном гемодиализе на (11-16) %. Разработана структурная схема системы для определения "сухого веса", которая позволяет объединить воедино серийно выпускаемые аппарат "искусственная почка", прибор биоимпедансометр и ПК, что дает возможность реализовать алгоритмические решения и обеспечить работу системы, без разработки дополнительных аппаратных средств. На основе клинических исследований и испытаний разработаны основные медико-технические требования для выбора или проектирования приборов биоимпедансометров, а также созданы практические рекомендации для применения метода определения "сухого веса" пациентов в гемодиализных клиниках. Сопоставление результатов проведенных клинических исследований с данными полученными с помощью традиционных методик, при ультрафильтрации, подтвердили эффективность разработанных моделей и метода для определения "сухого веса" пациента при программном гемодиализе. Основные результаты работы нашли внедрение в лечебный процесс отделения амбулаторного хронического гемодиализа №10, Харьковского областного клинического центра урологии и нефрологии им. В.И. Шаповала; в учебный процесс на кафедре промышленной и биомедицинской электроники НТУ "ХПИ"; при разработке нового варианта измерителя биоимпеданса человека в НТУ Украины "КПИ им. Игоря Сикорского".
Усовершенствование пневмосистемы запуска ракетных двигателей путём стабилизации давления рабочего тела и улучшения её динамических характеристик
(Государственное предприятие "Конструкторское бюро "Южное" им. М. К. Янгеля", 2017) Шевченко, Сергей Андреевич
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.17 – гидравлические машины и гидропневмоагрегаты. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт". – Харьков, 2017. Диссертация посвящена исследованию усовершенствованной пневмосистемы многократного запуска маршевого жидкостного ракетного двигателя верхней ступени ракеты-носителя с насосной подачей компонентов топлива в камеру сгорания. Система запуска, в состав которой входит часть пневмоблока двигателя, осуществляет раскрутку турбонасосного агрегата за счет подачи сжатого гелия из шаробаллона на турбину. Особенностью системы является использование регулятора давления гелия с пневмоуправлением. Исследованная система обеспечивает пять включений двигателя РД861К при идентичных импульсах давления подачи газа, имеющих прямоугольную вершину и предельно крутые фронты. Разработан и использован в практике проектирования новый комплекс дискретно-континуальных математических моделей для газодинамического расчета этой пневмосистемы, а также анализа сил трения и утечек газа во фторопластовых манжетных уплотнениях регуляторов. В моделях учтены новые эффекты: теплообмен газа со стенками полостей и трубопроводов; инерционность газа при его выпуске из баллона; фактор сжимаемости гелия; нагрев гелия при дросселировании; проникновение уплотняемого давления в зазор между манжетой и стенкой, и ряд других. После чего отклонение расчетных значений давления газа от результатов огневых испытаний составило менее 1% Создана и реализована расчетная методика исследования пневмосистемы на динамическую устойчивость и автоколебания. В методике использованы уточненные результаты гармонической линеаризации для колебаний расхода газа через дроссель и силы трения в манжете, а также новый метод расчета импеданса разветвленной системы трубопроводов. Выведено трансцендентное уравнение для частот и амплитуд свободных нелинейных колебаний системы и предложены методы его решения. Точность определения частот автоколебаний составила 2%. Получены аналитические соотношения для параметров пневмосистемы, обеспечивающие динамическую устойчивость или автоколебания малой амплитуды. Исследованы газодинамические характеристики металлорукава, используемого в дренажной системе лабораторного стенда для исследования и настройки системы. Разработана новая концепция и внедрена конструкция стенда, позволяющая экономить гелий при доводочных испытаниях системы. Выполнено расчетно-экспериментальное исследование системы, а его рекомендации по изменению параметров регулятора, снижающие колебательность и улучшающие другие динамические характеристики, внедрены на двигателе.
Декомпозиционный метод и подсистема повышения качества визуализации анатомических и патологических структур на цифровых маммограммах
(НТУ "ХПИ", 2017) Бойко, Дмитрий Александрович
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 – биологические и медицинские приборы и системы – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2017. Работа посвящена решению актуальной научно-технической задачи – повышению качества визуализации анатомических и патологических структур на слабоконтрастных полутоновых изображениях молочной железы за счет разработки новых методов и подсистемы визуализации маммографических снимков, что позволит обеспечить поддержку врача-рентгенолога при принятии решений в медицинской практике. Анализ существующих систем обработки и анализа маммографических изображений выявил их недостатки, что позволило сформулировать цель и задачи исследования. На основании аналитического анализа методов, используемых при цифровой обработке изображений, разработаны математическая модель изображения анатомических и патологических структур молочной железы на цифровой маммограмме, которая основана на декомпозиции исходного изображения на составляющие, и на ее основе декомпозиционный метод повышения качества визуализации цифровых рентгенологических снимков молочной железы. Выполнена оптимизация параметров метода повышения качества визуализации маммографических снимков IMRI-MAM. Сформулированы требования к функциональным возможностям системы поддержки принятия решений в маммологии и представлена ее структурная схема. Разработано программное обеспечение для визуализации маммографических изображений. С использованием реляционной системы управления базы данных SQLite выполнено проектирование базы данных для хранения маммографической информации. Решена проблема подключения разработанного программного модуля IMRI-MAM к отечественному цифровому рентгенологическому маммографическому комплексу SYMA с использованием библиотеки динамической компоновки DLL. Выполнена комплексная проверка разработанной подсистемы на реальных медицинских данных, которая подтвердила эффективность ее работы.
Синтез автоматизированной системы управления подвижным составом на основе геометрической теории управления и нейронных сетей
(НТУ "ХПИ", 2017) Заковоротный, Александр Юрьевич
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.07 – автоматизация процессов управления. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2017. Диссертация посвящена решению научно-прикладной проблемы разработки бортовой системы поддержки принятия решений машинистом, созданной на основе обобщенных математических моделей и средств оптимизации динамики подвижных объектов с использованием новых методов и программного обеспечения, а также новой технологии обработки информации на основе стабильно-пластичных нейронных сетей и новых моделей ассоциативной памяти, что создает теоретическую предпосылку разработки автоматических систем управления подвижным составом и позволяет улучшить его энергетические характеристики. Разработана модель дизель-поезда, учитывающая основные виды колебаний вагонов и распределение сил взаимодействия между ними во время движения, а также параллельную работу тяговых приводов, которая адекватно отражает процессы, протекающие на реальном объекте. Разработано программное обеспечение, реализующее человеко-машинную систему, которая позволяет автоматизировать аналитические преобразования геометрической теории управления при синтезе моделей в форме Бруновского для объектов, описываемых системами обыкновенных дифференциальных уравнений высокого порядка с несколькими управлениями. На основе нейронных сетей адаптивной резонансной теории, способных решать задачи с несколькими решениями, предложен новый метод поиска функций преобразования между переменными линейных и нелинейных моделей. С помощью принципа максимума решены две задачи оптимального управления тяговым подвижным составом: максимального быстродействия и минимизации взвешенной линейной комбинации времени и расходов квадрата управления, что позволяет, с одной стороны, получить для каждого участка пути законы управления, которые определяют минимально необходимое время для преодоления перегона, а с другой стороны, получить законы управления, обеспечивающие график движения и минимизацию расхода топливно-энергетических ресурсов. Разработаны стабильно-пластичные нейронные сети Хемминга, Хебба и сети на основе перцептрона, способные распознавать новую информацию и дообучаться в процессе своего функционирования, которые позволяют использовать их как альтернативу дискретным нейронным сетям адаптивной резонансной теории. Разработана бортовая система поддержки принятия решений, которая позволяет в реальных условиях скоростного движения выдавать машинисту закон управления поездом, при котором соблюдается график движения при минимальных затратах топливно-энергетических ресурсов. Для реализации базы данных системы поддержки принятия решений машинистом разработана N-направленная нейросетевая ассоциативная память, которая способна восстанавливать по входному вектору множество из N векторов, ассоциативных к входной информации, и двунаправленная многослойная дискретная ассоциативная память с управляющими нейронами, которая способна восстанавливать цепочки ассоциаций и корректировать результаты с учетом дополнительной информации. Создана база знаний, позволяющая запоминать несколько равноценных решений о законе управления поездом для текущего перегона, нейросетевая система диагностики тяговых двигателей и система, позволяющая прогнозировать возникновение и подавлять развитие буксования колесных пар во время движения. Приведены результаты экспериментальных исследований интеллектуальной системы поддержки принятия решений машинистом и законов оптимального управления подвижным составом, которые подтвердили достоверность предложенных решений по автоматизации процессов управления движением дизель-поезда.
Совершенствование технологии изготовления абразивных кругов ручных шлифовальных машин для уменьшения их вибраций
(Украинский государственный научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь", 2016) Романченко, Павел Владимирович
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.03.01. процессы механической обработки, станки и инструменты. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Диссертация посвящена решению актуальной задачи уменьшения уровня вибраций РШМ при абразивной обработке металлопродукции до уровня требований к вибрационным характеристикам ручных машин. Основной причиной вибраций РШМ является неуравновешенность масс вращающегося абразивного круга. При условии обеспечения однородной структуры абразивного инструмента, неуравновешенность масс абразивных кругов является следствием погрешностей их геометрической формы и формируется в процессе их прессования. Существующая технология и оснастка гарантировано не обеспечивают требуемый уровень точности абразивных кругов вследствие интенсивного износа формообразующих деталей прессформы при контакте с абразивной массой и ряда других конструктивных и технологических причин. В результате установления и анализа закономерностей формирования погрешностей формы абразивных кругов предложен новый подход к обеспечению точности изготовления абразивных кругов, необходимой для гарантированного достижения требований к вибрационным характеристикам работы РШМ. Определены возможные величины эксцентричности положения абразивного круга на шпинделе РШМ и непараллельности торцов круга. Для определения центробежных сил, возбуждающих колебания РШМ, получены формулы смещения центра тяжести абразивного круга от его эксцентричности и непараллельности торцов. Предложены оригинальные решения конструкции и технологии изготовления прессформы и технологии изготовления абразивного круга прямого профиля в разработанной прессформе, позволившие гарантировано обеспечить требуемую точность изготовления абразивных кругов и снизить уровень вибраций РШМ до уровня тренований к вибрационным характеристикам ручных машин.
Оптимизация технического уровня индукционных электромеханических и статических преобразователей с вращающимся магнитным полем
(Национальный университет кораблестроения им. адмирала Макарова, 2016) Пальчиков, Олег Олегович
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.09.01 – электрические машины и аппараты. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2017. В диссертационной работе получил дальнейшее развитие метод оптимизационного проектирования и сопоставления вариантов электромагнитных систем с использованием целевых функций, включающих относительные показатели технического уровня и относительные управляемые переменные, на основе его адаптации к анализу асинхронних двигателей с короткозамкнутым ротором и трансформаторных преобразователей числа фаз и уровня напряжения с вращающимся магнитным полем. Выполнен анализ конструкций и технологий производства асинхронных двигателей с классическим и обращенным положением ротора, торцевых асинхронних двигателей, трансформаторов с вращающимся магнитным полем. Для решения задач сравнительного анализа индукционных преобразователей базовыми электромагнитными системами асинхронных двигателей и трансформаторов выбраны радиальные варианты соответственно с внутренним ротором и цилиндрическим зазором. Разработаны проектные модели показателей установившегося режима асинхронних двигателей с внутренним и внешним ротором, аксиальных двигателей с одинарным и двойным рабочим зазором, двигателей с секционированием магнитопровода и контр и тандемвращением роторов, а также вариантов трансформаторов с вращающимся магнитным полем. В проектных моделях показателей установившегося режима аксиальных электромагнитных систем учитывалась неравномерность радиального распределения магнитной индукции в элементах магнитной цепи и возможность выполнения магнитопровода путем ограничения магнит-ной индукции на внутреннем диаметре. Разработана методика определения коэффициента полезного действия и коэффициента мощности асинхронных двигателей и трансформаторов на основе показателей технического уровня, как решение системы нелинейных уравнений в поле управляемых переменных. Разработанный математический аппарат может быть использован для комплексных моделей параметрической оптимизации вариантов асинхронных двигателей и трансформаторов для преобразования числа фаз и уровня напряжения.
Водные триинги в силовых кабелях при действии сильного электрического поля и техника их обнаружения
(НТУ "ХПИ", 2017) Кессаев, Александр Геннадиевич
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.13 – техника сильных электрических и магнитных полей. Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Диссертация посвящена обоснованию техники обнаружения водных триингов в силовых кабелях среднего напряжения коаксиальной конструкции с водоблокирующим барьером при действии сильного электрического поля на основании результатов математического моделирования водных включений сферической формы в толще сшитой полиэтиленовой изоляции и физического моделирования процесса увлажнения образцов кабелей в лабораторных условиях. На основе предложенной математической модели водных триингов в виде кластеров сферической формы в толще сшитой полиэтиленовой изоляции высоковольтного с илового кабеля коаксиальной конструкции с осевой симметрией показано, что область сильного электрического поля является функцией размеров и расстояния между сферическими включениями. Результатами численного моделирования подтверждена перспективность техники импульсной рефлектометрии во временной области для диагностики эксплуатационных неоднородностей (эллиптичности, эксцентриситета, водных триингов) в высоковольтных силовых кабелях. Наиболее сильная корреляция на уровне (0,97 – 0,86) в зависимости от продолжительности старения в условиях повышенной влажности наблюдается для токов абсорбции, измеренных на 15 -й и 30-й секунде, что обусловлено более сильным влиянием процессов поляризации свободной влаги на результаты измерений. Обоснована возможность применения техники частичных разрядов (ЧР) для обнаружения водных триингов (участков с повышенной проводимостью) и проанализировано влияние внутренних и внешних электромагнитных помех на импульсы ЧР при проведении испытаний трехфазных высоковольтных гермопроходок коаксиальной конструкции. Результаты диссертационных исследований внедрены в ПАТ "Южкабель" (г. Харьков), в ЗАО "Завод Элокс" (г. Харьков), в учебном процессе кафедры электроизоляционной и кабельной техники Национального технического университета "Харьковский политехнический институт".
Усовершенствование процессов сгорания и систем топливоподачи энергетических установок, работающих на металлизированных борсодержащих топливах
(Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, 2017) Бушнов, Валерий Васильевич
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.03 – Двигатели и энергетические установки. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт". – Харьков, 2017. Диссертация посвящена решению вопросов улучшения характеристик и параметров систем топливоподачи металлизированных топлив на основе выявления физико-технических закономерностей предпламенного окисления и горения таких топлив, а также разработке алгоритма структурно-параметрической оптимизации систем топливоподачи энергетических установок для обеспечения их высокой эффективности. Перспективным направлением создания новых образцов техники является разработка энергетических установок, которые используют высокоэффективные энергоемкие металлизированные топливные композиции. При их создании очень важным является знание соответствующих аспектов взаимодействия реагирующих топливных композиций и методологии структурно-параметрической оптимизации систем топливоподачи. Поэтому актуальными направлениями исследований являются: изучение физико-технических закономерностей горения таких композиций, разработка алгоритма оптимизации систем топливоподачи высокоэнергетичных металлизированных топливных композиций и создание новых методов для их исследования. В диссертационной работе выявлены порог воспламенения в гетерофазных разветвленно-цепных процессах и смена характеристик горения бора в зависимости от его аллотропных модификаций, определена их энергия активации; установлена зависимость уровня сложности структур топливоподачи в соответствии с уровнем технизации; разработан алгоритм структурно-параметрической оптимизации систем топливоподачи энергетических установок, работающих на металлизированном топливе. Предложен метод экспериментального бесконтактного количественного измерения продуктов сложных химических реакций с высокой чувствительностью за счет применения резонансно-флуоресцентной спектроскопии. Для экспериментального исследования макрокинетических характеристик топливных компонентов энергетических установок использован термогравиметрический метод. Усовершенствован химический состав топлив за счет ввода в него аллотропных модификаций бора и других компонентов металлизированных топливных композиций. Разработана многомерная классификация указанных систем и экспериментально оценена их эффективность. Синтезированы системы подачи металлизированых топлив с разными уровнями регулирования. Экспериментальная проверка синтезированных систем показала: рост функциональных возможностей в 2–3 раза, увеличение количества элементов структур до 18, повышение полноты сгорания на 11 %, рост скорости сгорания и удельной объемной теплоты сгорания, соответственно на 33% и 2,7%, а также снижение энергии активации на 71% и температуры загорания на 22%.
Подавление регенеративных автоколебаний при фрезеровании тонкостенного элемента детали концевыми цилиндрическими фрезами
(Запорожский национальный технический университет, 2016) Козлова, Елена Борисовна
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.01 – процессы механической обработки, станки и инструменты. Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Диссертационная работа посвящена выявлению основных закономерностей влияния косоугольности и разнонаклонности зубьев концевой цилиндрической фрезы на повышение ее виброустойчивости и качество обработанной поверхности при фрезеровании тонкостенного элемента детали. Показано, что при изучении динамики процессов резания необходимо учитывать не только силы резания, но и силы упругости, демпфирования и инерционные силы, а также собственные частоты колебаний как инструмента, так и обрабатываемой детали. Конструкция измерительного стенда и система оценивания результатов позволяют определять закон движения тонкостенного элемента детали под действием всех видов сил. Разработанная конструкция 4–зубой экспериментальной концевой цилиндрической фрезы с регулируемым углом наклона каждого зуба позволила определить влияние косоугольности и разнонаклонности зубьев на вибрационные процессы, возбуждаемые при фрезеровании. Проведены исследования по определению влияния цилиндрической и плоской ленточки на задней поверхности зуба на подавление регенеративных автоколебаний. Установлено, что плоская ленточка на задней поверхности оказывает существенное положительное влияние на снижение параметра размаха автоколебаний R2. Механизм подавления автоколебаний в данном случае связан с изменением условий трения между задней поверхностью зуба фрезы и поверхностью резания. В работе приведены результаты сравнительных исследований по одновременному влиянию на подавление автоколебаний применения фрез с разнонаклонными режущими зубьями, у которых на задней поверхности заточена плоская ленточка. Заточка ленточки на задней поверхности разнонаклонных зубьев позволяет дополнительно уменьшить размах автоколебаний. При высоких скоростях фрезерования, когда автоколебания вырождаются, применение фрез с разнонаклонными зубьями не эффективно.