Вісники НТУ "ХПІ"

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2494

З 1961 р. у ХПІ видається збірник наукових праць "Вісник Харківського політехнічного інституту".
Згідно до наказу ректора № 158-1 від 07.05.2001 року "Про упорядкування видання вісника НТУ "ХПІ", збірник був перейменований у Вісник Національного Технічного Університету "ХПІ".
Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" включено до переліку спеціалізованих видань ВАК України і виходить по серіях, що відображають наукові напрямки діяльності вчених університету та потенційних здобувачів вчених ступенів та звань.
Зараз налічується 30 діючих тематичних редколегій. Вісник друкує статті як співробітників НТУ "ХПІ", так і статті авторів інших наукових закладів України та зарубіжжя, які представлені у даному розділі.

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 29

Програмний засіб для обробки даних з довготривалої міцності матеріалів з використанням кривих Едвардса
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Хорошун, Андрій Сергійович; Сенько, Альона Володимирівна; Татарінова, Оксана Андріївна
Надано опис розробленого програмного засобу для збереження та аналізу даних з високотемпературного деформування та довготривалої міцності металевих матеріалів. Для його реалізації як веб-застосунку обрано веб-фреймворк з відкритим кодом Laravel. Рішення Voyager використовується спільно з ним як графічний інтерфейс для взаємодії з базою даних. Для побудови графіків використовується рішення на мові програмування JavaScript з використанням технології Canvas. Описано основні класи та компоненти. За допомогою діаграм варіантів використання показано можливість застосування програмного засобу в інженерній практиці обробки даних експериментальних високотемпературних досліджень повзучості та руйнування. Запропоновано підхід та алгоритм для апроксимації кривих довготривалої міцності загального вигляду, що включають різні типи руйнування, з застосуванням кривих Едвардса. З їхнім використанням отримано аналітичний нелінійний вираз для функціональної залежності між часом до руйнування та руйнівним напруженням. Обговорюються апроксимації різних типів кривої довготривалої міцності, що відповідають процесам накопичення пошкоджуваності у матеріалі за різними типами фізичних механізмів. Продемонстровано небажану можливість отримання завищеного значення часу до руйнування у випадку малих та середніх значень напружень без використання інформації щодо ділянок міжзеренного руйнування, руйнування завдяки окисленню чи корозії та старіння на кривій довготривалої міцності. Використання розробленого програмного засобу , підходу та способу аналітичного представлення функціональної залежності значень руйнівного напруження від часу в еволюційному рівнянні для параметру пошкоджуваності дозволяє проводити уточнені розрахунки елементів конструкцій, що працюють в умовах високотемпературного навантаження.
Конструкція, апаратна та програмна реалізпація системи управління тепловим режимом установки для високотемпературних випробувань
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Лисенко, Володимир Валерійович; Мєтєльов, Володимир Олександрович; Татарінова, Оксана Андріївна; Фесюков, Олексій Володимирович
Надано опис конструкції, системи управління та програмної реалізації управління тепловим режимом експериментальної установки для випробувань на повзучість, яку розроблено в Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут". В результаті проведення тестування автоматизованої системи управління та контролю температури було встановлено основні характеристики системи. Визначено, що діапазон завдання регулювання температури від 0 до 999С. Робочий діапазон нагрівання від 100 до 500С. Встановлено, що при виконанні умов розміщення зразку і забезпеченні потрібної термоізоляції камери нагрівання, абсолютне значення середньої похибки регулювання температури має значення, що не перевершує ±2С. Середнє-квадратичне значення похибки регулювання не більш ±1,6С. Визначено, що стабільність підтримання температури залежить від місця розміщення зразку: в центральній зоні камери значення коливань температури є меншими, ніж при нижньому розміщенні зразку. Час циклу вимірювання і регулювання температурного режиму 1,0012 сек. Потужність нагрівачів складає 2х1200 Вт (при фазному включенні) і 2х3500 Вт (при лінійному). Мікроконтролер, задіяний у системі, має ресурси для підключення додаткових модулів і первинних перетворювачів, що надає змогу розширення функціональних можливостей системи шляхом організації додаткових вимірювальних каналів. Наведено перші результати тестування при дослідженні повзучості плоских зразків з алюмінієвих сплавів. Характер отриманої за вимірами деформації зразків кривої повзучості повністю відповідає класичним її формам з трьома ділянками. Надано вигляд фрагменту зруйнованого зразку. Модульна конструкція, універсальність і високі технічні характеристики системи та установки у цілому дозволяють її використання при проведені різноманітних експериментів у наукових дослідженнях і в навчальному процесі.
Комп'ютерне моделювання повзучості роторів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Паламарчук, Павло Ігорович; Сенько, Альона Володимирівна; Марусенко, Олексій Миколайович
Розглянуто питання визначення напружено-деформованого стану при повзучості у моделях роторів парових та газових турбін. Формулювання задачі базується на загальному підході механіки суцільного середовища з використанням теорії плину для опису деформацій повзучості. Як метод розв’язання використано метод скінченних елементів у реалізації професійного інженерного програмного забезпечення. Проаналізовано вплив відцентрового навантаження на напружено-деформований стан, що змінюється протягом 10000 год повзучості матеріалу роторів. Розглянуто дві моделі ротору – спрощену циліндричної форми та ротору барабанного типу, що описано геометрією тіла обертання та який складається з кількох циліндричних частин. Завдяки симетрії моделей розрахункові схеми побудовано на основі використання двовимірного скінченного елементу тіла обертання. Застосовано алгоритми для підготовки вхідних даних, що можуть бути рекомендовані для використання у практиці проектування підприємств енергетичної галузі. Для розрахунків повзучості використано гіпотезу плину (закон Нортону). Проаналізовано повзучість моделей в різних температурних умовах з застосуванням у якості їхнього матеріалу різних сталей, що використовуються у турбобудуванні. За результатами виконаного комп’ютерного моделювання повзучості моделей роторів встановлено рівні деформування та характер перерозподілу напружень, що виникають при однаковому навантаженні відцентровими силами в різних температурних умовах, які викликані робочими процесами у турбіні. Проаналізовано рівні напружень та деформацій у роторі барабанного типу та встановлені найбільш навантажені та деформовані його області. Відмічається, що за даними проведеного моделювання для розглянутої моделі ротору барабанного типу накопичений за час аналізу рівень деформацій є помірним та не перевищує 0.4%, що є придатним з точки зору аналізу експлуатаційних властивостей.
Алгоритми та програмний засіб для обробки зображень структури металевих матеріалів з метою визначення характеристик повзучості
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Грошевий, Михайло Олександрович; Татарінова, Оксана Андріївна; Сенько, Альона Володимирівна
Cтаття містить опис підходу, алгоритмів та програмного засобу для аналізу зображень деформованих структур матеріалів. Розроблений підхід побудовано на виділенні при аналізі мікроструктури матеріалу важливих факторів, що впливають на високотемпературне деформування при повзучості у жароміцному нікелевому сплаві, а саме розмірів каналів та їхньої орієнтації. Розроблений програмний засіб використовує алгоритми перетворення зображень у бінарні чорно-білі за допомогою методу Отсу. Інтенсивність градієнту в кожній точці зображення візуалізується з використанням оператору Собеля. Границі фрагментів визначаються за допомогою детектора країв Кенні. Відрізки прямих ліній знаходяться з використанням перетворення Гафа. Програмний засіб реалізовано на мові програмування Python з застосуванням бібліотеки OpenCV. Описано основні складові частини та надано блок-схему програми. З застосуванням розробленого програмного забезпечення виконано перетворення відомих експериментально отриманих зображень деформованих при температурі 1273К та широкому діапазоні напружень структур зразків з жароміцного нікелевого сплаву CMSX-4 у різні моменти часу. Обговорюються результати аналізу розмірів каналів -фази у сплаві за допомогою кількісного оцінювання перетворених бінарних зображень. Знайдені характеристики були поставлені у відповідність до значення швидкості деформацій повзучості, що була визначена розрахунковим шляхом за відомими експериментальними даними. Показано можливість визначення переходу від ділянки встановленої повзучості до етапу лавиноподібного зростання деформацій та прихованих пошкоджень. Для розглянутого прикладу проведено визначення розташування каналів у представницькому зображенні. Запропоновано методику корегування кривих повзучості з залученням даних обробки зображень структури матеріалу.
Комп'ютерне моделювання повзучості циліндра при його контакті зі стрижнями напівциліндричного перерізу
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Паламарчук, Павло Ігорович
Статтю присвячено опису постановки задачі, підходу до моделювання та отриманим результатам з повзучості товстої труби при її контакті зі стрижнями напівциліндричного перерізу, які розташовані симетрично її центру. Представлено огляд наукових публікацій, виконаних у напрямку моделювання контакту при повзучості, в тому числі з використанням МСЕ. Постановку задачі викладено з урахуванням скінченних деформацій та переміщень. Описано умови контакту, представлено варіаційний функціонал, який використовується для скінченноелементного формулювання задачі. Завдяки наявній симетрії геометричних параметрів та крайових умов задачу розв'язано з використанням постановки плоскої деформації. Областю дискретизації в МСЕ є четверта частина перерізу труби, що контактує з перерізом стрижня у вигляді половини кола. Представлено результати верифікаційних досліджень, виконаних з метою оцінювання достовірності розв'язання задачі повзучості циліндру, навантаженого внутрішнім тиском. Обговорюються різні моделі для опису контактної взаємодії, що є можливим використовувати у програмному комплексі ANSYS. Показано переваги використання Normal Lagrange Method. Проаналізовано деформування при повзучості труби з її контактом зі стрижнем протягом 10000 годин. Наведено отримані шляхом комп'ютерного моделювання розподіли компонентів напружено-деформованого стану за перерізами контактуючих елементів та графік перерозподілу інтенсивності напружень у місці контакту. Обговорюються отримані за допомогою розрахунків характеристики деформованого стану поверхні циліндричної труби, який виникає завдяки впливу контактуючого стрижня. Проведено апроксимацію та представлено аналітичні вирази залежності інтенсивності напружень та довжини лінії контакту від часу. Отримані результати розв'язання задачі повзучості свідчать, що протягом приблизно 1.25 року завдяки контакту труби зі стрижнями на її поверхні утворюються дефекти типу вм'ятин.
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 Василівна
У 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.
Комп'ютерне моделювання деформованого стану та міцності рамної конструкції важкого БПЛА
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Бреславський, Дмитро Васильович; Конкін, Валерій Миколайович; Кортунов, В'ячеслав Іванович; Марусенко, Олексій Миколайович
Статтю присвячено викладенню результатів комп‘ютерного моделювання напружено-деформованого стану та оцінювання малоциклової міцності конструкції рами важкого безпілотного літального апарату (БПЛА) квадрокоптерного типу, прототип якого створено в НТУ «ХПІ». Квадрокоптер побудовано на базі використання чотирьох двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), що створюють підйомну силу. Цикл розрахунків напружено-деформованого стану рамної конструкції, проведених для вибору варіанту, потрібного з точки зору забезпечення необхідної жорсткості та міцності, виконано з використанням методу скінченних елементів (МСЕ). Для використання у програмному розрахунковому комплексі розроблено макрос, який дозволяє проводити вибір найкращих з точки зору потрібної жорсткості та міцності параметрів рами. Наведено результати розрахунків варіанту, реалізованого у конструкції створеного прототипу БПЛА. За результатами аналізу напружено-деформованого стану показано, що обрані для сталевої рами прототипу конструктивні параметри цілком задовольняють умови мінімальної деформованості та короткочасної міцності. Визначено константи, що входять до еволюційного рівняння для параметру пошкоджуваності при малоцикловому навантаженні, яке відбувається при нештатних посадках апарату. Виконано пружно-пластичний аналіз деформування рамної конструкції для умов небезпечного бокового приземлення квадрокоптеру. Проведено розрахунки процесів накопичення прихованої пошкоджуваності у найбільш навантажених стрижнях рами. Для сталевої рами, реалізованої у створеному прототипі, продемонстровано можливість задовільного опору малоцикловому деформуванню при нештатних умовах посадки. Показано, що у зв‘язку з недостатньою малоцикловою міцністю конструкції з алюмінієвого сплаву, у новий варіант рами БПЛА, що проектується, необхідно внести конструктивні зміни.
Чисельне моделювання процесів незворотного деформування кілець при вибуховому навантаженні
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Бреславський, Дмитро Васильович; Татарінова, Оксана Андріївна
Викладено постановку осесиметричної задачі незворотного пластичного деформування для випадку скінченних деформацій. Обговорюється можливість використання квазістатичної постановки. Для опису швидкого деформування використано рівняння інкрементальної теорії пластичності. Метод чисельного моделювання побудовано з використанням узагальненого підходу Лагранжа-Ейлера (ALE), в якому послідовність крайових задач у поточній конфігурації тіла розв’язується за допомогою МСЕ. До моделювання залучено осесиметричний скінченний елемент з трикутним поперечним перерізом. Представлено основну систему рівнянь, що при використанні методу скінченних елементів описує у поточній конфігурації деформування осесиметричних тіл. На кожному етапі розрахунку у поточній конфігурації початкова задача розв’язується чисельно з використанням різницевого методу. При досягненні граничного значення компонентів тензору деформацій згідно з алгоритмом ALE відбувається перебудова скінченноелементної моделі з реалізацією нових крайових умов. Для побудови розрахункової моделі використано програму RD, в якій двовимірна модель перерізу осесиметричного тіла оточується сіткою спеціальних елементів. Обговорюється підхід до реалізації заданих граничних умов осесиметричного тіла при скінченноелементному моделюванні. Розрахунки незворотного деформування проведено у програмі, яку побудовано на базі використання програмного комплексу FEM Creep у випадку скінченних деформацій. Виконано порівняння даних чисельного моделювання з експериментальними результатами інших авторів, отриманими при дослідженні вибухового навантаження алюмінієвих кілець, насаджених на сферу. Проведено обробку експериментальних даних та визначено константи, що входять до рівняння стану, яке використовує гіпотезу зміцнення. Показано задовільну збіжність розрахункових та експериментально отриманих значень радіальної деформації кілець у різні моменти часу.
Метод та програмний засіб для скінченноелементного розв'язання двовимірних задач повзучості при великих деформаціях
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Бреславський, Дмитро Васильович; Татарінова, Оксана Андріївна
У статті наведено постановку двовимірної задачі теорії повзучості для випадку скінченних деформацій, надано опис основ методу розрахунку. Описано теоретичні основи методу розв’язання задачі. Метод побудовано з використанням узагальненого підходу Лагранжа-Ейлера (ALE), в якому крайова задача у поточній конфігурації тіла розв’язується за допомогою МСЕ. До моделювання залучено трикутний елемент. На кожному етапі розрахунку повзучості у поточній конфігурації початкова задача розв’язується чисельно з використанням різницевого методу. Препроцесорна підготовка даних проводиться у програмі RD, в якій двовимірна модель оточується сіткою спеціальних елементів, чим реалізується ALE алгоритм пересування матеріальних елементів за моделлю. Наведено приклади роботи препроцесору та перебудови скінченноелементної сітки при досягненні скінченних деформацій. Розрахунки повзучості виконуються у розробленій програмі, яку побудовано на базі використання програмного комплексу FEM Creep у випадку скінченних деформацій. При моделюванні використовується сітка з однаковим розміром елементів, що дозволяє застосовувати ефективний алгоритм переходу між поточними конфігураціями. Чисельні результати з повзучості зразків з алюмінієвих сплавів порівнюються з експериментальними та розрахунковими, отриманими інтегруванням рівнянь стану. Зроблено висновок щодо того, що при моделюванні матеріалу з в’язким типом руйнування запропонований метод та розроблене програмне забезпечення дозволяють отримати близькі к експериментальним результати тільки з застосуванням рівняння для швидкості деформацій повзучості. Моделювання повзучості матеріалу зі змішаним в’язко-крихким типом руйнування потребує додаткового використання кінетичного рівняння для параметру пошкоджуваності.
Моделювання процесів руйнування при повзучості у пластині з коловим вирізом
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Бреславський, Дмитро Васильович; Сенько, Альона Володимирівна; Татарінова, Оксана Андріївна
Статтю присвячено опису результатів, отриманих при комп’ютерному моделюванні процесів накопичення пошкоджуваності при повзучості та подальшого руйнування при плоскому напруженому стані. Для моделювання залучено скінченноелементний підхід, побудований на прямому інтегруванні системи диференційних рівнянь, що отримується при застосуванні інкрементальної теорії повзучості з описом пошкоджуваності за моделлю Работнова-Качанова. Руйнування описується шляхом перебудови скінченноелементної моделі з виключенням елементів, в яких параметром пошкоджуваності досягнуто свого критичного значення. Як приклад, розглянуто руйнування при розтягу у пластинах з коловим центральним вирізом. Обговорюється підхід, що дозволяє отримувати рівняння для опису руху макроскопічних дефектів, що утворюються при руйнуванні на поверхні отворів. Наведено форму диференційного рівняння, яким моделюється коловий рух макродефекту у пластині з центральним вирізом.

Вісники НТУ "ХПІ"

Переглянути

Фільтри

Налаштування

Сортувати за

Результатів на сторінку

Результати пошуку