Журнал «Проблемы машиностроения» 2014 год

Том 17 Номер 1

Том 17 Номер 2

Том 17 Номер 3

Том 17 Номер 4

Аннотации

Том 17 Номер 1

  • УДК621.224
    И. С. Веремеенко*, д-р. техн. наук, C. В. Гладышев*, С. А. Андрющенко*, Е. С. Агибалов**

    * ООО «Харьковтурбоинжиниринг» (г. Харьков, e-mail: khte@online.kharkov.ua)
    ** Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (г. Харьков, e-mail: agibalov @ipmach.kharkov.ua)

  • ИЗМЕРЕНИЕ ПОВОРОТНОГО МОМЕНТА НА ЛОПАСТИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА МОДЕЛИ ПОВОРОТНО-ЛОПАСТНОЙ ГИДРОТУРБИНЫ С ПОМОЩЬЮ БЕСПРОВОДНОЙ ТЕЛЕМЕТРИИ
    Предложен усовершенствованный вариант экспериментального метода исследования поворотного момента лопастей на моделях рабочего колеса поворотно-лопастной гидротурбины на основе современной миниатюрной электроники и беспроводных технологий. Приведен опыт внедрения предложенного метода на гидродинамическом стенде ИПМаш НАН Украины и результаты измерений величины поворотного момента для шестилопастной модели рабочего колеса ПЛ40. Для измерения момента применялся датчик тензометрического типа и модель рабочего колеса, разработанные специалистами ООО “Харьковтурбоинжинириг”. Экспериментальным путем на гидродинамическом стенде получены величины моментов поворота лопастей во всем поле универсальной характеристики. Измерены значения моментов поворота на разгонных режимах, а также значения моментов поворота от действия центробежных сил.

    Запропонованo удосконалений варіант експериментального методу дослідження поворотного моменту лопатей на моделях робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни на основі сучасної мініатюрної електроніки і бездротових технологій. Наведено досвід впровадження запропонованого методу на гідродинамічному стенді ІПМаш НАН України та результати вимірювань величини поворотного моменту для шестилопатевої моделі робочого колеса ПЛ40. Для вимірювання моменту застосовувався датчик тензометричного типу та модель робочого колеса, розроблені фахівцями ТОВ "Харкiвтурбоінжінірінг". Експериментальним шляхом на гідродинамічному стенді отримані величини моментів повороту лопатей у всьому полі універсальної характеристики. Виміряні значення моментів повороту на розгінних режимах , а також від дії відцентрових сил.
  • УДК 577.4: 621.039.584
    Н. Б. Чиркин*, канд. техн. наук, М. А. Кузнецов*, канд. техн. наук, Е. В. Шерстов*, В. Н. Стенников**

    * Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины (г. Харьков, e-mail: chirkin@ipmach.kharkov.ua)
    ** ПАО «Харьковская ТЭЦ-5»

  • ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ВОЗМОЖНОСТЬ И ТЕХНИЧЕСКАЯ РАЦИОНАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОНАСОСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
    На примере анализа работы городской теплоэлектроцентрали в течение года оценён потенциал сбросной теплоты, пригодной для использования в тепловых насосах в качестве низкопотенциальной. Рассмотрены характеристики тепловых насосов, имеющихся на мировом рынке и пригодных для утилизации сбросной теплоты тепловых электростанций. Проанализированы вероятные потребители теплоты, производимой теплонасосными установками, на тепловых электростанциях и простейшие принципиальные схемы рекуперации.

    На прикладі аналізу роботи впродовж року міської теплоелектроцентралі оцінено потенціал скидної теплоти, придатної для використання в теплових насосах як низькопотенційної. Розглянуто характеристики теплових насосів, наявних на світовому ринку і придатних для утилізації скидної теплоти теплових електростанцій. Проаналізовано вірогідні споживачі теплоти, що виробляється теплонасосними установками, на теплових електростанціях та прості принципові схеми рекуперації.
  • УДК 621.224
    А. В. Рябов*, А. Е. Катаносов*, А. И. Трубаев*, канд. техн. наук, А. А. Водка**, Ю. Н. Ульянов**

    * ОАО «Турбоатом», СКБ ТГМ (г. Харьков, e-mail: riabov_a_v@mail.ru)
    ** Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» (e-mail: trubayev@mail.ru)

  • РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОПАСТЕЙ МОДЕЛЬНОЙ ПОВОРОТНО-ЛОПАСТНОЙ ГИДРОТУРБИНЫ
    Проведены расчетно-экспериментальные исследования динамических характеристик лопастей модельной поворотно-лопастной гидротурбины. Экспериментально и численно определен спектр собственных частот лопасти в воздухе и в воде. Также определены параметры демпфирования лопасти и получены ее амплитудно-частотные характеристики.

    Проведені розрахунково-експериментальні дослідження динамічних характеристик лопатей модельної поворотно-лопатевої гідротурбіни. Експериментально та чисельно визначено спектр власних частот лопаті у повітрі та у воді. Також визначені параметри демпфування лопаті та отримані її амплітудно-частотні характеристики.
  • УДК 539.3
    В. А. Богомолов*, д-р.техн.наук, С. Н. Склепус**, канд. физ.-мат. наук

    * Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет (e-mail: bv@khadi.kharkov.ua)
    ** Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (г. Харьков, e-mail: ssklepus@rambler.ru)

  • РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ, ПОЛЗУЧЕСТИ И ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛИТ НА УПРУГОМ ОСНОВАНИИ
    Рассмотрены задачи расчета напряженно-деформированного состояния, ползучести и повреждаемости многослойных ортотропных плит на упругом основании. Вариационная постановка выполнена в рамках уточненной теории пластин и оболочек. Для решения нелинейной начально-краевой задачи ползучести и повреждаемости предложено использовать сочетание методов R-функций, Ритца и Рунге-Кутта-Мерсона. Приведен тестовый пример расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) двухслойной плиты на упругом основании. Разработанный метод может быть использован для исследования НДС и длительной прочности дорожного покрытия.

    Розглянуто задачі розрахунку напружено-деформованого стану, повзучості та пошкоджуваності багатошарових ортотропних плит на пружній основі. Варіаційну постановку виконано в рамках уточненої теорії пластин та оболонок. Для розв’язання нелінійної початково-крайової задачі повзучості та пошкоджуваності запропоновано використовувати поєднання методів R-функцій, Рітца, та Рунге-Кутта-Мерсона. Наведено тестовий приклад розрахунку напружено-деформованого стану (НДС) двошарової плити на пружній основі. Розроблений метод може бути використаний для дослідження НДС та тривалої міцності дорожнього покриття.
  • УДК 539.3
    К. В. Аврамов*, д-р техн. наук, О. К. Морачковский, д-р техн. наук**, А. М. Тонконоженко***, В. Ю. Кожарин***, Р. Е. Кочуров*, канд. техн. наук

    * Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (г. Харьков,e-mail: kvavr@kharkov.ua)
    ** Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
    *** Государственное предприятие КБ «Южное» (г. Днепропетровск)

  • ПОЛУАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРУЕМОГО СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК C ПРОДОЛЬНЫМИ РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ
    Для расчета цилиндрических оболочек, подкрепленных продольными ребрами жесткости, предложен полуаналитический метод конечных элементов. С помощью предложенного метода численно исследуются свойства напряженно-деформированного состояния оболочек.

    Для розрахунку циліндричної оболонки, що підкріплена повздовжніми ребрами, запропоновано напіваналітичний метод скінченних елементів. За допомогою запропонованого методу чисельно досліджено властивості напружено-деформованого стану оболонок.
  • УДК 621.165
    А. Ю. Бояршинов

    Институт проблем машиностроения им. А. Н Подгорного НАН Украины (г. Харьков, e-mail: shuben@kharkov.ua)

  • СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ И ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЕЛОЧНЫХ ХВОСТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЛИННЫХ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИН
    Представлены результаты исследований напряженно-деформированного состояния елочных хвостовых соединений. Установлено влияние геометрии элементов соединения, включая прикорневую зону, на величину коэффициентов концентрации напряжений.

    Наведено результати досліджень напружено-деформованого стану ялинкових хвостових з'єднань. Встановлено вплив геометрії елементів з'єднання, включно з прикореневою зоною, на величину коефіцієнтів концентрації напружень.
  • UDC 519.85
    G. N. Yaskov, PhD

    A.N. Podgorny Institute for Mechanical Engineering Problems of the National Academy of Sciences of Ukraine (Kharkov, e-mail: yaskov@ipmach.kharkov.ua)

  • PACKING NON-EQUAL HYPERSPHERES INTO A HYPERSPHERE OF MINIMAL RADIUS
    The problem of packing different hyperspheres into a hypersphere of minimal radius is considered. All hypersphere radii are supposed to be variable. Solving the problem is reduced to solving a sequence of mathematical programming problems. A special way of construction of starting pointsis suggested. A smooth transition from one local minimum point to another providing a decrease of the objective value is realized using the jump algorithm is fulfilled. Then, solution results are improved due to reduction of the solution space dimension by step-by-step fixing radii of hyperspheres and rearrangements of hypersphere pairs. Non-linear mathematical programming problems are solved with the IPOPT (Interior Point Optimizer) solver and the concept of active inequalities. A number of numerical results are given.

    Рассматривается задача упаковки разных гипершаров в гипершаре минимального радиуса. Считается, что радиусы всех гипершаров являются переменными. Решение задачи сводится к решению последовательности задач математического программирования. Используя jump-алгоритм, выполняется плавный переход от одной точки локального минимума к другой, в которой уменьшается значение целевой функции. В дальнейшем результаты решения улучшаются благодаря уменьшению размерности пространства решений за счет фиксации радиусов гипершаров и перестановки пар гипершаров. Приведено несколько численных примеров.

    Розглядається задача упаковки різних гіперкуль у гіперкулю мінімального радіуса. Вважається, що радіуси всіх гіперкуль є змінними. Розв’язання задачі зводиться до розв’язання послідовності задач математичного програмування. Використовуючи jump-алгоритм, виконується плавний перехід від однієї точки локального мінімуму до іншої, в якій зменшується значення цільової функції. В подальшому результати розв’язання покращуються завдяки зменшенню розмірності простору розв’язків за рахунок фіксації радіусів гіперкуль та перестановки пар гіперкуль. Наведені декілька чисельних прикладів.
  • УДК 621.181:662.9
    А. В. Тымчик, канд. техн. наук, Н. А. Сафонов, канд. физ.-мат. наук

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (г. Харьков, e-mail: matsevit@ipmach.kharkov.ua)

  • НАГРЕВ ЧАСТИЦ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ ПЛАЗМОЙ СВЧ-РАЗРЯДА
    Представлена физическая и математическая модели нагрева частиц угольной пыли плазмой СВЧ-разряда атмосферного давления в потоке угольного аэрозоля. Вычисление температуры угольной частицы в зависимости от времени при её движении вместе с газовой средой сводится к решению задачи Коши для обыкновенного дифференциального уравнения, моделирующего процесс нагрева одной угольной частицы. Для расчета распределения температуры в плазме СВЧ-разряда использовалось уравнение нестационарной теплопроводности с внутренними источниками тепла. Считалось, что источником энергии является только джоулев нагрев, конвекция и теплопроводность представляются стоками энергии, в уравнении также не учитываются выделение энергии в объеме за счет сил вязкого трения, а также за счет сжатия-расширения объема. Представлены результаты численных исследований температур воздуха и частиц угля в разрядном объеме применительно к экспериментальной плазменно-угольной горелке.

    Подана фізична і математична моделі нагрівання частинок вугільного пилу плазмою НВЧ-розряду атмосферного тиску в потоці вугільного аерозолю. Обчислення температури вугільної частинки залежно від часу під час її руху разом з газовим середовищем зводиться до розв'язання задачі Коші для звичайного диференціального рівняння, що моделює процес нагрівання однієї вугільної частинки. Для розрахунку розподілу температури в плазмі НВЧ-розряду використовувалося рівняння нестаціонарної теплопровідності з внутрішніми джерелами тепла. Вважалося, що джерелом енергії є тільки джоуліве нагрівання, конвекція і теплопровідність являють собою стоки енергії, в рівнянні також не враховуються виділення енергії в об’ємі за рахунок сил в'язкого тертя, а також за рахунок стиснення-розширення об'єму. Наведені результати чисельних досліджень температур повітря і частинок вугілля в розрядному об'ємі стосовно до експериментального плазмово-вугільного пальника.
  • УДК: 537.624.8: 539.388.1, 539.422.24
    В. М. Мацевитый, д-р. техн. наук, К. В. Вакуленко, канд. техн. наук, И. Б. Казак, канд. техн. наук

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (г. Харьков, e-mail: matsevlad@ipmach.kharkov.ua)

  • О РАЗЛИЧИЯХ МЕХАНИЗМОВ РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛОВ В УСЛОВИЯХ МАЛОЦИКЛОВОЙ И МНОГОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ
    Рассмотрены различия в механизмах накопления разрушений при малоцикловой и многоцикловой усталости с точки зрения эффективности метода коэрцитивной силы для диагностики степени дефектности металла в условиях циклического нагружения. Отмечено, что при циклическом нагружении с высокими амплитудами с большей вероятностью протекает разрушение по границам зерен, что вызывает наиболее грубые разрушения. При малых амплитудах нагружения наиболее вероятен механизм внутризеренного разрушения. Сделан вывод, что с этими различиями связана высокая чувствительность метода коэрцитивной силы к развитию малоцикловой усталости и значительно меньшая – к многоцикловой усталости.

    Розглянуто відмінності у механізмах накопичення руйнувань при малоцикловій і багатоцикловій втомі з точки зору ефективності методу коерцитивної сили для діагностики ступеня дефектності металу в умовах циклічного навантаження. Відзначено, що за циклічного навантаження з високими амплітудами з більшою ймовірністю протікає руйнування межами зерен, що викликає найбільш грубі руйнування. За малих амплітуд навантаження найбільш вірогідний механізм внутрішньозеренного руйнування. Зроблено висновок, що з цими відмінностями пов'язана висока чутливість методу коерцитивної сили до розвитку малоциклової втоми і значно менша – до багатоциклової втоми.

Том 17 Номер 2

  • УДК 53.053:004.383.4
    Р. Ю. Мелентьев

    Одесский национальный политехнический университет, Одесса, e-mail: 15KGrant@mail.ru

  • КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ В ЭЛЕМЕНТАРНОМ ОБЪЕМЕ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
    Створена і досліджена комп'ютерна модель теплового поля структурних фаз полімерних композиційних матеріалів в елементарному об’ємі. Визначено відмінність процесу розподілу теплоти на поверхні і по осі окремого волокна і елементарної комірки. Встановлено тепловий вплив полімерної матриці на волокно.
  • УДК 539.3
    М. В. Чернобрывко*, канд. техн. наук, К. В. Аврамов*, д-р техн. наук, В. Н. Романенко*, Т. Я. Батутина**, В. А. Пирог**

    * Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: kvavr@kharkov.ua
    ** ГП «КБ Южное», г. Днепропетровск, e-mail: info@yuzhnoye.com

  • ДИНАМИЧЕСКАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ОБТЕКАТЕЛЕЙ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ В ПОЛЕТЕ
    Досліджується динамічна нестійкість обтічників ракет-носіїв у польоті. Оскільки більшу частину польоту ракета рухається з надзвуковою швидкістю, то для опису тиску газу, що діє на обтічник, застосовується поршнева теорія. Обтічник ракети-носія описується параболічною оболонкою. Для отримання рівнянь коливань застосовується метод заданих форм. Досліджуються властивості коливань обтічника.
  • УДК 539.42
    Ф. Ф. Гасанов, канд. техн. наук

    Азербайджанский технический университет, г. Баку, Азербайджан, e-mail: hff74@mail.ru

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАРОЖДЕНИЯ ТРЕЩИНЫ СДВИГА В ВОЛОКНЕ КОМПОЗИТА, АРМИРОВАННОГО ОДНОНАПРАВЛЕННЫМИ ВОЛОКНАМИ
    Запропоновано модель зародження тріщини зсуву у волокні композиту з періодичною структурою, що ґрунтується на розгляді зони тріщиноутворення. Вважається, що зона процесу тріщиноутворення являє собою шар скінченної довжини, що містить матеріал з частково порушеними зв’язками між окремими структурними елементами. Наявність зв’язків між берегами зони передруйнування моделюється прикладанням до поверхні цієї зони сил зчеплення, викликаних відсутністю зв’язків. Аналіз граничної рівноваги зони передруйнування при поперечному зсуві виконується на основі критерію граничного зсуву зв’язків матеріалу.
  • УДК 539.375
    Э. И. Зульфугаров

    Азербайджанский технический университет, г. Баку, Азербайджан, e-mail: sopromat-v@mail.ru

  • ТЕРМОУПРУГОЕ НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ В ТОРМОЗНОМ БАРАБАНЕ С ЗОНОЙ ПРЕДРАЗРУШЕНИЯ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ
    Розроблено розрахункову модель, в рамках якої описується тріщиноутворення у барабані гальмівного механізму під дією температурних напружень під час гальмування автомобіля. Взаємодія берегів зони передруйнування моделюється введенням між ними ліній пластичного ковзання. Отримано співвідношення для визначення критичного значення інтенсивності теплової дії, за якої у барабані гальмівного механізму відбудеться тріщиноутворення.
  • УДК 519.6
    О. О. Литвин, канд. фіз.-мат. наук*, Н. І. Штепа, канд. фіз.-мат. наук*, C. І. Кулик, канд. фіз.-мат. наук**, О. С. Чорна*

    * Українська інженерно-педагогічна академія, м. Харків, e-mail: loo71@bk.ru
    ** Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, e-mail: academ_mail@ukr.net

  • МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РОЗПОДІЛУ КОРИСНИХ КОПАЛИН ЗА ДОПОМОГОЮ ПОЛІНОМІАЛЬНИХ ІНТЕРЛІНАНТІВ НА СИСТЕМІ ПОХИЛИХ СВЕРДЛОВИН
    Запропонований метод моделювання розподілу корисних копалин за допомогою поліноміальних інтерлінантів на системі похилих свердловин, розміщених як в одній площині, так і довільним чином. Як експериментальні дані взято розподіл корисних копалин в кожній точці системи свердловин. Математична модель дозволяє обчислювати невідомий розподіл корисних копалин між свердловинами.
  • УДК 519.859
    А. М. Чугай, канд. техн. наук

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, Харьков, e-mail: chugay@ipmach.kharkov.ua

  • МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ НАЧАЛЬНЫХ РАЗМЕЩЕНИЙ В ЗАДАЧЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ СИСТЕМ ПЛОТНОУПАКОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ
    На основі квазі Ф-функцій побудовано математичну модель задачі щільного пакування неорієнтованих опуклих багатогранників у паралелепіпеді мінімальної висоти. На основі властивостей побудованої моделі запропоновано метод отримання різноманітних початкових розміщень багатогранників. Метод складається з трьох основних етапів. На перших двох вирішуються допоміжні задачі нелінійного програмування, які дозволяють отримати початкове розміщення багатогранників. На останньому етапі визначаються параметри відокремлюваних площин для квазі Ф-функцій.
  • УДК 536.24, 621.576.5
    О. В. Кошельнік, канд. тех. наук, Н. А. Чорна, канд. тех. наук

    Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України, м. Харків, e-mail: chernaya-nata@maіl.ru

  • ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ ВОДНЕВИХ ЕНЕРГОПЕРЕТВОРЮЮЧИХ СИСТЕМ ДЛЯ УТИЛІЗАЦІЇ ТЕПЛОВИХ ВТОРИННИХ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНИХ ТЕПЛОТЕХНОЛОГІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ
    Для утилізації низькотемпературних теплових вторинних енергоресурсів запропоновано схему енергоперетворюючого комплексу для одночасного вироблення теплової та електричної енергії із застосуванням водневої турбоустановки та термосорбційного компресора. Наведено етапи розрахунку основних елементів енерготехнологічного комплексу. Проведено аналіз його роботи в діапазоні температур димових газів на вході в теромосорбційний компресор 523–723 К та визначено основні характеристики водневого контуру енергосилової установки. Отримана електроенергія може бути використана для вироблення водню на технологічні потреби.
  • УДК.662.769.2
    С. О. Пилипенко

    Институт проблем машино-строения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: pilipenko.org@gmail.com

  • ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДОРОДА В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА
    Подано аналіз результатів досліджень викидів автотранспортними засобами при використанні різних видів палива в двигунах внутрішнього згоряння. Виявлено найбільш екологічно безпечне паливо з аналізу вуглеводневого палива і перспективних альтернатив застосування різних видів палива в автотранспорті. Розроблено методику скорочення викидів шкідливих речовин двигунами, яка базується на використанні водню на борту автомобіля як автономного виду палива , так і в суміші з різними видами палива.
  • УДК. 665.6
    О. В. Кравченко, канд. техн. наук, И. Г. Суворова, д-р техн. наук, И. А. Баранов, канд. физ.-мат. наук

    Институт проблем машино-строения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: krav@ipmach.kharkov.ua

  • МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВ-НОСТИ ГИДРОКАВИТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ В ТЕХНОЛОГИЯХ ПРОИЗВОДСТВА И СЖИГАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ТОПЛИВ
    Подано метод визначення ефективності гідрокавітаційної активації вуглеводневовмісних композиційних палив в технологіях їх виробництва та спалювання. Для цього введено поняття показника ефективності роботи кавітаційного обладнання, який дозволяє визначати режими гідрокавітаційної обробки паливних емульсій залежно від необхідної якості кінцевого одержуваного продукту.
  • УДК 621.789
    А. М. Савицкий, канд. техн. наук, М. М. Савицкий, докт. техн. наук, Ю. Н. Шкрабалюк

    Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, г. Киев, e-mail: sam@paton.kiev.ua

  • ОСОБЕННОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ ЗА СЧЕТ АКТИВАЦИИ ДУГИ
    Викладено результати застосування активуючих флюсів при зварюванні плавким електродом в захисних газах. Показано, що активуючі флюси забезпечують збільшення в 2‒3 рази глибини проплавлення та підвищення продуктивності зварювання порівняно з традиційним способом. Крім цього, застосування активуючих флюсів забезпечує зменшення погонної енергії зварювання, що позитивно впливає на властивості зварних з’єднань, підвищуючи їх холодостійкість.

Том 17 Номер 3

  • УДК 621.224
    А. В. Линник, А. В. Рябов

    ОАО «Турбоатом», Харьков, e-mail: riabov_a_v@mail.ru

  • ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ОАО «ТУРБОАТОМ» ДЛЯ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПРОТОЧНЫХ ЧАСТЯХ МОДЕЛЕЙ ПОВОРОТНО-ЛОПАСТНЫХ ГИДРОТУРБИН
    Наведено опис основного та допоміжного обладнання енергокавітаційного стенду ЭКС-100 гідротурбінної лабораторії ВАТ «Турбоатом». Показано, що гідравлічні стенди і засоби вимірювання, що застосовуються, а також застосовані процедури градуювання первинних датчиків забезпечують точність вимірювань, які відповідають вимогам коду модельних прийомо-здавальних випробувань гідротурбін та оборотних гідромашин IEC 60193.
  • УДК 621.314.21.045.001.5
    И. В. Лазарев

    Публичное акционерное общество «Украинский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт трансформаторостроения» – ПАО «ВИТ», г. Запорожье; e-mail: oemi@vit.zp.ua

  • ОСЕВЫЕ УСИЛИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ АКТИВНОЙ ЧАСТИ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПРИ ЗАПРЕССОВКЕ ОБМОТОК, ИЗМЕНЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
    Розглянуто трансформатори стрижневого типу, в яких пресування обмоток і торцевих ярем магнітної системи здійснюється за допомогою одних і тих же ярмових балок. З урахуванням сил тертя між ярмовими балками і ярмом визначено зусилля в елементах активної частини при змінюванні їх температури та вмісту вологи ізоляційних матеріалів. На числових прикладах вивчено вплив на зусилля в обмотках змінювання температури елементів активної частини та вмісту вологи в ізоляційних матеріалах.
  • УДК 539.375
    Н. М. Калантарлы, канд. физ.-мат. наук

    Институт математики и механики НАН Азербайджана, г. Баку, e-mail: nailyak1975@gmail.com

  • РАЗРУШЕНИЕ НЕРАВНОМЕРНО НАГРЕТОГО КОЛЬЦЕВОГО ДИСКА
    Запропоновано модель руйнування для нерівномірно нагрітого кільцевого диску, що ґрунтується на розгляді зони процесу руйнування поблизу кінчика тріщини. Прийнято, що зона руйнування (кінцева зона) являє собою шар скінченної довжини, що є частиною прямолінійної тріщини, в якому частково порушені зв’язки між його окремими структурними елементами. Наявність зв’язків між берегами тріщини в кінцевій зоні моделюється неперервним прикладанням до поверхні тріщини сил зчеплення , що стримують її розкриття. Отримано залежність граничної інтенсивності теплового впливу на кільцевий диск від довжини тріщини.
  • УДК 539.3
    М. А. Чугай, канд. техн. наук

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, Харьков e-mail: chugay@ipmach.kharkov.ua

  • ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ОКРЕСТНОСТИ ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ ЛОПАТОЧНОГО АППАРАТА ТУРБОМАШИН
    Досліджується вібраційний стан лопаткового апарата турбомашин з пошкодженнями. Моделювання об'єктів проводилося на підставі тривимірного підходу методу скінченних елементів з використанням спеціальних сингулярних скінченних елементів, що відображають особливості напружено-деформованого стану в околі вершини тріщини. Використання тривимірних скінченноелементних моделей забезпечило можливість детального аналізу вібраційної міцності елементів лопаткового апарата з пошкодженнями.
  • УДК 539.375
    В. М. Мирсалимов*, д-р физ.-мат. наук, А. Б. Мустафаев**, канд. физ.-мат. наук

    Институт математики и механики НАН Азербайджана г. Баку, e-mail: mir-vagif@mail.ru, e-mail: zer_bm@list.ru

  • ТОЧНОЕ РЕШЕНИЕ КОНТАКТНОЙ ЗАДАЧИ О ЧАСТИЧНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ БЕРЕГОВ ЩЕЛИ ПЕРЕМЕННОЙ ШИРИНЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ
    Розглядаються локальні зміни температури поблизу кінця щілини змінної ширини, порівнянної з пружними деформаціями. Задача про рівновагу щілини з частково контактуючими берегами під впливом зовнішніх розтяжних навантажень, наведеного температурного поля та зусиль на контактуючих поверхнях щілини зводиться до задачі лінійного спряження аналітичних функцій, При цьому вважається, що на деякій частині контакту виникає зчеплення берегів, а на решті можливе проковзування. Знайдено нормальні та дотичні напруження, значення розмірів кінцевої контактної зони.
  • УДК 534, 517.928
    А. А. Клименко, Ю. В. Михлин, д-р физ.-мат. наук

    Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» e-mail: muv@kpi.kharkov.ua

  • НОРМАЛЬНЫЕ ФОРМЫ КОЛЕБАНИЙ В НЕЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЕ, СОДЕРЖАЩЕЙ МАЯТНИКОВЫЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ
    Для аналізу системи з маятниковим гасником коливань використовується метод нелінійних нормальних форм коливань. У системі можна виділити пов'язану (нелокальну) і локалізовану форми коливань. У другому випадку більша частина енергії коливань зосереджена в маятниковому гаснику, тому локалізована форма коливань сприятлива для гасіння коливань пружної підсистеми. Проведено побудову нормальних форм коливань, досліджено їх стійкість.
  • УДК 517.95+518.517+519.6
    Ю. С. Литвинова*, К. В. Максименко-Шейко* **, д-р техн. наук, Т. И. Шейко*, д-р. техн. наук

    * Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: sheyko@ipmach.kharkov.ua
    ** Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина

  • МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕР-НОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ R-ФУНКЦИЙ
    В Амстердамі команда архітекторів (DUS Architects) працює над проектом, який має опанувати один з найважливіших напрямів розвитку тривимірного друку – будівництво будинків. В Китаї (Yingchuang New Materials) з’явився принтер, який може друкувати невеликі одно- та двоповерхові будівлі. В університеті Південної Каліфорнії професор Behrokh Khoshnevis розробив проект тривимірного принтера, який може "надрукувати" двоповерховий будинок протягом усього 24 годин. Одним з методів розв’язання проблеми задання інформації для друку є застосування теорії R-функцій, за допомогою якої в роботі побудовано математичну і комп’ютерну моделі будинку для подальшої їх реалізації на 3D-принтері.
  • УДК 539.3
    Н. А. Дёмина, канд. техн. наук

    Таврический государственный агротехнологический университет, г. Мелитополь, e-mail: deminanatasha@yandex.ru

  • МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ
    Описана математична постановка задачі про контактну взаємодію системи призматичних тіл. За допомогою теорії варіаційних нерівностей задача зводиться до проблеми мінімізації випуклого функціонала на випуклій множині функцій.
  • УДК 519.859
    А. М. Чугай, канд. техн. наук

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: chugay@ipmach.kharkov.ua

  • ОДИН ИЗ ПОДХОДОВ К ПОИСКУ ХОРОШИХ ЛОКАЛЬНЫХ МИНИМУМОВ В ЗАДАЧЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
    Запропоновано один із підходів, що дозволяє підвищити ефективність пошуку локальних мінімумів в задачах розміщення циліндрів. Запропонований підхід дозволяє вирішити проблему потрапляння в «погані» несуворі локальні мінімуми за рахунок заміни циліндрів на початковому етапі розв’язання задачі сфероціліндрами. Крім того, властивості математичної моделі, що ґрунтуються на вигляді ȹ-функцій, дозволили запропонувати спосіб значного скорочення часових і обчислювальних витрат при пошуку локальних мінімумів.
  • УДК 519.6
    О. О. Литвин, канд. фіз.-мат. наук, Є. Л. Хурдей

    Українська інженерно-педагогічна академія м. Харків, e-mail: hurdei@mail.ru

  • ПОЛІНОМІАЛЬНА ІНТЕРПОЛЯЦІЯ З ВІДОМИМИ ПРОЕКЦІЯМИ НА ДОВІЛЬНІЙ СИСТЕМІ N ГРУП ПРЯМИХ, ЯКІ СКЛАДАЮТЬСЯ З M ПАРАЛЕЛЬНИХ ПРЯМИХ
    Задано N груп прямих, кожна з яких складається з M паралельних прямих. Кожна пряма з однієї групи перетинається з усіма прямими з інших N – 1 груп. Вважається, що в точках перетину цих прямих задаються значення фінітної функції f(x, y) неперервної разом із своїми похідними першого порядку, носій якої квадрат [0, 1][0, 1]. Вважаються також відомими проекції, тобто інтеграли вздовж кожної із nm прямих, які поступають з комп'ютерного томографа. Розв'язується така задача: побудувати оператор наближення функції f(x, y), який не тільки інтерполює функцію у вказаних вузлах, але й також має вказані проєкції. Результати даної роботи можуть бути використані при неруйнівному контролі важливих деталей в машинобудуванні.

Том 17 Номер 4

  • УДК 621.165+533.6
    С. В. Папазов*, В. А. Яковлев**, канд. техн. наук, С. В. Ершов**, д-р техн. наук

    * Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», г. Харьков, e-mail: papazovsv@mail.ru
    ** Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: yava@ipmach.kharkov.ua; e-mail: yershov@ipmach.kharkov.ua

  • ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ В КОМПРЕССОРНОЙ РЕШЕТКЕ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ РЕЖИМОВ ОБТЕКАНИЯ
    Наведено результати чисельного моделювання двовимірної в’язкої турбулентної течії робочого тіла в трансзвуковій компресорній решітці у широкому діапазоні режимів обтікання. Подано докладний аналіз фізики течії на робочій та зривній гілках характеристики компресора, проведений із використанням візуалізації розрахункових даних, яка виконувалась за допомогою ізоліній чисел Маха та «чисельного шлірен-методу».
  • УДК 621.577
    В. А. Тарасова, канд. техн. наук, Д. Х. Харлампиди, д-р техн. наук

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, Харьков, e-mail: kharlampidi@ipmach.kharkov.ua, e-mail: tarasova@ipmach.kharkov.ua

  • ТЕРМОЭКОНОМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ НЕГЭНТРОПИЙНОГО ПОДХОДА К ФОРМИРОВАНИЮ СТОИМОСТИ ЦЕЛЕВОГО ПРОДУКТА
    Сучасний підхід до визначення ціни цільового продукту енергоперетворюючої системи ґрунтується на використанні апарату термоекономіки, що розглядає потоки ексергії як носії вартості, а ціну кінцевого продукту пов'язує з кожним етапом перетворення ексергії. На основі використання поняття про негентропію потоку запропоновано нову термоекономічну модель теплонасосної установки, що дозволяє проводити її термоекономічний функціональний аналіз з визначенням вартості деструкції ексергії в кожному елементі.
  • УДК 539.3
    Н. Н. Ткачук*, канд. техн. наук, А. Д. Чепурной**, д-р техн. наук, А. В. Литвиненко*, канд. техн. наук, Н. Б. Скрипченко*, Н. А. Ткачук*, д-р техн. наук

    * Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» г. Харьков, e-mail: tma@tmm-sapr.org
    ** УК «РейлТрансХолдинг», г. Москва

  • КОНТАКТ ПРЯМОУГОЛЬНОГО В ПЛАНЕ ПУАНСОНА СО СКРУГЛЕННЫМИ КРАЯМИ С ПОЛУПРОСТРАНСТВОМ
    Досліджується взаємодія прямокутного в плані пуансона зі скругленими краями з півпростором. Для аналізу розподілу контактного тиску застосований метод граничних елементів. Отримано характерні розподіли контактного тиску в сполученні пуансона з півпростором. Встановлено залежності максимальних контактних тисків від радіуса заокруглення країв.
  • УДК 539.3
    П. Э. Ахундова, канд. физ-мат. наук

    Институт математики и механики НАН Азербайджана, Азербайджан, г. Баку, e-mail: sopromat_v@mail.ru

  • ОПТИМАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ СМЕЩЕНИЙ ТОЧЕК ВНЕШНЕГО КОНТУРА ВТУЛКИ КОНТАКТНОЙ ПАРЫ С УЧЕТОМ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ШЕРОХОВАТОГО ВНУТРЕННЕГО КОНТУРА
    На основі моделі шорсткої поверхні тертя та принципу рівноміцності проведено теоретичний аналіз із визначення функції зміщення точок зовнішнього контуру втулки контактної пари з урахуванням перепаду температури в деталях контактної пари, Використовується розрахункова силова схема , що найбільш точно відповідає фізичній суті дійсного навантаження. Проведено мінімізацію напруженого стану втулки контактної пари за допомогою принципу рівноміцності. Знайдена функція зміщення точок зовнішнього контуру втулки забезпечує підвищення несучої здатності втулки контактної пари. Як приклад розглянуто розрахунок для контактної пари стосовно свердловинних штангових нафтових насосів.
  • УДК 539.3
    Н. А. Дёмина, канд. техн. наук

    Таврический государственный агротехнологический университет, г. Мелитополь, e-mail: deminanatasha@yandex.ru

  • ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ
    Пропонується новий підхід до моделювання контактної взаємодії системи тіл. Для забезпечення варіативності розроблено методологію параметризації. Вона охоплює всі етапи досліджень. Зокрема, на прикладі елементів штампового оснащення проілюстровані результати розрахунків напружено-деформованого стану системи із трьох тіл.
  • УДК 519.63:532.5
    А. Я. Бомба*, д-р. техн. наук, А. П. Сафоник**, канд. техн. наук

    * Рівненський державний гуманітарний університет e-mail: abomba@ukr.net
    ** Національний університет водного господарства та природокористування м. Рівне, e-mail: safonik@ukr.net

  • МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ОЧИЩЕННЯ ВОДИ ФІЛЬТРОМ-ОСВІТЛЮВАЧЕМ ІЗ ШАРОМ ЗАВИСЛОГО ОСАДУ
    Сформовано та проаналізовано математичну модель очищення води у фільтрі-освітлювачі з урахуванням впливу дози реагенту та незворотної коагуляції домішкових частинок. Побудовано алгоритм числово-асимптотичного наближення розв’язку відповідної модельної малонелінійної просторової задачі для системи диференціальних рівнянь типу «конвекція-дифузія-масообмін». На цій основі проведено комп'ютерний експеримент.
  • УДК 681.5.015.63
    А. В. Горошко, канд. техн. наук, В. П. Ройзман, д-р. техн. наук

    Хмельницький національний університет, м. Хмельницький, e-mail: iftomm@ukr.net

  • ПАРАМЕТРИЧНИЙ СИНТЕЗ ДОПУСКІВ ЯК МНОЖИННА ОБЕРНЕНА ЗАДАЧА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ СКЛАДНИХ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ
    Розглянутий сучасний стан проблеми параметричного синтезу допусків. Запропоновані формалізація і розв’язання задачі параметричного синтезу допусків як оберненої задачі забезпечення працездатності складних технічних систем з використанням сучасних підходів до розв’язку обернених задач загалом і параметричного синтезу зокрема. Для побудови області працездатності технічної системи запропоновано розв’язувати задачу обґрунтованого вписування поля допусків у вигляді гіперпаралелепіпеда в область працездатності за допомогою критерію вартості. Показано, що для уточнення апроксимації області працездатності полем допусків ефективним є використання нерегулярних сіток та методу параметричного синтезу за критерієм запасу працездатності.
  • УДК 62–932.2:62–932.4
    О. В. Кравченко, канд. техн. наук, А. И. Глинько

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: krav@ipmach.kharkov.ua

  • ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА В ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДПЛАМЕННОЙ АКТИВАЦИИ КОМПОЗИЦИОННЫХ ТОПЛИВ
    Створена експериментальна установка для дослідження процесів ультразвукового впливу на пилоподібні палива з метою їх передполум'яної активації. Експериментально визначені фракції пиловугільного палива (розміром від 140 до 640 мкм), які схильні до максимального ультразвукового диспергування. Показана доцільність застосування ультразвукового впливу в процесах підготовки та спалювання пилоподібних палив в енергогенеруючих установках малої потужності.
  • УДК 662.951.2
    А. Н. Попович*, А. А. Климаш**, канд. техн. наук

    * Технологический институт Восточноукраинского национального университета им. В. Даля, г. Северодонецк, e-mail: deseretwind@ukr.net
    ** Институт химических технологий Восточноукраинский национальный университет им. В. Даля, г. Рубежное, e-mail: ankl-80@rambler.ru

  • РАЗРАБОТКА КАТАЛИТИЧЕСКИ СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ГОРЕЛОК ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОЦЕССОВ
    Експериментально підтверджена працездатність і надійність розроблених пальників в умовах високих температур і великих термічних навантажень. Результати дослідження показують збільшення ефективності, зниження емісій токсичних газів, стабільну роботу при різних режимах і співвідношеннях компонентів у горючій суміші, термічну стійкість мінерального каталізатора на основі магній-алюміній-хромової шпінелі.
  • УДК 004.942:621.384.6
    А. А. Черный, С. В. Мащенко, В В. Гончаров, канд. хим. наук

    Институт химических технологий Восточноукраинского национального университета им. В. Даля, г. Рубежное, e-mail: gonch_vit@rambler.ru

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ ИОН-АТОМНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ПРИ КОРПУСКУЛЯРНОЙ БОМБАРДИРОВКЕ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ
    Наведено результати моделювання іонної імплантації за допомогою створеної авторами програми "RIO" і нейронних мереж. Порівняння отриманих даних з реальними зразками показало високу точність зазначених методів при розрахунку параметрів геометрії поверхні, що свідчить про перспективність їх використання для прогнозування і контролю результатів іонної обробки з метою отримання необхідних характеристик імплантатів.