Журнал «Проблемы машиностроения» 2015 год

Том 18 Номер 1

Том 18 Номер 2

Том 18 Номер 3

Том 18 Номер 4

Том 18 Номер 5

Том 18 Номер 6

Аннотации

Том 18 Номер 1

  • УДК 621.165:532.6
    * А. В. Русанов, д-р техн. наук, * Н. В. Пащенко, канд. тех. наук, ** Р. А. Русанов

    * Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: rusanov@ipmach.kharkov.ua
    ** Институт проточных машин им. Р. Шевальского Польской академии наук (г. Гданьск, Польша)

  • ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ИНТЕРПОЛЯЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ АППРОКСИМАЦИИ УРАВНЕНИЯ IAPWS-95 ПРИ РАСЧЕТАХ ТЕЧЕНИЙ В ПРОТОЧНЫХ ЧАСТЯХ ПАРОВЫХ ТУРБИН
    Запропоновано підхід до апроксимації рівнянь стану води і водяної пари (IAPWS-95) для розрахунків тривимірних в'язких течій у проточних частинах парових турбін. Метод побудовано на апроксимації складних термодинамічних функцій рівняння IAPWS-95 більш простими залежностями з коефіцієнтами стисливості, обчислюваними за допомогою інтерполяційних поліномів третього порядку.
  • УДК 532+541.11
    А. М. Левтеров, канд. техн. наук, К. Р. Умеренкова, канд. техн. наук

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

  • ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОЧИХ ТЕЛ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
    Запропоновано методику визначення параметрів фазових рівноваг та теплофізичних властивостей альтернативних енергоносіїв ненафтового походження, що використовуються у різноманітних теплотехнічних пристроях. Обчислювальні процедури грунтуються на оригінальній схемі термодинамічної теорії збурень. Особливостями методу є: обмеженість вихідної інформації, висока точність, можливість застосування для широкого класу речовин в будь-яких практично важливих діапазонах станів. Похибки розрахунків теплофізичних характеристик багатокомпонентних робочих тіл знаходяться на рівні звичайних експериментальних помилок.
  • УДК 534.1:539.3
    І. В. Янчевський, д-р техн. наук

    Інститут механіки ім. С. П. Тимошенка НАН України м. Київ, e-mail: yanchevsky@ukr.net

  • НЕСТАЦІОНАРНІ КОЛИВАННЯ ЕЛЕКТРОПРУЖНОЇ ПОЛОГОЇ СФЕРИЧНОЇ ОБОЛОНКИ
    Наведено чисельно-аналітичний метод розв’язання задачі про нестаціонарні вісесиметричні коливання пологої сферичної оболонки, яка складена з тонких пружного та електропружного шарів, при імпульсному електромеханічному навантаженні. Постановка задачі виконана в рамках теорії тонких електропружних оболонок. Для розв’язання задачі використовуються інтегральне перетворення Лапласа за часовою координатою, розвинення шуканих функцій у ряди і методи теорії інтегральних рівнянь. Розробленим підходом задача зведена до системи інтегральних рівнянь Вольтерра II-го роду, розв’язання якої виконано чисельно. Наведені результати розрахунків та їх аналіз для різних варіантів закріплення краю оболонки при східчастому механічному і електричному її навантаженнях. Отримані розрахункові вирази дозволяють досліджувати коливання нестаціонарно навантаженого електропружного конструктивного елемента у вигляді пологої сферичної оболонки чи круглої пластини (за умови достатньо великого значення радіуса кривини поверхні з’єднання шарів) і при інших варіантах граничних умов як механічної, так і електричної групи. Викладений підхід може бути узагальнений на випадок секціонованого струмопровідного покриття електропружного шару. До переваг методу слід віднести простоту чисельної реалізації та можливість контролю точності результатів.
  • УДК 539.3; 539.4
    Н. Г. Гармаш, канд техн. наук

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

  • ДОСЛІДЖЕННЯ КОЛИВАНЬ ВАЛОПРОВОДУ ТУРБОАГРЕГАТА Т-250/300-240 ПРИ ПРОСАДЦІ ОПОР ТА МИТТЄВОМУ РОЗБАЛАНСУВАННІ
    Описується чисельне моделювання коливань валопроводу турбоагрегата Т-250/300-240 з початковими та набутими при експлуатації дефектами. Використовується методичне та програмне забезпечення, яке дозволяє визначати вібраційні характеристики дефектів із використанням стрижневих розрахункових моделей. Одержані віброознаки експлуатаційних дефектів можуть бути використані для оцінки їх наявності і розвитку на працюючому турбоагрегаті.
  • УДК 539.375
    Н. М. Калантарлы, канд. физ.-мат. наук

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

  • РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ ТРЕЩИНООБРАЗОВА¬НИЯ В КРУГОВОМ НАГРЕВАЕМОМ ДИСКЕ
    Розроблено розрахункову модель, в рамках якої можливо описати тріщиноутворення в круговому дискові під дією температурних напружень. Вважається, що температурне поле в круговому дискові має осьову симетрію, а пружні характеристики та коефіцієнт лінійного температурного розширення матеріалу не залежать від температури. Отримано співвідношення для визначення критичного значення інтенсивності теплової дії, за якої в круговому дискові відбудеться тріщиноутворення.
  • УДК 539.3
    * Ю. М. Бусяк, д-р техн. наук, ** А. В. Ткачук, канд. техн. наук, *** Н. А. Дёмина, канд техн. наук, ** Н. Б. Скрипченко, * И. В. Мазур

    * ГП «ХКБМ им. А. А. Морозова», г. Харьков
    ** Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» e-mail: tma@tmm-sapr.org
    *** Таврический государственный агротехнологический университет,г. Мелитополь, e-mail: deminanatasha@yandex.ru

  • ПРОБЛЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАЩИЩЕННОСТИ КОРПУСОВ ЛЕГКОБРОНИРОВАННЫХ МАШИН: ПОСТАНОВКИ И ПОДХОДЫ К РЕШЕНИЮ
    Стаття містить загальну постановку задачі забезпечення бронезахищеності корпусів легкоброньованих машин. Описані загальні підходи до її розв'язання. Крім того, сформульована задача проектно-технологічного забезпечення бронестійкості.
  • УДК 621.314.21.045.001.5
    * И. В. Лазарев, ** В. Г. Шевченко, канд. техн. наук

    * Публичное акционерное общество «Украинский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт трансформаторостроения», г. Запорожье, e-mail: oemi@vit.zp.ua
    ** Запорожский национальный технический университет, e-mail: kafedra_mex@zntu.edu.ua

  • ОСЕВЫЕ УСИЛИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ АКТИВНОЙ ЧАСТИ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПОСЛЕ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
    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 після коротких замикань. На числових прикладах вивчено вплив на зусилля в обмотках осьових сил короткого замикання.
  • УДК 539.3
    Н. А. Дёмина, канд техн. наук

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

  • ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ
    Запропоновано для оперативного моделювання напружено-деформованого стану елементів штампового оснащення застосувати експрес-моделі. Вони дають змогу із достатньою точністю визначати задовільні для практики якісні та кількісні залежності характеристик напружено-деформованого стану елементів розділових штампів від конструктивно-технологічних параметрів. На прикладі вирубної матриці штампа досліджено зміну технологічного зазору залежно від її висоти та товщини.
  • УДК 519.85
    А. В. Панкратов, д-р. техн. наук, Т. Е. Романова, д-р. техн. наук, А. А. Коваленко

    Институт проблем машиностроения им А. Н. Подгорного НАН Украины, Харьков, e-mail: AnnKovalenko@email.ua

  • ЗАДАЧА РАВНОВЕСНОЙ КОМПОНОВКИ ЦИЛИНДРОВ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КОНТЕЙНЕРЕ МИНИМАЛЬНОГО РАДИУСА
    Розглядається задача рівноважної компоновки однорідних кругових циліндрів на стелажах циліндричного контейнера з урахуванням обмежень поведінки таким чином, щоб радіус контейнера і відхилення центра мас механічної системи від заданого значення були мінімальними. Будується математична модель рівноважної компоновки циліндричних об’єктів у вигляді задачі нелінійного програмування з використанням phi-функцій. Пропонується ефективний алгоритм пошуку локально-оптимальних розв’язків. Наводяться результати чисельних експериментів.
  • УДК 620.92
    В. В. Филенко

    Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України, м. Харків, e-mail: fylenko@gmail.com

  • ДО ПИТАННЯ ВИЗНАЧЕННЯ ДІЙСНИХ ГЕЛІОЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ
    Подано результати моделювання фотоелектростанцій у програмних комплексах RETScreen і PVSYST, їх порівняння з розрахунковою моделлю та результатами функціонування реальної станції. Наведено підходи до визначення потенціалу сонячної енергетики та класифікацію фотоелектричних панелей. Описано технологічну схему лабораторно-дослідного стенда. Зроблено рекомендації щодо сфери застосування програмних комплексів RETScreen 4.0 та PVSYST V5.56.
  • УДК. 662.769.2
    С. О. Пилипенко

    Институт проблем машиностроения м. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: PilipenkoSergey7@gmail.com

  • ОБЗОР ЗАРУБЕЖНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ВОДОРОДА В КАЧЕСТВЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
    Проаналізовано динаміку розвитку світового енергетичного ринку з урахуванням зростання чисельності населення. Розглянуто проблему викидів СО2 від згоряння вуглеводневих палив транспортними засобами. Висвітлено найбільш перспективні альтернативні види палива, що є похідними від інших ресурсів, відмінних від нафти. Проаналізовано відсоток потенційно застосовуваних альтернативних видів палива на автотранспорті. Шляхом дослідження цілого ряду факторів визначено, що водень – найбільш перспективне джерело енергії. Продемонстровано, що кінцева мета водневої технології передбачає витіснення викопних видів палива з автозаправного ринку, що є найкращим шляхом для забезпечення якнайшвидшого впровадження екологічно чистого енергоносія.

Том 18 Номер 2

  • УДК 539.3, 621.165
    Н. Г. Шульженко, д-р техн. наук, П. П. Гонтаровский, канд. техн. наук, Ю. И. Матюхин, канд. техн. наук

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: shulzh@ikharkov.ua

  • РЕСУРС ДИСКА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ С НАЧАЛЬНЫМИ ДЕФЕКТАМИ В ОБЛАСТИ РАЗГРУЗОЧНЫХ ОТВЕРСТИЙ ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ
    Розглядається вплив гіпотетичних дефектів (забоїни і подряпини) у зоні паророзвантажувальних отворів на ресурс диска ротора середнього тиску турбіни К-300-240-2 при повзучості. Розвиток ушкоджень диска розглядається в тривимірній постановці методу скінченних елементів при спільному розв’язанні зв’язаних рівнянь повзучості й розсіяної пошкоджуваності із феноменологічними параметрами: скалярним і векторним, що відповідають в’язкому й крихкому руйнуванню матеріалу. Показано, що за наявності дефектів скорочується час до зародження тріщини, але збільшується час її розвитку до критичного розміру. Незначні ушкодження в області розвантажувальних отворів можуть суттєво впливати на ресурс диска.
  • УДК 539.375
    Ш. Г. Гасанов, д-р. техн. наук

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

  • ВОЗДЕЙСТВИЕ МАЛЫХ ВЫТОЧЕК И УТОЛЩЕНИЙ НА РОСТ КОГЕЗИОННОЙ ТРЕЩИНЫ В ПЛАСТИНЕ, РАСТЯГИВАЕМОЙ ДВУМЯ СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ СИЛАМИ
    Розглядається тонка ізотропна пластина постійної товщини повсюди, за винятком деяких областей S1 та S2 поблизу кінців наскрізної прямолінійної тріщини зі зв’язками між берегами на продовженні тріщини. Пластина розтягується двома зосередженими силами. Вважається, що процес руйнування локалізовано в кінцевій зоні, що розглядається як частина тріщини і може порівнюватися з розміром тріщини. Досліджується плоска задача механіки руйнування відносно гальмування когезійної тріщини малими змінами товщини матеріалу на шляху її зростання. Крайова задача відносно рівноваги когезійної тріщини в пластині під впливом зовнішніх розтягувальних сил зводиться до розв’язання нелінійного сингулярного інтегрального рівняння. Із розв’язання цього рівняння знайдено напруження в зв’язках. Розглянуто найбільш поширені на практиці форми виточок та стовщень.
  • УДК 539.375
    В. М. Мирсалимов, д-р физ.-мат. наук, П. Э. Ахундова, канд. физ.-мат. наук

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

  • МИНИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ РАЗРУШЕНИЯ ВТУЛКИ ФРИКЦИОННОЙ ПАРЫ
    Розглядається задача механіки руйнування для втулки фрикційної пари в процесі роботи. Вважається, що втулка поблизу поверхні тертя ослаблена однією прямолінійною тріщиною. На основі моделі шорсткої поверхні тертя та мінімаксного критерію проведено теоретичний аналіз із визначення функції переміщень точок зовнішнього контуру втулки фрикційної пари , що забезпечує мінімізацію параметрів руйнування втулки фрикційної пари. Знайдена функція переміщень точок зовнішнього контуру втулки забезпечує підвищення несучої здатності втулки фрикційної пари. Як приклад розглянуто розрахунок для фрикційної пари стосовно свердловинних штангових насосів.
  • УДК 621.314.21.045.001.5
    И. В. Лазарев

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

  • ПРОВЕРКА ИЗГИБНОЙ ПРОЧНОСТИ ПРОВОДНИКОВ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПРИ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ
    Для обмоток силових трансформаторів стрижневого типу розроблено метод перевірки міцності провідників усіх застосовуваних типів перерізу при згинанні осьовими та радіальними електромагнітними силами коротких замикань. Вивчено вплив ряду факторів на міцність провідників і показано шляхи її підвищення. Результати роботи використовуються для розрахунку електродинамічної стійкості обмоток при коротких замиканнях.
  • УДК 534.1:539.3
    И. В. Янчевский, д-р физ.-мат. наук

    Институт механики им. С. П. Тимошенко НАН Украины г. Киев, e-mail: yanchevsky@ukr.net

  • К ПРОБЛЕМЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВРЕМЕННОЙ ЗАВИСИМОСТИ НЕСТАЦИОНАРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ, ПРИЛОЖЕННОГО К УПРУГО-ДЕФОРМИРУЕМОМУ ЭЛЕМЕНТУ КОНСТРУКЦИИ
    Викладена методика ідентифікації залежності від часу нестаціонарного впливу, розподіленого на заданій області конструктивного елемента довільної геометрії, за значеннями величини, яка вважається більш доступною для виміру. У припущенні того, що реакція елемента лінійно залежить від шуканого впливу, розглянута задача зведена до системи лінійних алгебраїчних рівнянь відносно коефіцієнтів, через які шуканий вплив апроксимується кусково-сталою функцією. Для розв’язання системи використовується регуляризуючий алгоритм, який забезпечує стійкість результату до випадкових помилок у вхідних даних і похибок обчислень. Наведені результати конкретних розрахунків, які свідчать про ефективність методики.
  • УДК 519.859
    A. V. Pankratov, Doctor of Engineering Science, T. E. Romanova, Doctor of Engineering Science, A. M. Chugay, Ph.D of Engineering Science

    A. N. Podgorny Institute for Mechanical Engineering Problems, National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv, e-mail: impankratov@mail.ru, e-mail: sherom@kharkov.ua, e-mail: chugay@ipmach.kharkov.ua

  • OPTIMAL PACKING OF CONVEX POLYTOPES USING QUASI-PHI-FUNCTIONS
    Розглядається задача упаковки опуклих багатогранників у прямокутний контейнер мінімального об’єму. При цьому багатогранники припускають безперервні повороти та трансляції. Крім того, враховуються мінімально припустимі відстані між багатогранниками. Для побудови математичної моделі задачі як задачі нелінійного програмування використовуються вільні від радикалів квазі-phi-функції. Розроблено ефективний алгоритм розв’язання, який дозволяє зменшити розмірність задачі і обчислювальні витрати. Наведено числові приклади.
  • УДК 620.178.32,620.179.141:620191.33,539.4, 539.61
    К. В. Вакуленко*, канд. техн. наук, И. Б. Казак*, канд. техн. наук, Г. Я. Безлюдько **, канд. техн. наук, В. Г. Ярещенко*, канд. техн. наук, Е. И. Елкина**

    * Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: matsevlad@ipmach.kharkov.ua
    ** Фирма «Специальные научные разработки» г. Харьков, e-mail: mail@snr-ndt.com

  • ИЗМЕНЕНИЕ КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛЫ ПРИ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ ОБРАЗЦОВ ИЗ СТАЛИ 40Х
    Досліджено вплив циклічного навантаження та подальшого поверхневого пластичного деформування на змінення коерцитивної сили нормалізованої сталі 40Х. Встановлено, що в результаті циклічного навантаження коерцитивна сила збільшується в 1,5–2 рази в усьому інтервалі навантажень, при цьому найбільш суттєвий приріст Нс відзначено при малих значеннях пластичної деформації. Поверхневе пластичне деформування зразків, які частково вичерпали свою довговічність, приводить до зниження коерцитивної сили. Запропонована гіпотеза, що цей ефект пов’язаний із заліковуванням субмікронесуцільностей в структурі матеріалу, набутих в процесі циклічного навантаження.
  • УДК 536.2
    В. В. Соловей, д-р техн. наук, Н. Н. Зипунников, канд. техн. наук, А. А. Шевченко

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

  • ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЭЛЕКТРОЛИЗНЫХ СИСТЕМАХ С РАЗДЕЛЬНЫМ ЦИКЛОМ ГЕНЕРАЦИИ ГАЗОВ
    Розглянуто основні принципи реалізації електрохімічного методу отримання водню і кисню високого тиску з води з використанням матеріалів електродів зі змінною валентністю. Досліджено хімічну активність взаємодії електродних пар Ni - Fe, Ст.3 - Fe і 08Х18Н10Т - Fe з водним розчином їдкого калію. Надані рекомендації із застосування даного способу отримання газів з використанням як первинного джерела відновлюваних видів енергії.

Том 18 Номер 3

Том 18 Номер 4

Том 18 Номер 5

Том 18 Номер 6