Журнал «Проблемы машиностроения» 2017 год

Том 20 Номер 1

Том 20 Номер 2

Аннотации

Том 20 Номер 1

  • УДК 621.515
    * В. П. Парафейник, д-р техн. наук, * Н. С. Щербаков, ** А. А. Рябов, ** В. В. Шевчук, *** В. Н. Разношинский, * И. Н. Тертышный, * С. А. Прилипко

    * ПАО «Сумское НПО», г. Сумы,
    ** ГП ЗМКБ «Ивченко-Прогресс», г. Запорожье
    *** ПАО «Мотор-Сич», г. Запорожье

  • ВЫБОР СИСТЕМНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБОКОМПРЕССОРНОГО АГРЕГАТА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ. Ч. II. Методологические подходы к созданию блочно-комплектных турбокомпрессорных агрегатов для компрессорных станций газовой промышленности
    Розглянуто особливості створення агрегатів типу ГПА-Ц та їх доводка на основі результатів натурних випробувань агрегату ГПА-Ц-6,3А/56-1,45 в складі стенда замкнутого контуру. Показано, що це дозволяє отримати характеристики ефективності роботи основних і допоміжних систем, а також системну характеристику агрегату.
  • УДК 621.165
    А. И. Бабаев

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: babayev_ai@mail.ru

  • АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ КОМБИНИРОВАННЫХ СТОПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИХ КЛАПАНОВ ПАРОВЫХ ТУРБИН
    Наведено аналіз сучасних конструкцій комбінованих стопорно-регулюючих клапанів для потужних паротурбінних установок. Порівняльний аналіз дозволив визначити основні переваги та недоліки конструкцій, надійність їх експлуатації. Визначено, що використання наведених конструкцій приводить до зниження гідравлічного опору, металоємності та значно спрощує компонування вузла паророзподілу.
  • УДК 632.5
    (1,2) О. Л. Андреева, (1,3) А. О. Костиков, д-р техн. наук, (2,3) В. И. Ткаченко, д-р физ.-мат. наук

    (1) Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: andreevaoksana@kipt.kharkov.ua, e-mail: kostikov@ipmach.kharkov.ua
    (2) Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины
    (3) Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, e-mail: tkachenko@kipt.kharkov.ua

  • АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И НЕЙТРАЛЬНЫЕ КРИВЫЕ СТАЦИОНАРНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ РЭЛЕЯ ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОНВЕКТИВНЫХ ЯЧЕЕК С ТВЕРДЫМИ И СМЕШАННЫМИ ГРАНИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ
    Отримано аналітичний розв’язок стаціонарної лінійної задачі Релея для конвективної комірки в циліндричній геометрії з твердими граничними умовами. На його основі побудовано аналітичні вирази для нейтральних кривих у випадку твердих і змішаних граничних умов. Показано, що нейтральні криві з достатнім ступенем точності відповідають чисельним розрахункам, отриманим іншими авторами.
  • УДК 53.084;536.628.1
    О. С. Цаканян, канд. техн. наук, В. Н. Голощапов, канд. техн. наук, С. В. Кошель, канд. техн. наук, Н. Г. Ганжа

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: tsakoleg@rambler.ru

  • ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ УЧАСТКОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ МЕТОДОМ ЭТАЛОНА
    Розроблено методику вимірювань і конструкцію вимірювального приладу для визначення рівня теплових втрат на будь-якій ділянці трубопроводів незалежно від типу теплової ізоляції. Прилад являє собою встановлений на трубу корпус з екранами на внутрішніх поверхнях і отворами знизу та зверху для датчиків вимірювання температури й потоку повітря, якими визначаються теплові втрати в навколишнє середовище. Попередньо прилад градуюється в лабораторних умовах із застосуванням еталона теплової потужності, в якому вона рівномірно розподілена поверхнею ділянки, що імітує трубопровід. Еталон являє собою модель ділянки трубопроводу, що містить нагрівач та інтегральний датчик температури. Змінюючи діаметр отвору в торцевих кришках приладу, його можна застосовувати для вимірювання теплових втрат трубопроводів різного діаметра.
  • УДК 539.3
    (1) Е. А. Стрельникова, д-р техн. наук, (2) И. Г. Сирота, (3) А. В. Линник, (3) Л. А. Калембет, (3) В. Н. Зархина, (4) О. Л. Зайденварг

    (1) Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков
    (2) ПАО «Укргидроэнерго»
    (3) ПАО «Турбоатом», г. Харьков, e-mail: lynnyk@turboatom.com.ua
    (4) Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт»

  • ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВАЛА ГИДРОТУРБИНЫ ПРИ НАЛИЧИИ ТРЕЩИН
    Запропоновано методику визначення математичного очікування кількості років до руйнування вала гідротурбіни, що має дефектну зону. Припускається, що поблизу поверхні вала можуть знаходитися мікродефекти, які розповсюджуються під дією прикладеного навантаження. Вивчається час (в роках), необхідний для того, щоб мікротріщина розвинулась до потрапляння в дефектну зону, що й призводить до руйнування вала.
  • УДК 539.3
    (1) В. И Гнитько, канд. техн. наук, (1) О. Ф Полищук, канд. техн. наук, (2) А. Ю. Черкасский, (2) Н. А. Ильичева, (2) С. В. Артемова, (3) Е. С. Кононенко

    (1) Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: gnit@ipmach.kharkov.ua
    (2) ПАО «Турбоатом», г. Харьков, e-mail: nad_tomil@ukr.net
    (3) ПАО «Укрнефтехимпроект», г. Харьков, e-mail: yehorkononenko@gmail.com

  • ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КРЕПЕЖА ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ГИДРОТУРБИН
    Розроблено методику чисельного аналізу напружено-деформованого стану основного силового кріплення гідротурбінного обладнання при статичному і динамічному навантаженні. Моделювання роботи фланцевого з’єднання зведено до формулювання контактної задачі про взаємодію болта з фланцями. Виконано числові дослідження статичного і динамічного напружено-деформованого стану силових болтових з’єднань гідротурбіни ПЛ40-В-700: вал турбіни – робоче колесо, вал турбіни - вал генератора, лопать – робоче колесо. Проведено випробування на циклічну втому циліндричних зразків сталі 25Х1МФ.
  • УДК 517.95+518.517
    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: m-sh@ipmach.kharkov.ua

  • АНАЛИТИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ПО ИНФОРМАЦИИ О ФОРМЕ ИХ СЕЧЕНИЙ
    Досліджено можливості та запропоновано методики функціонального представлення геометричного об'єкта в 3D за інформацією про рівняння границь перерізів відновлюваного об'єкта. Побудовано геометричні об'єкти з використанням апарату теорії R-функцій та програмного продукту, який його підтримує. Цей метод побудови геометричних об'єктів є універсальним засобом моделювання та візуалізації. Використання буквених параметрів істотно розширює конструктивні можливості реалізації моделювання геометричних об'єктів. Модель, що зберігається в пам'яті комп'ютера, дозволяє досліднику за допомогою програмних засобів інтерактивної тривимірної комп'ютерної графіки маніпулювати одержуваними просторовими образами, варіюючи значення буквених параметрів. Побудовані математичні моделі геометричних об'єктів є їх аналітичною ідентифікацією, про що свідчить відповідна візуалізація.
  • УДК 519.6
    О. М Литвин, д-р. фіз.-мат. наук, І. С. Томанова

    Українська інженерно-педагогічна академія, м. Харків

  • РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧІ ПРО ЗГИН ПЛАСТИНИ МЕТОДОМ СКІНЧЕННИХ ЕЛЕМЕНТІВ З ВИКОРИСТАННЯМ СПЛАЙНІВ П'ЯТОГО СТЕПЕНЯ НА ТРИКУТНІЙ СІТЦІ
    Розглянуто використання сплайнів 5-го степеня на трикутній сітці вузлів для розв’язання задачі про згин для жорстко защемленої пластини з рівномірним навантаженням. Результати проведеного обчислювального експерименту порівнюються з відомими результатами вчених.
  • УДК 536.2
    (1) Victor Solovey, D.Sc., (2) Leonid Kozak, PhD, (1) Andrii Shevchenko, (1) Mykola Zipunnikov, PhD, (3) Robert Campbell, (3) Fred Seamon

    (1) A. N. Podgorny Institute for Mechanical Engineering Problems, NAS of Ukraine, Kharkiv, e-mail: solovey@ipmach.kharkov.ua
    (2) Yuzhnoye State Design Office, Dnepr, Ukraine, e-mail: kozak_dp@mail.ru
    (3) CAP Holdings Company LLC, Monterrey, CA, USA, e-mail: rcampbell@capholdings.com, e-mail: fseamon@capholdingsco.com

  • HYDROGEN TECHNOLOGY OF ENERGY STORAGE MAKING USE OF WIND POWER POTENTIAL
    Описується розробка універсальних технологій, які можуть бути застосовані для забезпечення безперервної роботи опріснювальної установки при використанні енергії вітру. Розглянуто основні принципи реалізації електрохімічного методу отримання водню та кисню високого тиску з води із використанням матеріалів електродів зі змінною валентністю. Запропоновано систему зберігання хімічної енергії у вигляді стисненого водню до високих тисків з подальшим його застосуванням в паливному елементі, яка характеризується підвищенням надійності та експлуатаційної безпеки. Надано рекомендації із застосування даного способу отримання водню (кисню) з використанням як первинного джерела відновлюваних видів енергії, що відрізняються непостійністю надходження (сонце, вітер).
  • УДК 669.85/86+502.7
    П. М. Канило, д-р техн. наук, А. Л. Шубенко, чл.-кор. НАН Украины

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

  • ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА. ТОПЛИВНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
    Наголошується, що в XXI столітті перед теплоенергетикою як фундаментальною базою світової економіки поставлені історично важливі задачі з її подальшого розвитку з урахуванням обмеженості запасів нафти та природного газу, необхідності значного ресурсозбереження, більш широкого та ефективного використання альтернативних енергоносіїв, а також суттєвого зниження забруднення навколишнього середовища супертоксикантами. Обґрунтовується висновок, що глобальне потепління клімату – це антропогенно-екологічна реальність, пов'язана з різким зростанням населення планети, а також істотним підвищенням рівнів споживання та неефективного використання природних ресурсів.

Том 20 Номер 2

  • УДК 621.165
    Ю. О. Бахмутская, В. Н. Голощапов, канд. техн. наук

    Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: julia.bakhmutska@gmail.com

  • ТЕПЛОВОЕ И ТЕРМОНАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЯ РОТОРА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ТУРБИНЫ К-325-23,5 ПРИ ПУСКЕ ИЗ ХОЛОДНОГО СОСТОЯНИЯ
    Виконане розрахункове дослідження теплового і термонапруженого станів ротора циліндра високого тиску парової турбіни ПАТ «Турбоатом» потужністю 325 МВт на етапах прогріву та пуску турбіни iз холодного стану. Для визначення нестаціонарного теплового стану ротора отримані теплові граничні умови 3-го роду. Враховувався процес конденсації пари на поверхнях елементів ротора та мiжкорпусного простору. Запропонована зміна конструкції та умов прогріву ротора високого тиску в області переднього кінцевого ущільнення на етапі підготовки до пуску з холодного стану і показана можливість зниження рівня термічних напружень, що виникають при пуску турбіни.
  • УДК 621.515
    * Н. С. Щербаков, * В. П. Парафейник, д-р техн. наук, ** А. А. Рябов, ** В. В. Шевчук, *** В. Н. Разношинский, * И. Н. Тертышный, * С. А. Прилипко

    * ПАО «Сумское НПО», г. Сумы, e-mail: tkm@frunze.com.ua
    ** ГП ЗМКБ «Ивченко-Прогресс», г. Запорожье, e-mail: 035011@ivchenko-progress.com
    *** ПАО «Мотор-Сич», г. Запорожье, e-mail: ueugpa@motorsich.com

  • ВЫБОР СИСТЕМНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБОКОМПРЕССОРНОГО АГРЕГАТА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ. Ч. III. Исследование эффективности основных систем турбокомпрессорного агрегата ГПА-Ц-6,3А/56-1,45 по результатам его натурных испытаний.
    На стенді замкнутого контуру ПАТ «Сумське машинобудівне НВО» в процесі випробувань газоперекачувального агрегату типу ГПА-Ц-6,3А одержані характеристики енергетичної ефективності відцентрового компресора (ВК) природного газу і приводного газотурбінного двигуна на різних режимах їх роботи, а також дані про гідравлічні втрати в повітряприймальному та випускному трактах турбокомпресорного агрегату ГПА-Ц-6,3А/56-1,45, які впливають на енергетичну ефективність газотурбінного приводу. Одержані дані показали, що при розрахунковому режимі роботи ВК політропний коефіцієнт корисної дії досягає 85%, а ефективний ККД двигуна, на його номінальному режимі роботи, складає 30%, що відповідає технічним умовам на створення агрегату.
  • УДК 621.165:537
    А. А. Тарелин, чл.-кор. НАН Украины, А. В. Нечаев, А. Е. Хиневич

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

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ В ВЫХЛОПНОЙ ЧАСТИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ
    Подана інформація про електромагнітні випромінювання в зоні вихлопу турбіни, пов'язані з електризацією вологої пари. Наведені дані вимірів електромагнітного випромінювання за останнім ступенем турбіни. Описані ефекти впливу електромагнітних явищ на експериментальне електротехнічне устаткування, розміщене в конденсаторі турбіни. Обговорюються можливі механізми впливу електромагнітних випромінювань на ефективність і надійність турбоустановки.
  • УДК 632.5
    (1,2) О. Л. Андреева, (1,3) А. О. Костиков, д-р техн. наук, (2,3) В. И. Ткаченко, д-р физ.-мат. наук

    (1) Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: andreevaoksana@kipt.kharkov.ua, e-mail: kostikov@ipmach.kharkov.ua
    (2) Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины
    (3) Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, e-mail: tkachenko@kipt.kharkov.ua

  • КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН ВЯЗКОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКЕ С КОНИЧЕСКИ УГЛУБЛЕННЫМ ДНОМ И ТВЕРДЫМИ ГРАНИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ
    Розглянуто задачу про теплову конвекцію в’язкої нестискуваної рідини в циліндричній елементарній конвективній комірці з конічно поглибленим дном і твердими граничними умовами. Побудовані функції Стокса в циліндричній конвективній комірці, а також конічному поглибленні дна комірки. На підставі ефекту Фудзівари отримані модельні розподіли ліній струму Стокса в циліндричній елементарній конвективній комірці з конічно поглибленим дном і твердими граничними умовами.
  • УДК 539.3
    Ш. Г. Гасанов, д-р техн. наук

    Азербайджанский технический университет, г. Баку, e-mail: hssh3883@gmail.com

  • РЕШЕНИЕ КОНТАКТНОЙ ЗАДАЧИ ДЛЯ ПЛОСКОСТИ, ОСЛАБЛЕННОЙ ЩЕЛЬЮ ПЕРЕМЕННОЙ ШИРИНЫ, В НЕОДНОРОДНОМ НАПРЯЖЕННОМ ПОЛЕ
    Математично описано часткове закриття щілини змінної ширини в неоднорідному напруженому полі. Досліджується виникнення декількох ділянок контакту берегів щілини. Вважається, що на площадці контакту частково виникає зчеплення берегів, частково – їх проковзування. Задача про рівновагу щілини зводиться до задачі лінійного спряження аналітичних функцій. Знайдені контактні напруження та границі контакту.
  • УДК 539.3
    О. Ф Полищук, канд. техн. наук, К. В. Аврамов, д-р техн. наук, К. Б. Мягкохлеб, канд. техн. наук

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

  • ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВЫНУЖДЕННЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ КОЛЕБАНИЙ СТЕРЖНЕЙ С ПОПЕРЕЧНЫМИ ДЫШАЩИМИ ТРЕЩИНАМИ
    Експериментально досліджуються вимушені коливання стрижнів з поперечними тріщинами великої глибини, що дихають. Коливання стрижнів збуджуються кінематичним рухом закладення, що відтворюється за допомогою вібростенда. Результати аналізу коливань зображені на амплітудно-частотній характеристиці. Аналізуються Фур’є спектри періодичних коливань. Досліджуються області багатозначності коливань.
  • УДК 539.3
    S. A Morhun, PhD

    National university of shipbuilding named after admiral Makarov, Nikolaev

  • IMPROVING THE MATHEMATICAL MODELS APPLIED FOR THE SOLUTION OF SOLID ASSEMBLY CONSTRUCTIONS THERMOELASTICITY PROBLEM
    Викладено методику побудови уточненої скінченно-елементної математичної моделі збірних конструкцій типу «вал» − «втулка», що мають значне розповсюдження в енергомашинобудуванні. З використанням розроблених тривимірних скінченних елементів розв’язано контактну термопружну задачу для даного типу з’єднань. Отримано поле розподілу переміщень на торцевих контактуючих поверхнях валу та втулки, а також поле розподілу температур в з’єднанні.
  • УДК 539.375
    М. В. Мир-Салим-заде, канд. физ.-мат. наук

    Институт математики и механики НАН Азербайджана, г. Баку, e-mail: minavar.mirsalimzade@imm.az

  • ЧАСТИЧНОЕ ЗАКРЫТИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНЫХ ТРЕЩИН СО СВЯЗЯМИ В СТРИНГЕРНОЙ ПЛАСТИНЕ С ОТВЕРСТИЕМ
    Досліджується підкріплена стрингерами пружна ізотропна пластина, що має круговий отвір, з якого виходять прямолінійні тріщини зі зв'язками між берегами. Розглянуто випадок часткового закриття тріщин. Для визначення параметрів, що характеризують закриття тріщин, отримано сингулярне інтегральне рівняння, яке за допомогою процедури алгебраізації зведене до скінченної нелінійної алгебраїчної системи. Розв’язуючи алгебраїчну систему методом послідовних наближень, знайдені сили зчеплення в зв’язках, контактні напруження й розмір контактних зон тріщин.
  • УДК 517.95+518.517
    (1) Т. И. Шейко, д-р техн. наук, (1) К. В. Максименко-Шейко, д-р техн. наук, (1) Ю. С. Литвинова, (2) Д. А. Лисин, канд. техн. наук

    (1) Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, e-mail: sheyko@ipmach.kharkov.ua, e-mail: m-sh@ipmach.kharkov.ua
    (2) Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина e-mail: litjuli56@gmail.com

  • R-ФУНКЦИИ И ШЕВРОННЫЕ ПОВЕРХНОСТИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
    На основі теорії R-функцій розроблено методики і побудовано рівняння різноманітних оребрень теплопередаючих поверхонь, в тому числі шевронних. Оребрення ТВЕлів не тільки збільшує поверхню теплообміну, але й чинить великий вплив на гідродинаміку потоку, а тим самим і на коефіцієнт тепловіддачі. Отримані рівняння поверхонь було реалізовано на 3D-принтері. Шевронні передачі вирішують проблему осьової сили, однак через складність і високу вартість виготовлення їх застосовують рідше. Технологія 3D-друку дозволяє знизити собівартість і трудомісткість виготовлення продукції, у тому числі шевронних коліс. Аналітичний запис проектованих об'єктів дає можливість використовувати буквені геометричні параметри, складні суперпозиції функцій, що, в свою чергу, дозволяє оперативно змінювати їх конструктивні елементи. Властивість додатності побудованих функцій у внутрішніх точках об'єкта є зручною для реалізації 3D-друку.
  • УДК УДК 539.422.24:004.94; 621.317.42
    К. В. Вакуленко, канд. техн. наук, И. В. Библик, И. Б. Казак, канд. техн. наук

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

  • КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ДЕГРАДАЦИИ МАТЕРИАЛА В УСЛОВИЯХ ЦИКЛИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ
    Встановлено можливість застосування комплексного підходу, що грунтується на комп'ютерному моделюванні і коерцитиметрічному контролі, для оцінки втомної довговічності зразків сталі 40Х в початковому стані і після поверхневого пластичного деформування. Показано, що характерною рисою спільного використання магнітного контролю за коерцитивною силою і комп'ютерного моделювання є можливість виявлення початкових стадій зародження дефектів і запобігання їх розвитку до критичних розмірів.