Search

This paper reports a study of the frequencies and vibration modes of a vertical steel tank with a variable wall thickness in the ANSYS software suite using a finite-element model of vibrations of a tank with a volume of 3000 m3 for oil and petroleum products, hardened by a prestressed winding. The simulation was carried out for two variants of fixing the upper edge of the tank wall, which correspond to cases of absence or presence of tank coating. The estimation cases for the coefficients of the tension force of the wire relative to its tensile strength were investigated: at k1=0.2; k2=0.4; k3=0.6 and k4=0.8. Variation studies were carried out both taking into account the additional loads caused by the action of hydrostatic pressure from the maximum and half poured oil into the tank, and without oil. The magnitude of changes in the vibration frequencies of the tank wall without the influence of the coating varies within 12–27 % and when taking into account the influence of tank coating, 21–62 %, depending on the degree of filling of the tank. The revealed pattern relates to the fact that a decrease in the tension force of the filament in the winding leads to an increase in the frequency of oscillations. Thus, pre-stress can be applied to regulate the oscillation frequency of the tank wall. By decreasing which in the winding, it is possible to increase the natural frequencies of the wall and to lower the frequencies through an increase in the prestress. The research results can be used in the future as anti-seismic measures in the design and construction of steel vertical cylindrical tanks, as well as to improve the strength characteristics of existing cylindrical structures, Проведено дослідження частот та форм коливань вертикального сталевого резервуару при змінній товщині стінки в програмному комплексі ANSYS з використанням скінчено-елементної моделі коливань резервуару об'ємом 3000м3 для нафти-нафтопродуктів, зміцненого попередньо-напруженою обмоткою. Моделювання проводилося для двох варіантів закріплення верхнього краю стінки резервуара, які відповідають випадкам відсутності чи наявності покриття резервуара. Досліджувалися розрахункові випадки для коефіцієнтів сили натягу дроту щодо його межі міцності: при k1=0,2; при k2=0,4; при k3=0,6; при k4=0,8. Варіативні дослідження проводилися з урахуванням додаткових навантажень, викликаних дією гідростатичного тиску від максимально і наполовину налитої нафти в резервуар, і без нафти. Величина змін частот коливань стінки резервуара без впливу покриття варіюється в межах 12–27 %, а з урахуванням впливу покриття резервуару 21–62 %, залежно від ступеня наповнення резервуара. Виявлена закономірність у тому, що зменшення сили натягу нитки в обмотці призводить до підвищення частоти коливань. Таким чином, для регулювання частоти коливань стінки резервуара можна застосувати попередню напругу, зниженням якої в обмотці можна підвищити частоти власних коливань стінки, а знизити частоти через збільшення попередньої напруги. Отримані результати досліджень у перспективі можна використовувати як антисейсмічні заходи при проектуванні та будівництві сталевих вертикальних циліндричних резервуарів, а також для підвищення характеристик міцності існуючих циліндричних конструкцій

The paper considers the design of a two-component strain gauge construction for measuring pulsation characteristics in turbulent flows. The analysis is carried out and the shortcomings of the existing sensor models and their influence on the reliability and accuracy of the experimental results are shown. The limited frequency range of such sensors is also emphasized. The design of the previous types of sensors is based on a plate on which wire or film strain gauges are glued. In such models, the main part of the perceiving hydrodynamic pressure goes to the formation of stresses in the elastic plate, and only a small part (up to 4%) - to create stresses in the strain-sensitive elements. Such sensors require an increase in the size of sensitive elements, this causes an additional disturbance in the flow, which in turn also reduces the accuracy of the measurement. The use of glue in the design of the sensor is associated with adverse effects such as creep and aging of the glue. The proposed sensor used strain gauges in the form of constantan wires stretched parallel to each other, which helped to get rid of elastic plates and glue, and also reduced the size of the sensing element. A construction of the sensor is shown and its design is described. The sensor has a free vibration frequency in water of more than 300 Hz, which is more than an order of magnitude higher than the frequency of water flow oscillations. This allows a more accurate measurement of pulsation characteristics. The principle of operation of the strain gauge is considered. The presence in the construction of four correspondingly located tensile strands made it possible to measure the longitudinal and transverse components of the pulsation velocities in turbulent flows., Розглянуто конструкцію двокомпонентного тензометричного датчика для вимірювання пульсаційних характеристик у турбулентних потоках. Проведено аналіз існуючих моделей пристроїв та показано їхні недоліки, а також вплив цих недосконалих конструкцій на достовірність результатів експериментів та обмежений діапазон частот датчиків. Відмічено переваги запропонованого пристрою та наведено принцип дії датчика при використанні його для вимірювання поздовжньої та поперечної складових пульсаційних швидкостей у турбулентних потоках.

Дисертація присвячена розробці конструкції, обґрунтуванню основних параметрів та дослідженню функціонування наногенератора з генерацією гідроударів для впливу на пластову систему та її мікро- і нанопори з метою підвищення видобутку вуглеводнів. В дисертації проведено аналіз існуючих методів підвищення продуктивності нафтових свердловин та запропонований наногенератор, що встановлюється через муфту на гнучкій трубі колтюбіну для мобільної обробки нафтової свердловини. Проведені розрахунки з використанням програмної оболонки Mathcad дозволили встановити основні параметри наногенератора та визначити залежності тиску гідроудару від продуктивності насосного агрегату. Проведено аналіз отриманих даних. Розроблено стартап-проект для реалізації наногенератора, з дисковими соплами та п’єзоелементом, в якому проведено економічний аналіз існуючих рішень та наведено список переваг запропонованого технічного рішення. The dissertation is devoted to the design development, substantiation of the main parameters and investigation of the functioning of the nanogenerator with the generation of hydraulic shocks to influence the reservoir system and its micro- and nanopores in order to increase the production of hydrocarbons. In the dissertation, an analysis of the existing methods of increasing the productivity of oil wells was carried out and a nanogenerator was proposed, which is installed through a coupling on a flexible pipe of a coiled tubing for mobile treatment of an oil well. Calculations using the Mathcad software shell made it possible to establish the main parameters of the nanogenerator and to determine the dependence of the water hammer pressure on the performance of the pumping unit. An analysis of the received data was carried out. A start-up project for the implementation of a nanogenerator with disc nozzles and a piezo element was developed, in which an economic analysis of existing solutions was carried out and a list of the advantages of the proposed technical solution was given.

Анотація (укр.) Дисертація присвячена розробці конструкції, обґрунтуванню основних параметрів та дослідженню функціонування піскоструминного пристрою перфорації обсадної колони нафтової свердловини. В дисертації проведено аналіз існуючих методів перфорації обсадних колон та запропонований піскоструминний перфоратор з автономною бункерною ємністю з кварцовим піском для ерозійної перфорації обсадної колони та з інжекційною подачею піскової суміші. Проведені розрахунки з використанням програмної оболонки Mathcad дозволили встановити основні параметри перфоратора та визначити залежності коефіцієнта інжекції від подачі насосного агрегату. Проведено аналіз отриманих даних. Розроблено стартап-проект для реалізації перфоратора, в якому проведено економічний аналіз існуючих рішень та наведено список переваг запропонованого технічного рішення. The dissertation is devoted to the design development, substantiation of the main parameters and the study of the operation of the sandblasting device for perforating the oil well casing. The dissertation analyzed the existing methods of perforating casing strings and proposed a sandblast perforator with an autonomous bunker container with quartz sand for erosive perforation of the casing string and with an injection supply of sand mixture. The calculations made using the Mathcad software shell made it possible to establish the main parameters of the perforator and to determine the dependence of the injection coefficient on the supply of the pumping unit. An analysis of the received data was carried out. A start-up project for the implementation of a perforator was developed, in which an economic analysis of existing solutions was carried out and a list of the advantages of the proposed technical solution was given.

Extending the durability of functioning of the sensitive elements of radiation indicators and increasing their reliability and safety are the main requirements for producers of modern radiation reconnaissance and monitoring devices. The proposed solutions for construction improving of products provide for the usage of optical fibers and the corresponding formation of loop-shaped channels in the finished sensitive polymer element. Potential possibilities of using magnetic abrasive polishing for finishing channel surfaces are considered. For the chosen construction of the polishing head, the material and form of the powder particles composition and the process parameters are proposed. The effect of the frequency and amplitude of vibration of abrasive particles on the depth of their penetration into the surface layer of the polymer is investigated. It has been determined that the widest possibilities of using powders of the composition Fe - C - Si - Ti with a diameter of d = 50 – 400 μm have a mode when the pressure of the air flow by feeding particles is maintained at a level of 1 atm, the magnetic induction of the field in the working gap is 0.8 T, the vibration amplitude of the particles is a = 0.4 mm, and the vibration frequency varies in the range f = 25 – 30 Hz, Подовжити довговічність функціонування – головна вимога до виробників сучасних приладів радіаційної розвідки та контролю. Запропоновані рішення щодо вдосконалення конструкції виробів передбачають використання оптичних світловодів та відповідне формування канавок петлеподібного профілю у готовому чутливому полімерному елементі. Розглянуто потенційні можливості використання магнітно-абразивного полірування для фінішної обробки поверхонь канавки чутливих елементів дозиметрів з метою підвищення їх надійності та безпечності. Для вибраної конструкції полірувальної головки запропоновано матеріал та форму порошкової композиції і параметри процесу. Досліджено вплив частоти та амплітуди коливання часточок на глибину їх проникнення у поверхневий шар полімеру.

Процеси сепарації фаз є супутніми при протіканні більшості з основних процесів хімічних, нафтопереробних та металургійних виробництв для забезпечення якості первинної підготовки сировини, якості вихідного продукту та екологічної безпеки. У зв’язку з цим важливою науково-технічною задачею є підвищення ефективності та інтенсивності процесів сепарації гетерогенних багатокомпонентних сумішей. Розробка нових та вдосконалення існуючих способів сепарації є обов'язковою, оскільки більшість існуючих способів розділення, таких як відстоювання, фільтрування та центрифугування не дозволяють отримати очищений продукт який би відповідав сучасним вимогам, нормам та стандартам якості. На основі огляду літературних джерел був проведений аналіз існуючих способів розділення газорідинних сумішей та конструкцій, що їх реалізують. Було зроблено висновок, що на сьогоднішній день з точки зору питомих енерговитрат та ефективності сепарації найбільш оптимальними являються сепараційні пристрої основною діючою силою в яких є сила інерції. Широко розповсюдженими пристроями є жалюзійні сепараційні пристрої. Проаналізовано особливості протікання процесу розділення газокраплинних потоків в них, їх конструктивні особливості та методики розрахунку. Вказані їх основні переваги та недоліки а також шляхи щодо їх уникнення. На підставі проведеного аналізу запропонований новий спосіб розділення газорідинних сумішей з використанням динамічних сепараційних пристроїв, що дозволяють регулювати гідравлічний опір. У зв’язку з тим, що під час роботи даних сепараційних пристроїв потік викликає деформацію пружних відбійних елементів, які в свою чергу викликають зміну параметрів потоку необхідно вирішувати задачу гідроаеропружності. У зв’язку з цим було проаналізовано методи математичного моделювання процесу гідроаеропружної взаємодії потоку газу та/або рідини з пружними тілами. Після чого було зроблено висновок про доцільність проведення математичної ідентифікації параметрів математичних моделей гідроаеропружних явищ, що супроводжують процеси розділення гетерогенних систем методом вібраційно-інерційної сепарації. У зв’язку з тим, що метод вібраційно-інерційної сепарації гетерогенних сумішей на даний час майже не досліджений та широко розповсюджених конструкцій пристроїв або обладнання не існує, були розроблені та захищені патентами України на корисну модель нові конструкції динамічних сепараційних пристроїв. Описано їх принцип роботи та суть фізичних процесів, що в них протікають. Одним з таких процесів являється гідроаероропружна взаємодія газорідинного потоку та пружних елементів динамічних сепараційних пристроїв. Виходячи з особливостей роботи динамічних сепараційних пристроїв розроблена загальна методика проведення дисертаційних досліджень. Методика складається з послідовних етапів, що в свою чергу містять фізичні та числові експерименти задачами яких є визначення гідродинамічних показників та гідроаеропружних параметрів, таких як критичні швидкості, що призводять до втрати статичної та динамічної стійкості пружних елементів, визначення частот та амплітуд коливань а також дослідження впливу механічних коливань на газорідинний потік. Для проведення фізичних досліджень розроблена експериментальна установка, що враховує теорії подібності та дозволяє відтворити умови наближені до реальних режимів роботи сепараційного обладнання та динамічних сепараційних пристроїв, а саме потік газорідинної суміші швидкість якого може становити від 0,1 до 13,1 м/с (Re 882 - 115,6•103), і провести випробування дослідно-експериментальних зразків пружних елементів даних пристроїв, з метою визначення особливостей їх роботи. Для вирішення задач гідроаеропружності числовими методами застосовувався програмний комплекс ANSYS, що дозволяє вирішувати зв’язані задачі механіки рідини та деформівного тіла, в якому за допомогою модулю System Coupling можливо поєднати модулі Fluent та Transient Structural, що застосовуються для дослідження гідродинаміки руху рідини та напружено-деформованого стану конструкцій відповідно. Під час проведння теоретичних досліджень процесу роботи динамічних сепараційних пристроїв були розророблені математичні моделі взаємодії газорідинного потоку та пружних елементів динамічних сепараційних пристроїв. Для дослідження деформацій елементів викликаних потоком було використано метод скінченних елементів та основні його залежності. З статичного розрахунку попередньо здеформованого стану були отримані залежності для визначення максимальних деформацій пружних елементів динамічних сепараційних пристроїв. На основі розрахунку попередньо здеформованого стану пластин було проведено стаціонарний розрахунок гідроаеропружної взаємодії газорідинного потоку та пружних відбійних елементів за допомогою методу скінченних елементів, а саме матричних рівнянь. В даних рівняннях матриця жорсткості динамічного відбійного елемента визначається за допомогою чисельних та фізичних експериментів, та вектор узагальнених вузлових сил, до якого входить стаціонарна складова узагальнених зовнішніх сил, що теж визначається за допомогою чисельних та фізичних експериментів. Визначена критична швидкість дивергенції та за допомогою методу комплексних амплітуд була визначена критична швидкість флатеру. Також розроблена математична модель гідроаеропружної взаємодії потоку з пружними елементами синусоїдальної форми, в результаті розв’язання якої визначені такі характеристики як форма кривизни каналу в амплітудних значеннях та видовження каналу під дією гідродинамічного тиску. Враховуючи, що під час протікання процесу сепарації газорідинного потоку відбувається процес стікання плівки вловленої рідини, що суттєво впливає на його ефективність, за допомогою введення спрощень та допущень в систему рівнянь Нав’є-Стокса, що були замкнені рівняннями нерозривності були отримані залежності осередненої товщини тривимірної плівки рідини від розмірів осаджувальної поверхні, та осереднені значення швидкості. Також визначений кут відхилення вектору швидкості від вертикального напрямку. В результаті проведених числових та фізичних експериментів були визначені основні характеристики та робочі режими динамічних сепараційних пристроїв. Так в ході фізичних моделювань гідроаеропружної взаємодії потоку з пружними елементами були визначені власні частоти і амплітуди коливань при різних швидкостях потоку (2,6 – 11,6 м/с, Re: 22,9•103 - 102,4•103) та різних товщинах елементів (0,4•10-3 – 0,6•10-3 м). Визначені робочі режими пружних елементів, які виникають при різній швидкості потоку та відрізняються частотою та амплітудою коливань. Числові експерименти дозволили визначити максимальні деформації та сили прикладені до поверхні пружних елементів зі сторони потоку, при цьому за результатами моделювань виведені залежності, які дозволяють розраховувати розмах коливань від швидкості потоку, оцінку адекватності яких проведено за допомогою критерію Фішера. Дані, що були отримані в ході числового експерименту, дозволили провести ідентифікацію невідомих параметрів розробленої математичної моделі взаємодії потоку з пружними елементами синусоїдальної форми. В результаті аналізу отриманих результатів теоретичних та експериментальних досліджень розроблена інженерна методика розрахунку динамічних сепараційних пристроїв, яка включає послідовні етапи технологічних та конструктивних розрахунків і дозволяє визначити основні гідродинамічні показники та гідроаеропружні характеристики процесу взаємодії газокраплинного потоку та пружних відбійних елементів. На онові конструктивних особливостей даних пристроїв надані рекомендації щодо раціонального компонування у багатофазних розділювачах а також розроблена їх конструктросько–технологічна класифікація, внаслідок чого значно спрощується процес проектування, виготовлення та експлуатації. В процесі виготовлення експериментальної установки та пружних відбійних елементів і проведення фізичних досліджень процесу гідроаеропружної взаємодії були розроблені практичні рекомендації щодо компонування, кодування та складання, які дозволять відтворити параметри роботи динамічних сепараційних пристроїв та забезпечити ефективне протікання робочого процесу. In this regard, an important scientific and technical task is an intensification of the separation processes of heterogeneous multicomponent mixtures. The development of new, as well as improvement of existing separation methods is mandatory, since the most of the existing separation methods, such as settling, filtration and centrifugation, prevent obtaining a purified product that would comply to modern requirements, norms, and quality standards. An analysis of the gas-liquid separation methods and corresponding equipment design that was based on a literature review was conducted. It was concluded that today, from the perspective of specific energy consumption and separation efficiency, the most optimal separation devices are the devices with inertial separation force as the main operating force. Louver separation devices are such as widely used. The features of the gas-liquid separation process, the separation devices' design features, and the calculation methods were analyzed. Their main advantages and disadvantages, as well as ways to avoid them, are indicated. The new gas-liquid separation method by using dynamic separation devices is proposed based on conducted analysis. These devices allow the adjustment of the hydraulic resistance. Since the operation of these dynamic separation devices, the flow causes deformation of the elastic baffle elements, which in turn causes flow parameters to change, it is necessary to solve the hydroaeroelasticity problem. In this regard, the mathematical modeling methods of the process of hydroaeroelasticy interaction of a gas or gas-liquid flow with elastic elements were analyzed. Eventually, it was concluded that it is expedient to carry out a parameters identification of the mathematical models of hydroaeroelastic phenomena accompanying the heterogeneous systems separation processes by the vibration inertial separation method. The vibration-inertial separation method of the heterogeneous mixtures is currently almost not explored and widespread devices designs or equipment designs do not exist. In this regard, new designs of dynamic separation devices were developed and protected by Ukraine patents on a useful model. Operation principle and the physical processes essence, which take place in those devices are described. One of these processes is the hydroaeroelasticy interaction between gas-liquid flow and elastic elements of dynamic separation devices. Based on the operation peculiarities of dynamic separation devices, a general methodology for conducting dissertation research has been developed. The technique consists of successive stages, in turn, they contain physical and numerical experiments. That methodology allows determining hydrodynamic parameters and hydroaeroelastic characteristics, such as critical speeds leading to the static and dynamic stability loss of elastic elements, the vibrations frequencies, and amplitudes, as well as studying the effect of the mechanical vibrations on the gas-liquid flow. The experimental installation for physical research that considers the theory of similarity was developed. That installation makes it possible to recreate conditions close to the real operating modes of separation equipment and dynamic separation devices, namely, the gas-liquid mixture flow with speed range from 2 to 12 m/s (Re: 17,6•103 - 105,9•103), as well as to conduct experimental samples of the tests of the elastic elements of those devices, to determine their features operation. To solve the hydroaeroelasticity problems by numerical methods, the ANSYS software package was used, which makes it possible to solve related problems of fluid mechanics and a deformable body. In this software, using the System Coupling module, it is possible to combine the Fluent Flow and Transient Structural modules used to study the fluid flow hydrodynamic and the stress-strain state of structures, respectively. During theoretical studies of the operation process of dynamic separation devices, mathematical models of the gas-liquid flow and the interaction of the elastic elements of these devices were developed. The finite element method and its main dependencies were used to define the deformations of elastic elements caused by the flow. From the previously-deformed state static calculation, dependencies were obtained to determine the elastic elements' maximum deformations of the dynamic separation devices. Based on the previously-deformed state calculation of the plates, a stationary calculation of the hydroaeroelasticy interaction between gas-liquid flow and elastic baffle elements was carried out using the finite element method, namely, matrix equations. In these equations, the stiffness matrix of the elastic baffle element is determined using numerical and physical experiments. The vector of generalized nodal forces, which includes the stationary component of generalized external forces, is also determined using numerical and physical experiments. The critical divergence speed was determined, and the critical flutter speed was determined using the complex amplitudes method. The mathematical model of the hydroaeroelastic interaction between flow with sinusoidal elastic elements has been developed. The results of solving this model allow determining such characteristics as the channel curvature shape in amplitude values and the channel elongation under the hydrodynamic pressure action. During the process of gas-liquid stream separation, the liquid film draining process is occurring, which significantly affects the separation efficiency. By introducing simplifications and assumptions into the Navier-Stokes equations system, which are closed by the continuity equations, the dependences of the three-dimensional liquid film averaged thickness on the size of the settling surface and the velocity averaged values were obtained. The deviation angle of the velocity vector from the vertical direction is also determined. As a result of the performed numerical and physical experiments, the main characteristics and operating modes of dynamic separation devices were determined. Thus, during the physical modeling of the flow with elastic elements hydroaeroelastic interaction, natural frequencies and vibration amplitudes were determined at different flow velocities (2,6 – 11,6 m/s, Re: 22,9•103 - 102,4•103) and various element thicknesses (0,4•10-3 – 0,6•10-3 m). The operating modes of elastic elements, which arise at different flow rates and differ in oscillations frequency and amplitude have been determined. Numerical experiments made it possible to determine the maximum deformations and forces applied to the surface of the elastic element from the flow side. Based on the simulation results, the derived dependencies that allow calculating the range of fluctuations on the flow rate, the adequacy of which was assessed using the Fisher criterion. The data obtained in the course of the numerical experiment made it possible to identify the unknown parameters of the developed mathematical model of the interaction of the flow with a sinusoidal elastic element. As a result of the obtained results analysis of the theoretical and experimental studies, an engineering methodology for calculating dynamic separation devices was developed. The methodology includes sequential stages of technological and constructive calculations and makes it possible to determine the main hydrodynamic parameters and hydroaeroelastic characteristics of the gas-liquid flow and elastic baffle elements interaction process. Based on the devices' design features, given are recommendations for their rational layout in multiphase separators. Their design-technological classification has been developed, which allows simplifying the process of design, manufacture, and operation of dynamic separation devices. In the manufacturing process of the experimental installation and elastic elements, as well as conducting physical studies of the hydroaeroelastic interaction process, practical recommendations for layout, coding, and assembly were developed. These recommendations will allow reproduction of the operating parameters of dynamic separation devices and ensure the efficient passing of the working process.

Deviation of crane tracks from the regulatory requirements leads to the situation that when the crane running wheel moves on the rail there are significant shocks in the mechanism of movement, which negatively affect the strength and durability of not only the mechanism of movement, but also the metal structure of the crane. The article deals with the dynamic loads that arise when moving trucks and cranes of the bridge type. Basic dynamic loads occur during transients. Poor track conditions cause additional dynamic loads. The poor work is especially affected by such defects of crane rails as potholes on the rails and poor condition of the joints. The studies show that rail joints are in poor condition. A solution has been obtained which allows to determine the forces in elastic coupling, oscillation frequency and amplitude, which will significantly help to make more accurate calculations when designing cranes., Аннотация. Отклонение крановых путей от нормативных требований приводит к тому, что при прохождении кранового ходового колеса рельсовым путем в механизме передвижения возникают значительные толчки и удары, которые негативно влияют на прочность и долговечность не только механизма передвижения, но и металлоконструкции крана. В статье рассмотрены динамические нагрузки, возникающие при передвижении грузовых тележек и кранов мостового типа. Основные динамические нагрузки возникают при переходных процессах. Плохое состояние рельсовых путей приводит к появлению дополнительных динамических нагрузок. Особенно влияют такие отклонения подкрановых рельсов, как выбоины на рельсах и плохое состояние стыков. Проведенные исследования показывают, что рельсовые стыки находятся в неудовлетворительном состоянии. Получено решение, которое позволяет определить усилия в упругих связях, частоту колебания и амплитуду, что существенно поможет проводить более точные расчеты при проектировании кранов., Анотація. У статті розглянуті динамічні навантаження, які виникають під час пересування вантажних візків і кранів мостового типу. Основні динамічні навантаження з’являються під час переходних процесів. Поганий стан рейкових колій призводить до появи додаткових динамічних навантажень. Особливо на це впливають відхилення підкранових рейок, зокрема вибоїни на рейках і поганий стан стиків.

Results of theoretical and experimental studies aimed at establishing features of micro-cutting with abrasive grains characterized by active emission of slime and dust particles were presented. The slime particles are just partially withdrawn from the interaction zone and partially change surfaces of the tool and the workpiece of a carbon composite material, in particular, of carbon-carbon and carbon-polymer groups.The above materials possessing a complex of unique physical and mechanical properties are used in high-tech production though composites remain difficult to process materials. The problems manifest themselves to their utmost in making various apertures, shoulders, cutting of holes, processing edges.The study has shown that the phenomenon of dust and slime emission in abrasive processing of carbon-based non-dense composites and plastics results from sliding fracture and cyclic weakening of the surface non-dense layer which exhibits quasi-brittle properties under the action of fast-moving micro-indenters. Conditionality of the average slime particle sizes by normal stresses in the cutting zone and the magnitude of protrusion of diamond grains above the cutting surface of the tool was revealed.Since it was found that the particles formed during cutting are only partially withdrawn outside the cutting zone and the degree of removal decreases with an increase in the processing time, a conclusion on the cause of change in the state of the tool surface was drawn. The remaining slime and dirt change topography of the surface which results in the cutting zone temperature rise to critical values.It was shown that the use of tools with cyclic advance makes it possible to partially improve the condition of material processing which is relevant for the implementation of the processes of ring diamond drilling, processing with diamond saw blades. It was proved that the intermittent application of areas of the diamond-bearing layer reduces the phenomenon of dirt particle sticking to the surface of the working tool. Thus, the tool stays free of dirt for longer and the machining process is more efficient, Представлены результаты теоретико-экспериментальных исследований, направленных на установление особенностей микрорезания абразивными зернами, характеризующегося активным выделением шлама и пылевых частиц. Частицы шлама частично удаляются из зоны взаимодействия, а частично меняют поверхности инструмента и обрабатываемой заготовки из углеродистых композиционных материалов, в частности, углерод-углеродной и углерод-полимерной групп.Обладая комплексом уникальных физико-механических свойств, последние находят применение в высокотехнологичном производстве, одновременно композиты все еще остаются труднообрабатываемыми материалами. Максимально проблемы проявляются при выполнении различных отверстий, уступов, при вырезке окон, обработке кромок.Исследованием показано, что явление пыле- и шламообразования при абразивной обработке углеродистых полых композитов и пластиков представляется следствием скользящего разрушения и циклического разупрочнения поверхностного полого слоя, который выражает квазихрупкие свойства под действием быстродвижущихся микроинденторов. При этом выявлена обусловленность средних размеров частиц шлама нормальными напряжениями в зоне резания и величиной выступания алмазных зерен над режущей поверхностью инструмента.Поскольку установлено, что частицы, образующиеся при резке, частично удаляются за пределы зоны резания, и объем удаления уменьшается с ростом времени обработки, сделан вывод о причине изменения состояния поверхности инструмента. Оставленный шлам и грязь меняет топографию поверхности, в результате чего температура в зоне резания повышается до критических величин.Показано, что использование инструментов с циклической подачей позволяет частично улучшить условия обработки материала, что актуально для реализации процессов кольцевого алмазного сверления, обработки алмазным полотном. Доказано, что изменение участков алмазоносного слоя уменьшает явление налипания частиц грязи на поверхность рабочего инструмента. Таким образом, инструмент дольше остается без загрязнений и процесс обработки осуществляется эффективно, Представлені результати теоретико-експериментальних досліджень, направлених на установлення особливостей мікрорізання абразивними зернами, що характеризується активним виділенням шламу та пилових частинок. Частинки шламу частково видаляються із зони взаємодії, а частково змінюють поверхні інструменту та оброблюваної заготовки із вуглецевих композиційних матеріалів, зокрема, вуглець-вуглецевої та вуглець-полімерної груп.Володіючи комплексом унікальних фізико-механічних властивостей, останні знаходять застосування у високотехнологічному виробництві, водночас композити все ще залишаються важкооброблюваними матеріалами. Максимально проблеми виявляються при виконанні різних отворів, уступів, при вирізці вікон, обробленні крайок.Дослідженням показано, що явище пило- та шламоутворення при абразивній обробці вуглецевих порожнистих композитів та пластиків уявляється наслідком ковзного руйнування та циклічного роззміцнення поверхневого порожнистого шару, який виявляє квазікрихкі властивості під дією швидкорухомих мікроінденторів. При цьому виявлена обумовленість середніх розмірів частинок шламу нормальними напруженнями в зоні різання та величиною виступання алмазних зерен над різальною поверхнею інструмента.Оскільки встановлено, що частинки, які утворюються при різанні, лише частково видаляються за межі зони різання, і обсяг видалення зменшується зі зростанням часу обробки, зроблено висновок про причину зміни стану поверхні інструменту. Залишений шлам і бруд змінює топографію поверхні, внаслідок чого температура в зоні різання підвищується до критичних величин.Показано, що використання інструментів із циклічною подачею дозволяє частково поліпшити умови обробки матеріалу, що є актуальним для реалізації процесів кільцевого алмазного свердлування, обробки алмазним полотном. Доведено, що зміна ділянок алмазоносного шару зменшує явище налипання частинок бруду на поверхню робочого інструменту. Таким чином, інструмент довше залишається без забруднень і процес оброблення здійснюється ефективніше

Battery moulds have widely use for the formation elements of the house during its construction: partition panels, internal walls, floor plate. Cassette technology for the manufacture of reinforced concrete products is characterized by the simplicity of equipment, high productivity, but has a number of significant drawbacks: the use of moving concrete mixtures (cone draft 12 ... 16 cm) which leads to increased costs of cement; unsatisfactory in some cases the surface quality, which requires additional spatula work; heterogeneous indexes of strength in the height of the product. The paper presents results of experimental studies forms of natural oscillations of cassette devices with and without the without concrete. Analyzed the most favorable modes of cassette devices which based on the research. Presented results of numerical calculations, which are performed on the finite element method taking into account coefficients of influence are known from the course of strength of materials and show the value of the deflection from the action of the single load when considering the plate as a two-dimensional beam. The calculation model is obtained by dividing the letter into 7x16 finite elements. Five frequencies and their corresponding forms of oscillation have been obtained, the analysis of which has shown that the most acceptable from the technological point of view is the third form, which has two half-wave in the longitudinal direction with a nodal line in the middle of the plate. At fluctuations of separate sheets the account of the concrete mixture was carried out at the values of the coefficients of connection of the mass of concrete on both sides. Experimental studies of battery mould were carried out in natural conditions, measuring the amplitudes of oscillations of separate sheets using a special vibration sensor fixed on a telescopic rod and connected with an oscilloscope., Касетні установки отримали широке застосування для формування виробів будівництва: панелей перегородок, внутрішніх стін, плит перекриття. Касетна технологія виготовлення залізобетонних виробів характеризується простотою обладнання, високою продуктивністю, проте має ряд суттєвих недоліків: використання рухомих бетонних сумішей (осадка конуса 12…16 см), що призводить до підвищених витрат цементу; незадовільна в ряді випадків якість поверхні, що потребує додаткових шпаклювальних робіт; неоднорідні показники міцності по висоті виробу. В роботі представлені результати експериментальних досліджень форм власних коливань касетних установок з врахуванням і без врахування бетонної суміші. На основі досліджень проведено аналіз найбільш сприятливих режимів роботи касетної установки. Наведено результати чисельних розрахунків, які виконані по методу кінцевих елементів з врахуванням коефіцієнтів впливу, відомих із курсу опору матеріалів і які показують величину прогину від дії одиничного навантаження при розгляді пластини як двовимірної балки. Розрахункова модель отримана діленням листа на 7х16 кінцевих елементів. Отримано п’ять частот і відповідних їм форм власних коливань, аналіз яких показав, що найбільш допустимою з технологічної точки зору є третя форма, яка має дві напівхвилі в поздовжньому напрямку з вузловою лінією по середині пластини. Врахування бетонної суміші при коливаннях роздільних листів виконувалось при значеннях коефіцієнтів приєднання маси бетону з двох боків. Експериментальні дослідження касетних установок виконувались в натурних умовах, вимірюванням амплітуд коливань роздільних листів з використанням спеціального віброщупа, закріпленого на телескопічній штанзі і пов’язаного з осцилографом. Така конструкція датчика дозволила виміряти динамічний режим практично в любій точці площини листа при різних видах технологічного навантаження.

У даній статті розроблено методику дослідження впливу силових характеристик системи підресорювання бойових колісних машин на поперечні коливання підресореної частини, а від так – ефективність ведення вогню з ходу із стаціонарно встановленої стрілецької зброї. Проводячи аналіз системи підресорювання бойових колісних машин, хотілося б зазначити, що покращення силових характеристик системи підресорювання, підвищення стійкості її руху та зменшення впливу коливань на екіпаж в умовах сьогодення є актуальною задачею. Саме характеристика система підресорювання бойових колісних машин, служить для захисту екіпажу, вантажів та обладнання від надмірних перевантажень, що зумовлені їх рухом по шляху із нерівностями чи пересіченою місцевістю. Її параметри вибирають за допустимою інтенсивністю і характером коливань підресореної частини (кузова) та коліс, які виникають під час його руху по пересіченій місцевості. Для таких машин система підресорювання із лінійним або близьким до нього законом зміни відновної сили не надає належного захисту від значних перевантажень (зокрема миттєвих) екіпажу, а й призводить до їх значної втомлюваності під час тривалих перевезень в умовах пересіченої місцевості. Як показують експериментальні та окремі теоретичні дослідження силових характеристик системи підресорювання, пружна сила, яка діє на підресорену масу, повинна бути малою для незначних деформацій амортизаторів і стрімко зростати при значних. В статті показано, що величина розсіювання зумовлена вказаними коливаннями підресореної частини зростає, причому для випадку прогресивної силової характеристики пружних амортизаторів під час руху вздовж шляху із поодинокими нерівностями величина області розсіювання є більшою, ніж для регресивної.

Для побудови чисельної моделі динамічних процесів у бронекорпусі легкоброньованої машини досліджено макет його верхньої проекції. Паралельно здійснено його чисельне та експериментальне дослідження. Визначено власні частоти і власні форми коливань макету. Також визначено його реакцію на імпульсне збудження. На цій основі установлено параметри скінченно-елементної моделі, які забезпечують задовільну точність чисельного моделювання динамічного напружено-деформованого стану макета та натурного зразка бронекорпуса легкоброньованої машини. To build a numerical model of dynamic processes in armored hull of lightly armored vehicle, the scale model of its upper projection was studied. Its numerical and experimental research was carried out in parallel. The natural frequencies and natural forms of oscillations of the scale model are determined. Its response to impulse excitation is also determined. On this basis, the parameters of the finite element model are established, which provide satisfactory accuracy of numerical modeling of the scale model dynamic stress-strain state and a full-scale sample of the armored hull of lightly armored vehicle.

Problem. As a result of continuous development of the construction industry there is a question of creating new or upgrading old equipment models. Application of impact nature of crushing jaws on material is the most available direction for the development of crushing machines. Purpose. Study of the working process of a model of a vibrating crusher to create a new energy efficient design. Method / methodology. This paper presents the results of theoretical and experimental studies of the working process of the resonant vibratory jaw crusher. The physical model of the crusher was created, on the basis of which the equations of motion were compiled, including three basic conditions of effective work. Amplitude-frequency characteristics are constructed and rational values of the main dynamic parameters are defined. The full-scale model of the research vibratory jaw crusher and experimental data of the working process are given. The recommendations on the choice of effective frequency modes are given. Originality / cost. As a result of the study, practical equations have been defined that allow us to describe the dynamics of the vibratory jaw crusher. Further development. The knowledge of rational values of the main parameters of the mechanical mode of the investigated vibratory jaw crusher makes it possible to define further optimum values of expenses of the electric power and productivity at crushing of materials of various durability., Внаслідок постійного розвитку будівельної галузі виникає питання про створення нових або модернізації старих зразків техніки. Застосування ударного характеру дії дробильних щік на матеріал є найбільш перспективним напрямком розвитку дробильних машин. Метою дослідження робочого процесу моделі вібраційного щокової дробарки для створення нової енергоефективної конструкції. В роботі представлено результати теоретичних та експериментальних досліджень робочого процесу резонансної вібраційної щокової дробарки. Створена фізична модель дробарки на основі якої складені рівняння руху, що включають три основні умови ефективної роботи. Побудовано амплітудно-частотні характеристики та визначені раціональні значення основних динамічних параметрів. Наведено натурна модель дослідної вібраційної щокової дробарки та експериментальні дані робочого процесу. Дано рекомендації по вибору ефективних частотних режимів.В результаті дослідження були визначені прикладні рівняння, які дозволяють описати динаміку вібраційної щокової дробарки. Знання раціональних значень основних параметрів механічного режиму досліджуваної коливальної щелепної дробарки дає змогу визначити подальші оптимальні значення витрат електроенергії та продуктивності при дробленні матеріалів різної міцності.

Внаслідок постійного розвитку будівельної галузі виникає питання про створення нових або модернізації старих зразків техніки. Застосування ударного характеру дії дробильних щік на матеріал є найбільш перспективним напрямком розвитку дробильних машин. Метою роботи є дослідження робочого процесу моделі вібраційного щокової дробарки для створення нової енергоефективної конструкції. В роботі наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень основних параметрів резонансної вібраційної щокової дробарки. Побудована фізична модель на основі якої складені рівняння руху дробарки, що включають три основні умови ефективної роботи. На основі рівнянь руху дробарки побудовано амплітудо-частотні характеристики роботи дробарки. Представлена модель дослідної вібраційної щокової дробарки. Дано рекомендації по вибору ефективних частотних режимів. Знання раціональних значень основних параметрів механічного режиму досліджуваної вібраційної щокової дробарки дає можливість в подальшому визначити оптимальні значення затрат електроенергії та продуктивності при дроблення матеріалів різної міцності.

Для одновісного причепа розглянуто задачу про вплив геометричних розмірів, силових характеристик системи підресорювання та модернізованого пружного з'єднання тягача і причепа на поперечно-кутові коливання та стійкість руху причепа вздовж горизонтальної криволінійної ділянки шляху. Прийнято, що причеп рухається вздовж криволінійної ділянки шляху зі сталою за величиною швидкістю; відновлювальна сила пружних амортизаторів і пружного з'єднання тягача та причепа описуються лінійними залежностями деформацій відповідних пружних елементів. На основі отриманого закону поперечно-кутових коливань підресореної частини причепа та рівнянь кінетостатики механічної системи підресорена-непідресорена частини причепа отримано критичне значення швидкості стійкого руху як функцію геометричних, кінематичних та силових параметрів досліджуваної системи. Показано, що використання модернізованого пружного з'єднання причепа та тягача значною мірою підвищує стійкість на перекидування причепа.

Досліджено коливання ідеальної нестисливої рідини в оболонках обертання, які складаються з циліндричної та конічної частин. Оболонка піддана дії вертикального збудження. Вважається, що рідина в оболонці є ідеальною та нестисливою. Припускається, що рух рідини є потенціальним. В цих умовах існує потенціал швидкостей, що задовольняє рівнянню Лапласа. Тиск рідини як функція потенціалу швидкостей знаходиться за допомогою рівняння Бернуллі. Задача визначення тиску на стінки оболонки зводиться до розв'язання сингулярного інтегрального рівняння. Числовий розв'язок цього рівняння отриманий методом дискретних особливостей. Vibrations of an ideal incompressible fluid in shells of revolution are under consideration. These shells of revolution include cylindrical and conical parts. It is assumed that the shell is subjected to vertical excitations. The liquid in the shells is supposed to be an ideal and incompressible one. The fluid flow in the shell is irrotational. So, there exists the velocity potential that satisfies the Laplace equation. The non-penetration conditions are applied to the wetted surfaces of the shell, and on the free surface the kinematic and dynamic conditions are considered. The liquid pressure as the function of the velocity potential is found using the Bernoulli equation. The problem of determining the fluid pressure is reduced to solving a singular integral equation. The numerical solution of this equation is obtained by the method of discrete singularities. The method of calculating the free and forced oscillations of the fluid in the shells of revolution is developed.

Розроблено методику дослідження нелінійних коливань підресореної частини колісних транспортних засобів спеціального призначення із адаптивною системою підресорення. В її основу покладено загальні положення методів збурень та ідею використання спеціальних періодичних Ateb-функцій для побудови розв’язків деяких класів нелінійних диференціальних рівнянь. На базі вказаного отримати аналітичні залележності, які описують визначальні параметри коливань підресореної частини транспортних засобів під час руху шляхом із системою довільно розміщених нерівностей. Останні можуть слугувати базою для вибору основних силових параметрів адаптивної підвіски, яка б мінімізувала дію динамічних навантажень на людей та вантажі, що транспортуються., Разработано методику исследования нелинейных колебаний подрессоренной части колесных транспортных средств специального назначения с адаптивной системой подрессоривания. Она основана на общих положениях методов возмущений и использовании специальных периодических Ateb-функций для построения решений некоторых классов нелинейных дифференциальных уравнений. В совокупности указанное позволило получить аналитические зависимости, которые описывают главные параметры колебаний подрессоренной части транспортных средств во время движения вдоль пути из произвольной системой неровностей. Последние могут являться базой для выбора силовых параметров адаптивной подвески с целью минимизации динамических воздействий на людей и грузы, которые перемещаются., The use of wheeled vehicles of special purpose systems pidresoryuvannya relevant class production cars leads, at best, with output down some of its elements. Therefore, there is a need to create a system of sprinkling with such power characteristics, which on the one hand would as much as possible satisfy the ergonomic conditions, and on the other hand - provided special characteristics (stability of motion, permeability, controllability, high efficiency of driving east, maneuverability when changing the location of personal warehouse).To substantiate the choice of the main power parameters of wheeled vehicles with an adaptive sprinkler system, a mathematical model of vertical fluctuations of its submersible part during a movement along the path with an arbitrary placed system of inequalities is constructed. It represents non-autonomic nonlinear differential equations of the second order. For the latter, a method for constructing the first approximation of the asymptotic solution is developed. The method is based on the general provisions of perturbation methods and the idea of using special periodic Ateb-functions for constructing the solutions of some classes of nonlinear differential equations. In the aggregate, the above resulted in obtaining analytical relations that describe the determining parameters of oscillations of the submerged part of the vehicles during the movement by means of a system of randomly placed inequalities. By analyzing the latter, in particular, it was found that the amplitude of the output of single inequalities for larger lengths of the latter is greater, and for smaller inequalities at higher speeds of the KTZSP. The obtained analytical dependencies can serve as the basis for the choice of the main power parameters of an adaptive suspension, which would minimize the dynamic loads on people and goods transported.

The experience of peacekeeping and other military operations shows the growing role of the combat-wheeled vehicles. However, the combat-wheeled vehicles suspension for the base for which a chassis of a serial wheeled vehicle was selected with the armored corps in it does not fully protect the personnel from dynamic overloads while driving with significant irregularities or cross-country terrain. The armored corps causes a significant increase in the weight of the sprinkled part and so a static deformation of elastic shock absorbers, and also a number of operational features. In order to overcome the above-mentioned disadvantages we modernize the system of sprinkling using the shock absorbers with nonlinear (progressive or regressive) characteristics for such combat-wheeled vehicles. However, the influence of the nonlinear force characteristics of the combat-wheeled vehicles’ system of sprinkling on the shooting efficiency on the move from stationary mounted small arms are not investigated due to a number of reasons. They relate to the construction and investigation of the solutions to the nonlinear differential equations, which are the mathematical models of the combat-wheeled vehicles’ motion.In this paper, we investigate the influence of the power characteristics of the system of sprinkling of combat-wheeled vehicles on the transverse oscillations of the sprinkled part, and on the shooting efficiency on move from the stationary mounted small arms. The basis for the determining of these characteristics serve the differential equation of the sprinkled part’s perturbed motion. We use the Van der Pol method, adapted to strongly nonlinear differential equations for its integration.It is shown that the magnitude of the dispersion caused by the indicated oscillations of the sprinkled part increases, and in the case of the progressive power characteristic of elastic shock absorbers during the motion along the path with single irregularities the value of the scattering region is greater than that of the regressive one., Разработана методика исследования влияния силовых характеристик системы подрессоривания боевых колесных машин на поперечные колебания подрессоренной части, то есть – эффективность ведения огня с хода со стационарно установленного стрелкового оружия.Показано, что величина рассеивания обусловлена указанными колебаниями подрессоренной части возрастает, причем для случая прогрессивной силовой характеристики упругих амортизаторов при движении вдоль пути с единичными неровностями величина области рассеяния является большей, чем для регрессивной., Розроблено методику дослідження впливу силових характеристик системи підресорювання бойових колісних машин та поперечні коливання підресореної частини, а відтак — ефективність ведення вогню з ходу із стаціонарно встановленої стрілецької зброї. Показано, що величина розсіювання зумовлена вказаними коливаннями підресореної частини зростає, причому для випадку прогресивної силової характеристики пружних амортизаторів під час руху вздовж шляху із поодинокими нерівностями величина області розсіювання є більшою, ніж для регресивної.

Одним из способов определения собственных частот колебаний элементов технологической системы, является компьютерное моделирование.

We investigated and modelled the process of ultrasonic extrusion of a thread when imposing the ultrasonic oscillations. Based on the rheological model of deformation of the perfect elastic-plastic body, we constructed dependences for the calculation of contact pressures and specific friction force. In carrying out the present research, in order to simplify a mathematical model, the assumption was made on that the phenomenon of surface strengthening exerts little effect on the magnitude of contact pressure and friction force at plastic deformation.This mathematical model describes complex motion of the tool (rotational and oscillatory motion of the tap). The system of the derived dependences, which describes the influence of oscillation amplitude, oscillation direction, deformation rate, and mechanical properties of the machined material on the magnitude of contact pressure, makes it possible to estimate parameters of the process of plastic deformation when imposing the ultrasound. By employing such a description, it is possible to derive the value of contact pressure and friction forces for each region of the load chart.During analysis of the obtained results it was established that an increase in the amplitude of oscillations leads to a decrease in the time of contact between a tool and the machined surface, which is why contact pressure, specific friction of axial and torsional oscillations over a period decrease accordingly within a change in the examined factors.The benefit of the present study is a detailed analysis of the contact interaction between a tool and a part, as well as consideration of mechanical properties of the machined material, which makes it possible to choose the modes of treatment and to provide maximum operational performance, Досліджено та змодельовано процес видавлювання різі з накладанням ультразвукових коливань. На основі реологічної моделі деформування ідеального пружно – пластичного тіла розроблені залежності для розрахунку контактних тисків та питомої сили тертя. Змодельовані контактні явища, що проходять в зоні деформації. Визначені оптимальні параметри видавлювання різі. Аналітично визначено діаметр отвору під видавлювання різі з накладанням ультразвукових коливань, Исследован и смоделирован процесс выдавливания резьбы с наложением ультразвуковых колебаний. На основе реологической модели деформирования идеального упруго - пластического тела выведены зависимости для расчета контактных давлений и удельной силы трения. Смоделированы контактные явления, которые проходят в зоне деформации. Определены оптимальные параметры выдавливания резьбы. Аналитически определены диаметр отверстия под выдавливание рези с наложением ультразвуковых колебаний

Technological systems with water magnetization give unstable results. The reason is a lack of research of the influence of the water magnetization parameters. The hypotheses on expediency of application of high-frequency electromagnetic fields for strengthening their influence on water structure change and improving the stability of this process are formulated in the work. Theoretical positions of the selection of water magnetization parameters have been developed. Experimental studies using water treated in high-frequency electromagnetic fields for capillary-porous bodies and colloidal capillary-porous bodies have been carried out. The analysis of the effect of various characteristics of the magnetic field during water treatment on the performance of capillary-porous bodies is performed. Recommendations are offered on the choice of the appropriate parameters of the process of water magnetization. Experimentally, the improvement in the characteristics of the obtained materials is shown when using magnetized water. The results of the work allow wide implementation of the magnetization of water for heat supply and in technological processes., Технологічні системи з омагніченням води дають нестабільні результати. Причиною цього є недостатні дослідження впливу параметрів омагнічення води. У роботі сформульовано гіпотези про доцільність застосування високочастотних електромагнітних полів для посилення їхнього впливу на зміну структури води і покращення стійкості цього процесу. Розроблено теоретичні положення щодо вибору параметрів омагнічення води. Проведено експериментальні дослідження з використанням води, обробленої у високочастотних електромагнітних полях, для капілярно-пористих тіл і колоїдних капілярно-пористих тіл. Виконано аналіз впливу різних характеристик магнітного поля при обробці води на показники капілярно-пористих тіл. Запропоновано рекомендації щодо вибору доцільних параметрів процесу омагнічення води. Експериментально показано покращення характеристик отриманих матеріалів при використанні омагніченої води. Результати роботи дозволяють широко впроваджувати омагнічення води для теплопостачання та в технологічних процесах.

The thesis is devoted to solving scientific and technical problems, that consist in developing the models and methods for stress-strain state (SSS) investigation, determining the vibration characteristics and optimal design (OD) of hydro turbine covers, differed by the most comprehensive view of the design features and range of external influences in service. Based on the finite element method, a mathematical model of the cover was developed. The analysis of the SSS of the design of the cover of the turning-paddle hydro turbines is carried out. The optimal design of the hydraulic turbine cover is based on the gradient method. Are detected zones of concentration of maximum stresses. Numerical studies of the natural frequencies of the oscillations of the original construction of the cover of the hydroturbine and the reduced-weight structure have been performed., На основе метода конечных элементов разработана математическая модель крышки. Проведен анализ НДС конструкции крышки поворотно-лопастной гидротурбин. Проведено оптимальное проектирование крышки гидротурбины на основе градиентного метода. Выявлено зоны концентрации максимальных напряжений. Выполнены численные исследования собственных частот колебаний исходной конструкции крышки гидротурбины и конструкции с уменьшенной массой., На основі методу скінченних елементів розроблено математичну модель кришки поворотно-лопатевої гідротурбіни. Проведено аналіз напружено деформованого стану (НДС) і оптимальне проектування кришки гідротурбіни на основі градієнтного методу. Виявлено зони концентрації максимальних напружень. Виконано чисельні дослідження власних частот коливань вихідної конструкції кришки гідротурбіни і конструкції зі зменшеною масою.

Розглянуто результати експериментальних досліджень впливу інтервалу дискретизації сигналів прискорення та швидкості коливань на амплітудно-частотні залежності сигналів зміщення після виконання операцій подвійного або одинарного перетворення. Показано основні закономірності зміни вихідних амплітуд сигналів зміщення від частоти вхідних сигналів за заданими значеннями інтервалу дискретизації. Визначено, що інтервал дискретизації не впливає на амплітудно-частотні залежності сигналів зміщення за умови, що перетворення виконується зі сталою часу, яка дорівнює половині періоду вхідних сигналів швидкості та прискорення коливань.

Purpose. Scientific work aims at the determination the basic laws of fluctuations propagation process from exitation of rolling stock in the design system of permanent way and substructures of the railway lines for studing the deformation processes as the basis for a regulatory framework of the track operation in the conditions of ensuring the reliability of railways. Methodology. To achieve the aim the principles of elasticity theories and wave propagation process in describing the interaction track and rolling stock were applied. Findings. The kinds of fluctuations and system which should be used when considering the fluctuations in the deformation process of rail track were established. The general view of the displacement function was determined. Originality. The theoretical concepts and principles to consider fluctuations of a structures system of permanent way and substructures of the railway track, energised by rolling stock were grounded. This will allow studing the process of deformation work of the mentioned system, which changes its state. That in turn will allow us to determine the parameters of the trains functional reliability, as part of the security passes of rolling stock on the track section with regard to its technical condition. Practical value. Usually for safe crossing of rolling stock parameters of fluctuation process in the system «vehicle-track» are determined. Existing models or carefully consider fluctuations of rolling stock in generalized characteristics of the structures of permanent way and substructures of the railway tracks or view of quasi-dynamic fluctuations rails with general characteristics of under rail base. This review process of oscillations, energised by rolling stock and delivered to all the elements of the permanent way and substructures of the railway track do not allow determining both the reliability parameters of elements in the system of track construction and parameters of functional reliability of trains as part of security checkpoints in the area of rolling stock gauge because of its technical state. Therefore, for examining issues of reliable performance elements of the permanent way and substructures of the railway track are proposed its stress-strain work. It gives the possibility to consider a dynamic process, localized both in time and space., Цель. Научная работа своей целью имеет определение основных закономерностей процесса распространения колебаний от возбуждений подвижного состава в системе конструкций верхнего и нижнего строений железнодорожных путей для исследования развития процессов деформативности как основы создания нормативной базы работы пути в условиях обеспечения надежности железных дорог. Методика. Для достижения цели использованы принципы теории упругости и распространения волнового процесса при описании взаимодействия пути и подвижного состава. Результаты Установлено, какие виды колебаний и какую систему необходимо использовать при рассмотрении процесса колебаний при деформационной работе железнодорожного пути. Определен общий вид функции перемещений. Научная новизна. Обоснованы теоретические положения и принципы рассмотрения колебаний системы конструкций верхнего и нижнего строений пути, возбуждаемых подвижным составом. Это позволит исследовать процесс деформативной работы указанной системы, при котором происходят изменения ее состояний в течение некоторой наработки, что, в свою очередь, позволит определить параметры функциональной надежности движения поездов как составляющей безопасности пропуска подвижного состава по участку пути с учетом его технического состояния. Практическая значимость. Обычно для безопасного пропуска подвижного состава определяются параметры процесса колебаний системы «экипаж – путь». Существующие модели или очень тщательно рассматривают колебания подвижного состава при обобщенных характеристиках системы конструкций верхнего и нижнего строений железнодорожных путей, или рассматривают квазидинамичные колебания рельсов при общих характеристиках подрельсовой основы. Такое рассмотрение процесса колебаний, возбуждаемых подвижным составом и передающимся на все элементы систем конструкций верхнего и нижнего строений железнодорожных путей, не дает возможности определения ни параметров надежности элементов систем конструкций пути, ни параметров функциональной надежности движения поездов (как составляющей безопасности пропуска подвижного состава по участку пути с учетом его технического состояния). Поэтому для рассмотрения вопросов надежной работы элементов систем конструкций верхнего и нижнего строений железнодорожных путей предложены основные принципы рассмотрения процесса ее деформативной работы. Это дает возможность рассматривать непосредственно динамический процесс, локализованый как во времени, так и в пространстве., Мета. Наукова робота має за мету визначення основних закономірностей процесу розповсюдження коливань від збуджень рухомого складу в системі конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії для дослідження розвитку процесів деформативності як основи створення нормативної бази роботи колії за умов забезпечення надійності залізниць. Методика. Для досягнення мети використано засади теорій пружності та розповсюдження хвильового процесу при описі взаємодії колії та рухомого складу. Результати. Встановлено, які види коливань та яку систему необхідно використовувати при розгляді процесу коливань при деформативній роботі залізничної колії. Визначено загальний вид функції переміщень. Наукова новизна. Обґрунтовано теоретичні положення та принципи розгляду коливань системи конструкцій верхньої та нижньої будов колії, що збуджуються рухомим складом. Це дозволить дослідити процес деформативної роботи зазначеної системи, при якому відбуваються зміни її станів протягом деякого напрацювання, що, в свою чергу, дозволить визначити параметри функціональної надійності руху поїздів як складової безпеки пропуску рухомого складу по ділянці колії із урахуванням її технічного стану. Практична значимість. Зазвичай для безпечного пропуску рухомого складу визначаються параметри процесу коливань системи «екіпаж – колія». Існуючі моделі або дуже ретельно розглядають коливання рухомого складу при узагальнених характеристиках системи конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії, або розглядають квазідинамічні коливання рейок при загальних характеристиках підрейкової основи. Такий розгляд процесу коливань, що збуджуються рухомим складом та передаються на всі елементи систем конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії, не дає можливості визначення ані параметрів надійності елементів систем конструкцій колії, ані параметрів функціональної надійності руху поїздів (як складової безпеки пропуску рухомого складу по ділянці колії із урахуванням її технічного стану). Тому для розглядання питань із надійної роботи елементів системи конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії запропоновано основні засади розглядання процесу її деформативної роботи. Це дасть можливість розглядати безпосередньо динамічний процес, локалізований як у часі, так і в просторі.

Мета.Наукова робота має за метувизначення основних закономірностей процесу розповсюдження коливань від збуджень рухомого складу в системі конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії для дослідження розвитку процесів деформативності як основи створення нормативної бази роботи колії за умов забезпечення надійності залізниць.Методика.Для досягнення мети використано засади теорій пружності та розповсюдження хвильового процесу при описі взаємодії колії та рухомого складу.Результати.Встановлено, які види коливань та яку систему необхідно використовувати при розгляді процесу коливань при деформативній роботі залізничної колії. Визначено загальний вид функції переміщень.Наукова новизна.Обґрунтовано теоретичні положення та принципи розгляду коливань системи конструкцій верхньої та нижньої будов колії, що збуджуються рухомим складом. Це дозволить дослідити процес деформативної роботи зазначеної системи, при якому відбуваються зміни її станів протягом деякого напрацювання, що, в свою чергу, дозволить визначити параметри функціональної надійності руху поїздів як складової безпеки пропуску рухомого складу по ділянці колії із урахуванням її технічного стану.Практична значимість.Зазвичай для безпечного пропуску рухомого складу визначаються параметри процесу коливань системи «екіпаж – колія». Існуючі моделі або дуже ретельно розглядають коливання рухомого складу при узагальнених характеристиках системи конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії, або розглядають квазідинамічні коливання рейок при загальних характеристиках підрейкової основи. Такий розгляд процесу коливань, що збуджуються рухомим складом та передаються на всі елементи систем конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії, не дає можливості визначення ані параметрів надійності елементів систем конструкцій колії, ані параметрів функціональної надійності руху поїздів (як складової безпеки пропуску рухомого складу по ділянці колії із урахуванням її технічного стану). Тому для розглядання питань із надійної роботи елементів системи конструкцій верхньої та нижньої будов залізничної колії запропоновано основні засади розглядання процесу її деформативної роботи. Це дасть можливість розглядати безпосередньо динамічний процес, локалізований як у часі, так і в просторі.

Рассмотрены основные результаты исследования процесса обтекания гибкого трубопровода неограниченным потоком ньютоновской жидкости. Дано описание основных особенностей такого процесса при произвольных и вынужденных динамических колебаниях гибкого трубопровода. Показано, что увеличение скорости потока всегда приводит к неустойчивым режимам эксплуатации трубопровода., Розглянуті головні результати дослідження процесу обтікання гнучкого трубопроводу необмеженим потоком ньютонівської рідини. Дано опис головних особливостей такого процесу при довільних та примусових динамічних коливаннях гнучкого трубопроводу. Показано, що зростання швидкості потоку завжди приводить до нестійких режимів експлуатації трубопроводу., The main results of the research of the flow around the flexible pipeline by the unrestricted flow of Newtonian fluid were considered. This issue is very important in the operation of vessels of the oil-producing fleet when the tandem operation of the oil platform and multi-purpose support vessel. In the underwater operation of the flexible pipeline, due to the nonlinear processes of formation and separation of discrete vortices or vortex sheet from the surface, vibration and undamped self-similar oscillations occur.A description of the main features of this process at arbitrary and forced dynamic oscillations of the flexible pipeline was presented. It is shown that the flow velocity increase always leads to unstable operation modes of the pipeline and the vortex separation from the pipeline surface has a clear impact, starting from the vortex shedding frequency corresponding to the Strouhal number Sh=0,1.The described research results indicate the possibility of reducing the negative impact of parametric oscillations of flexible pipelines in the operating conditions of vessels and allow to eliminate the causes of accidents related to their depressurization.

Выполнен анализ исследований продольной качки морских судов и предложены пути минимизации инерционных перегрузок крупного катера в начальной стадии проектирования при малом объеме исходных данных., Виконано аналіз досліджень поздовжньої хитавиці морських суден і запропоновано шляхи мінімізації інерційних перевантажень великого катера в початковій стадії проектування при малому обсязі вихідних даних., Тhe research analysis of longitudinal roll of marine vessels is carried out and the ways of minimization for inertial overloads of a large boat at the initial designing stage are offered in terms of the small scope of the initial data.

В статті наведено результати математичного моделювання, які дозволяють встановити залежність між конструктивним виконанням ножів кутера і значеннями частот їх власних коливань. Встановлено, що ножі всіх досліджених типів при використанні їх в сучасних високошвидкісних кутерах працюють в області частот коливань, наближених до резонансу. Це викликає істотне підвищення деформацій і напружень, які можуть бути визначені для ножів за умов статичного навантаження. Для ножів, що мають мінімальну питому товщину, спостерігається явище резонансу в діапазоні робочих частот обертання ножових головок сучасних кутерів. Отримані результати вказують на необхідність пошуку ефективних шляхів підвищення вібростійкості ножів кутера. The results of mathematical design, which allow to set dependence between structural implementation of knives of bowl cutter and values of frequencies of their own vibrations, are resulted in the article. It is set that knives of all of the probed types at the use them in modern bowl cutters work in area of frequencies of vibrations, close to resonance, or with achievement of resonance. The got results specify on the necessity of search of effective ways of increase of durability of knives of bowl cutter. В статье приведены результаты математического моделирования, которые позволяют установить зависимость между конструктивным выполнением ножей куттера и значениями частот их собственных колебаний. Установлено, что ножи всех исследованных типов при использовании их в современных высокоскоростных куттерах работают в области частот колебаний, приближенных к резонансу, или с достижением резонанаса. Полученные результаты указывают на необходимость поиска эффективных путей повышения вибростойкой ножей куттера.

На основі параметричної моделі типового ряду визначені власні частоти й форми для двох класів «стержневих» корпусів циліндрів низького тиску. Проведений порівняльний аналіз власних частот і форм між двома класами корпусів та з результатами натурних випробувань. Based on parametric models the calculated natural frequencies and forms for the two classes case of rod type low pressure cylinder. Comparative analysis of natural frequencies and modes between the two classes of cases and the results of field tests.

У статті на підставі методики визначення передавальної функції технологічної системи під дією імпульсного навантаження проведені дослідження впливу положення робочих органів, наявності пристроїв, розмірів інструменту і деталі, місця прикладення сили на динамічні властивості технологічної системи. Зіставлення експериментальних даних динамічної податливості з розрахунковими частотами і формами коливань елементів технологічної системи дозволило виявити елементи, які сприяють виникненню автоколивань, та запропонувати умови для ефективного управління динамічним станом того чи іншого параметра технологічної системи. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/25149 В статье на основании методики определения передаточной функции технологической системы под действием импульсного нагружения проведены исследования влияния положения рабочих органов, наличия приспособлений, размеров инструмента и детали, места приложения силы на динамические свойства технологической системы. Сопоставление экспериментальных данных динамической податливости с расчетными частотами и формами колебаний элементов технологической системы позволило выявить элементы, которые способствуют возникновению автоколебаний, и предложить условия для эффективного управления динамическим состоянием того или иного параметра технологической системы. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/25149 In the article on the basis of methods of determining the transfer function of the technological system under the action of pulsed loading, the authors investigated the influence of the working bodies, the availability of devices, the size of the instrument and details, place of application of force on the property of the technological system. Comparison of experimental data with the calculated dynamic compliance frequencies and mode shapes of elements of the technological system, revealed the elements that contribute to the emergence of self-oscillations, and propose conditions for the effective management of the dynamic state of one or another parameter of the technological system. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/25149

Запропоновано метод розрахунку напружено-деформованого стану тришарових пластин з м'яким наповнювачем, які піддавалися дії статичних і динамічних навантажень. Метод заснований на варіацойно-сітковому підході. У трикутному кінцевому елементі враховуються різні наближення функцій відхилення несучих шарів і фільтрів. Для мінімізації функціонала потенціальної енергії використовується метод покоординатного спуску. Рішення тестових прикладів підтверджує ефективність використовуваного підходу. A method based on the variation-network approach is suggested to design three-layer plates with a soft filler which are subjected to the effect of static and dynamic loads. A triangular three-layer finite element is considered which uses different approximating functions of deflection of carrying layers and a filter. A method of coordinate descent is used for minimization of the potential energy of the elastic deformation in the statistical problem and Rayleigh-Ritz ratio in the dynamic problem. Each subsequent form and frequency are obtained by the functional minimization on a subspace orthogonal to that constructed on eigen vectors determined before. Solution of test examples has confirmed the efficiency of the used approach. В работе предложен метод расчета напряженно-деформированного состояния трехслойных пластин с мягким наполнителем, которые подвергались воздействию статических и динамических нагрузок, основанный на вариацонно-сеточном подходе. В треугольном конечном элементе учитываются различные приближения функций отклонения несущих слоев и фильтров. Для минимизации функционала потенциальной энергии используется метод покоординатного спуска. Решение тестовых примеров подтверждает эффективность используемого подхода.