Search

The object of this study is a refining mesh effect on discontinuous structures response. This paper presents a study of mesh influence between cracked and non-cracked plates using extended finite element and standard finite element method, respectively. For the first case, the plate is stressed on one side, in which cracked zone displacements are given for different mesh refinements. The second case study is bending orthotropic and isotropic plates under uniform rectangular impulsive load, in which mesh influence on the structural response is presented. The numerical modelization is done using an isoperimetric quadrilateral element. On one hand, the stiffness linear matrix of a cracked plate is evaluated numerically by adding an enriched shape function to the standard shape function to be able to model discontinuity numerically. On the other hand, for the case of the non-cracked plate, the use of the finite element method with standard shape function is well suited to the numerical design of stiffness and mass matrix. The essence of this study is to show the mesh effect on cracked and non-craked plate response, which is a first step that allows to go even further on monoitoring of our crack evolution.It is a very useful field as any structure in our daily life is subject to a discontinuity (crack) which we must be able to control in order to evoid a future structure collapse., Об’єктом цього дослідження є вплив роздрібнюючої сітки на реакцію розривних структур. У цій роботі представлено дослідження впливу сітки між пластинами з тріщинами та без тріщин за допомогою розширеного методу кінцевих елементів та стандартного методу кінцевих елементів відповідно. У першому випадку пластина напружена з одного боку, в якому задані переміщення зони тріщин для різних розмірів сітки. Другий приклад – вигин ортотропних та ізотропних пластин під однорідним прямокутним імпульсним навантаженням, у якому представлено вплив сітки на структурну реакцію. Чисельне моделювання виконано з використанням ізопериметричного чотирикутного елемента. З одного боку, лінійна матриця жорсткості пластини з тріщинами оцінюється чисельно шляхом додавання збагаченої функції форми до стандартної функції форми, щоб мати можливість чисельно моделювати розрив. З іншого боку, для випадку пластини без тріщин використання методу кінцевих елементів зі стандартною функцією форми добре підходить для чисельного проєктування матриці жорсткості та маси. Суть цього дослідження полягає в тому, щоб показати вплив сітки на реакцію пластини з тріщинами та без тріщин, що є першим кроком, який дозволяє нам піти ще далі в моніторингу розвитку нашої тріщини. Це дужий корисний напрямок, оскільки будь-яка структура в нашому повсякденному житті піддається розриву (тріщині), який ми повинні мати можливість контролювати, щоб уникнути майбутнього колапсу структури.

One of the important aspects of the surfacing process, both restorative and strengthening, is the formation of metal layers that differ significantly in physical and mechanical properties from the base. At the same time, the local action of a concentrated heat source causes uneven heating of the workpiece in thickness, and the crystallization of the deposited layer is accompanied by casting shrinkage and structural transformations, the stress-deformed state of such objects will be quite unfavorable both from the point of view of forming and the subsequent operation of the finished products. In view of this, based on the methods of the theory of elasticity, develop an algorithm for analytically determining the stress-strain state of a welded plate of considerable width as a composite two-layer material under the influence of external normal loading, taking into account the location of zones of increased hardness in the form of strips in the welded layer. The surfaced prismatic plate was adopted as a two-layer structure, in which the deformations of the material are directly proportional to the stresses. The deposited layer is continuous. The thickness of the plate and the deposited layer are unchanged. By using the dependences of the stress-strain state indicators on one stress function, a mathematical model of the welded plate as a two-layer structure was formed. An algorithm for determining the deformations and distribution of stresses in the plate under the condition of its flat deformation in the direction of surfacing is constructed. The periodic change of the modulus of elasticity of the deposited layer is taken into account. The indicators of the stress-strain state of the plate from its normal load were determined. The effect of Poisson's ratio on the layer-by-layer distribution of stresses in the plate is shown., Шляхом використання залежностей показників напружено-деформованого стану від однієї функції напружень сформовано математичну модель наплавленої пластини як двошарової конструкції. Побудовано алгоритм визначення деформацій та розподілу напружень у пластині за умови плоского її деформування за напрямком здійснення наплавлення. Враховано періодичну зміну модуля пружності наплавленого шару. Визначено показники напружено-деформованого стану пластини від нормального її навантаження. Показано вплив коефіцієнта Пуассона на пошаровий розподіл напружень у пластині.

В ході цього дослідження розробляється та оптимізується програмне забезпечення для аналізу напружено-деформованого стану лопаті низьконапірної поворотно-лопатевої гідротурбіни. Аналізується математична модель, згідно з якою лопать, яка насправді є пологою оболонкою і закріплена частково, замінюється пластиною змінної жорсткості, що представляє в плані кільцевий сектор з затисненим внутрішнім дуговим краєм. В ході дослідження розроблено прикладне програмне забезпечення, яке дозволяє за допомогою варіаційного методу Рітца проводити дослідження напружено-деформованого стану різних лопатей в залежності від їх геометричних і механічних параметрів, а також зовнішніх навантажень. Геометричними параметрами лопаті є: внутрішній і зовнішній радіуси кільцевого сектора, кут кільцевого сектора, максимальна товщина лопаті і інтерполяційна сітка для знаходження відносних товщин лопаті. Механічними параметрами є модуль Юнга і коефіцієнт Пуассона матеріалу, з якого виготовлена лопать, навантаження приймається рівномірно розподіленим. Оскільки товщина лопаті змінна, вхідними даними є відносні товщини лопаті в різних точках. Для обчислення проміжних значень застосовуються білінійна інтерполяція і інтерполяція Лагранжа 9-ї степені. Аналізується точність і обчислювальна складність методів чисельного інтегрування, а саме інтерполяція підінтегральної функції поліномом з подальшим аналітичним обчисленням і використання квадратурної формули, отриманої в результаті повторного інтегрування із застосуванням формули Сімпсона. На підставі порівняння результатів робиться висновок про доцільність застосування поліноміальної інтерполяції з подальшим аналітичним розв’язком. За допомогою розробленого програмного комплексу проводиться розрахунок напружено-деформованого стану пластини, яка апроксимує реальну модель лопаті ЛМЗ (ПЛ510), результати якого порівнюються з експериментальними даними. Здійснюється аналіз декількох конфігурацій лопаті., In this paper, software, that allows studying the stress-strain state of the blade of a low-pressure hydraulic turbine, is being developed. A mathematical model according to which the blade, which is actually a hollow shell and is partially fixed, is replaced by a variable stiffness plate, representing in plan an annular sector with a pinched inner arc edge, is analyzed. In this paper, application software which enables the stress-strain analysis of various blades to be investigated using the Ritz variation method, depending on their geometrical and mechanical parameters as well as external loads, is being developed. The geometrical parameters of the blade are: inner and outer radii of the annular sector, annular sector angle, maximum blade thickness and relative thicknesses at different points. Mechanical parameters are the Young’s modulus and the Poisson's ratio of the material from which the blade is made, and the load is assumed to be evenly distributed. Since the thickness of the blade is variable, the input data is the relative thicknesses of the blade at different points. Bilinear interpolation and Lagrange polynomials of 9th degree are used to calculate the intermediate values. Based on the comparison of the results, the conclusion, that using bilinear interpolation is more expedient for calculating the value of sub-integral function, is made. The accuracy and temporal complexity of the numerical integration methods are analyzed, namely interpolation of the sub-integral function by a polynomial followed by analytical calculation and the use of a quadrature formula resulting from repeated integration using the Simpson’s rule. Based on the comparison of the results, the conclusion, that polynomial interpolation with the subsequent analytical solution is expedient, is made. The developed software package is used to calculate the stress-strain state of the plate that approximates the real LMZ blade (PL510). The results are compared with experimental data. Several blade configurations are also analyzed.

The results of numerical investigation of the stress-strain state of elastic rectangular plates with reinforced elongated holes under the action of axisymmetric tensile forces are presented. The holes have different orientations relative to the direction of forces, the materials of the plate and reinforcements are different too. Computer modeling was carried out using the finite element method. The influence of mechanical and geometrical parameters of plates and reinforcements, orientation of holes (angle of rotation relative to the direction of action of forces) on the stress-strain state of the plate are studied. The dependence of the change in the stress concentration factor in the plate on the orientation of the hole, the ratio of the elastic modulus of the plate materials and reinforcements (the elastic modulus of the reinforcement material is 3 times greater (or less) than the elastic modulus of the plate material) has been established. Plates with holes located at angles of 60°, 45° and 30° in the direction of the load are modeled. It is shown that a good choice of geometric and stiffness characteristics of the parameters of reinforcement, plate and elongate hole orientation can significantly reduce the stress concentration in the plate. Patterns of stress intensity distribution in the plate sections passing along one of the hole sides and stress concentration in the vicinity of the corner points of the holes are constructed. The results obtained in this work can be used to solve the problems of optimization of thin-walled rectangular plates with elongated holes, having strip reinforcement along the edges., Розроблено схеми для комп'ютерного розрахунку напружено-деформованого стану пружних прямокутних пластин з підкріпленими видовженими отворами при дії вісесиметричних розтягувальних сил. Отвори мають різну орієнтацію щодо спрямування зусиль, матеріали пластини і підкріплень також різні. Комп’ютерне моделювання проведено методом скінченних елементів. Досліджено вплив механічних та геометричних параметрів пластин і підкріплень, орієнтації отворів (кут повороту відносно напрямку дії сил) на напружено-деформований стан пластини. Залежність зміни коефіцієнта концентрації напружень в пластині від орієнтації отвору, співвідношення модуля пружності матеріалів пластини та підкріплення (модуль пружності підкріплювального матеріалу в 3 рази більший, ніж модуль пружності матеріалу пластини). Моделюються пластини з видовженими отворами, розташованими під кутами 60°, 45° і 30° відносно напрямку дії навантаження. Показано, що вдалий вибір геометричних та жорсткісних параметрів підкріплень, орієнтації видовженого отвору може значно зменшити концентрацію напружень у пластині. Побудовано схеми розподілу інтенсивності напружень у перерізах пластини, що проходять вздовж однієї зі сторін отвору, та концентрації напружень в околі кутових точок отворів. Отримані в цій роботі результати можуть бути використані для розв’язання задач оптимізації тонкостінних прямокутних пластин з видовженими отворами, що підкріплюються по краях.

The object of the research is the algorithm for determining the finding of the most probable, mean value, dispersion and coefficient of failure loading variation of a stochastically defective plate under conditions of comprehensive tensile-compression. The material of the plate is considered as a continuous medium in which evenly distributed defects such as rectilinear cracks that do not interact with each other. It is isotropic and has the same crack resistance. Let’s believe that the plate consists of primary elements, each of which can be weakened by one defect. To predict the strength and failure conditions of plates made of such material, it is natural to use, on the one hand, the results of the theory of limit equilibrium of individual determined defects and their development, and on the other hand, probabilistic-statistical methods that take into account the randomness of defects. This comprehensive approach makes it possible to calculate the statistical characteristics of strength and fracture based on data on the structure of the material defect and its resistance to the emergence and development of cracks. The main content of this paper is the algorithm for calculating and research the strength statistical characteristics of stochastically defective plate structural elements taking into account some deterministic features of their brittle fracture. Based on the deterministic failure criterion, which takes into account the initial direction of crack propagation, the ratio is obtained to find the most probable, mean value, dispersion and coefficient of variation of failure loading. The dependences of the specified strength statistical characteristics on the type of applied loading, the number of defects (body size) and structural inhomogeneity of the material, as well as the effect of taking into account the initial direction of crack propagation are investigated. The obtained results allow to more adequately assessing the reliability of structural materials under conditions of complex stress state, taking into account the stochastic of their structure. This is due to the fact that the use of the approach to determine the limit applied stresses, which takes into account the initial direction of the crack propagation, improves the algorithm for finding strength statistical characteristics., Об’єктом дослідження є алгоритм визначення знаходження найімовірнішого, середнього значення дисперсії та коефіцієнта варіації руйнівного навантаження стохастично дефектної пластини за умов усебічного розтягу-стиску. Матеріал пластини розглядаємо як суцільне середовище, в якому рівномірно розподілені дефекти типу прямолінійних тріщин, які не взаємодіють між собою. Він є ізотропним і має однакову тріщиностійкість. Вважаємо, що пластина складається з первинних елементів, кожен з яких може бути послаблений одним дефектом. Для прогнозування міцності та умов руйнування пластин з такого матеріалу природньо використовувати, з одної сторони, результати теорії про граничну рівновагу окремих детермінованих дефектів і їх розвиток, а з іншої сторони – ймовірнісно-статистичні методи, які дозволяють врахувати властивість випадковості дефектів. Такий комплексний підхід дає можливість розрахунку статистичних характеристик міцності та руйнування, виходячи з даних про структуру дефектності матеріалу та його опору зародження та розвитку тріщин. Основним змістом даної роботи є алгоритм розрахунку та дослідження статистичних характеристик міцності стохастично дефектних пластинчатих елементів конструкцій з врахуванням деяких детерміністичних особливостей їх крихкого руйнування. На основі детерміністичного критерію руйнування, який враховує початковий напрямок поширення тріщини, отримано співвідношення для знаходження найімовірнішого, середнього значення дисперсії та коефіцієнта варіації руйнівного навантаження. Досліджено залежності вказаних статистичних характеристик міцності від виду прикладеного навантаження, кількості дефектів (розмірів тіла) та структурної неоднорідності матеріалу, а також вплив врахування початкового напрямку поширення тріщин. Отримані результати дозволяють адекватніше провести оцінку надійності конструкційних матеріалів за умов складного напруженого стану з врахуванням стохастичності їх структури. Це пов’язано з тим, що використання підходу для визначення граничних прикладених напружень, який враховує початковий напрямок поширення тріщини, покращує алгоритм знаходження статистичних характеристик міцності.

Приведены экспериментальные данные о долговечности соединения в виде металлической пластины с концентратором напряжений, усиленной приклеенной накладкой. Варьировали клеи с различными свойствами, металлический материал и толщины склеиваемых листов, режимы испытаний. Показано, что высокие характеристики сопротивления усталости клееных слоистых соединений обусловлены местным подкрепляющим эффектом накладки, приклеенной к пластине. Для количественной оценки влияния клея на долговечность на части образцов между листами создавали искусственный непроклей в области концентратора напряжений. Эффективность клея оценивали отношением долговечностей образцов без непроклея и с непроклеем. Клей характеризовали модулем сдвига. Лучшие усталостные характеристики обеспечили клеи с модулем сдвига G = 100–200 МПа., Experimental data on the durability of a joint in the form of a metal plate with a stress concentrator reinforced with an adhered lining pad is presented. Adhesives with different properties, metal material and thickness of sheets to be bonded, and test conditions were varied. It turned out that the high fatigue resistance characteristics of adhered laminated joints are resulted from the local supporting effect of the lining pad bonded to the plate. In order to quantify the influence of the adhesive on durability, an artificial starved spot was created in some specimens between the metal sheets in the area of the stress concentrator. The effectiveness of the adhesive was evaluated by the ratio of the durability of specimens with and without starved spot. The adhesive was characterized by the shear modulus. Adhesives having the shear modulus G within 100–200 MPa showed the best fatigue properties.

В работе рассмотрены три модели пластин, лежащие без трения и отрыва на упругом трехмерном слое: с учетом сдвига, с учетом момента инерции и с учетом этих двух факторов. На поверхности пластины осциллирует нагрузка, заданная в произвольной области. Конкретные расчеты, проведенные для различных областей показали, что все модели пластин дают одинаковые первые дисперсионные кривые., Three models of plates lying without friction and separation on an elastic three-dimensional layer are considered in this paper: taking into account the shear, the moment of inertia and both factors. A load set in an arbitrary region oscillates on the surface of the plate. Specific calculations carried out for different areas have shown that all plate models give the same first dispersion curves.

Surgical treatment of a congenital pectus excavatum (CPE) includes using of a plate that holds the correct anatomical shape ofthe chest for a long time. Before implanting the plate behind asternum, it is bent so that after correcting the deformation, it reproduces shape ofthe ribs on both sides and fits close to them. Displacement and rotation are the most frequent complications after plate implantation. Therefore, mechanical properties oftheplate, such as: strength, ability to withstand the load during surgery and in the long term period — is one of the main guarantees toobtain the good result. Objective. To study the mechanical properties oftheplate which is used for thoracoplasty at CPE under conditions comparable to real loads in order to gain maximal correction. Methods. Experimental bending tests were performed on 5standard plates of2.5mm thick, 13 mm width and 200 mm length, made from titanium Ti6–AL4–V (according to ISO 5832-3). All plates were bent with a special surgical instrument according to the anatomical shape of achest, using method of surgery by D.Nuss. All plates supports were placed on a distance from the fixing screws. The force of bending load was applied to the middle of the plate, gradually increasing from 150to 600 H with a step 50H. At each value of the loading we measured the height of the plate edge elevation. Results. Under load conditions of 600 H, the elevation of aplate edge did not exceed 3mm and was equal to (2700 ± 177)μcm. In acase of twice lower loads (300 H), value of lifting edge of the plate decreased in three times and was (700 ± 85) μcm. Changes that happened under loading were the same for all five types of the plate. Conclusions. It is proved that the plates can fully withstand corrective loads with aminimal deformation after thoracoplasty. The discrepancy bet­ween the plate shape in the lateral parts to the restored thorax is caused by the changing of configuration of the last one and increasing in the anteroposterior size. Key words. Plate, mechanical pro­perties, thoracoplasty., Хірургічне лікування вродженої лійкоподібної деформації грудної клітки (ВЛДГК) передбачає використання пластини, яка тривалий час утримує правильну анатомічну форму грудної клітки. Перед встановленням пластини за грудиною її вигинають так, щоб після корекції деформації вона по боках відтворювала форму ребер та щільно до них прилягала. Проте частими ускладненнями після встановлення пластини є її зміщення та ротація. Тому механічні властивості пластини, а саме: міцність, можливість витримувати навантаження під час хірургічного втручання та у віддаленому періоді, — одна з головних запорук отримання бажаного результату. Мета. Вивчити механічні властивості пластини для торакопластики ВЛДГК за умов порівняних із реальними навантаженнями для досягнення максимальної корекції. Методи. Проведено експериментальні випробування на згинання 5 стандартних пластин товщиною 2,5мм, шириною 13 мм і довжиною 200 мм, виготовлених із титану марки Ті6–АL4–V (відповідно до ISO 5832-3). Усі пластини вигинали за допомогою спеціального хірургічного інструмента згідно з анатомічною формою грудної клітки, відповідно до методики оперативного втручання за D. Nuss. Опори розташовували на відстані фіксувальних гвинтів. Силу згинального навантаження прикладали до середини пластини, збільшуючи поступово від 150 до 600Н із кроком 50 Н. На кожній величині навантаження вимірювали висоту підйому краю пластини. Результати. За умов навантаження величиною 600 Н підйом краю пластини не перевищував 3 мм і дорівнював (2700±177)мкм. Уразі вдвічі менших навантажень (300 Н) величина підйому краю пластини знижувалась утричі та становила (700±85)мкм. Реакція під час навантаження була однаковою для всіх п’яти типів пластин. Висновки. Доведено, що пластини повністю витримують коригувальні навантаження з мінімальною деформацією після проведеної торакопластики. Невідповідність форми пластини вбічних відділах івідновленої грудної клітки обумовлена зміною конфігурації останньої та збільшенням передньо-заднього розміру. Ключові слова. Пластина, механічні властивості, торакопластика

Дипломний проект першого (бакалаврського) рівня вищої освіти на тему: «Центральний тепловий пункт для багатоквартирного житлового будинку в м. Енергодарі Запорізької обл.»: пояснювальна записка на 68 с., 12 рис., 10 табл., 14 бібліографічних найменувань; 4 креслення ф. А1. Об’єкт розробки- центральний тепловий пункт багатоквартирного житлового будинку. Мета проекту- забезпечення споживачів квартир будинку нормованою температурою мережевої води із систем гарячого водопостачання та опалення. Наведені розрахунки теплового навантаження на опалення та на гаряче водопостачання. За значеннями витрат води та необхідного напору для насосів підібрані циркуляційні насоси для системи опалення, гарячого водопостачання та підживлювальні насоси для системи опалення. Задаючись об’ємом води в системі опалення розрахований мінімальний об’єм води для розширювального баку та підібраний тип баку згідно каталогу фірми-виготовлювача. Розраховані пластинчаті теплообмінники систем опалення та гарячого водопостачання центрального теплового пункту. Передбачені заходи з охорони праці для безпечного виконання своїх обов’язків працівників теплового пункту. На кресленнях наведені: - схема центрального теплового пункту; - розташування обладнання в центральному тепловому пункті (план загального виду розташування та його розрізи); - креслення загального вигляду двоступеневого теплообмінника гарячого водопостачання. Diploma project of the first (bachelor's) level of higher education on the topic: "Central heating point for an apartment building in the city of Energodar, Zaporizhia region ": explanatory note on 68 p., 12 fig., 10 table., 14 bibliographic names; 4 drawings f. A1. The object of development is the central heating point of an apartment building. The purpose of the project is to provide consumers of apartments in the house with a normalized temperature of mains water from hot water supply and heating systems. Calculations of heat load for heating and hot water supply are given. Circulation pumps for heating system, hot water supply and feed pumps for heating system are selected according to the values of water flow and required pressure for pumps. Given the volume of water in the heating system, the minimum volume of water for the expansion tank is calculated and the type of tank is selected according to the manufacturer's catalog. The plate heat exchangers of the heating and hot water supply systems of the central heating point are calculated. Occupational safety measures are provided for the safe performance of their duties by employees of the heating plant. The drawings show: - scheme of the central heating point; - location of equipment in the central heating point (plan of the general layout and its sections); - drawing of the general view of the two-stage heat exchanger of hot water supply. Дипломный проект первого (бакалаврского) уровня высшего образования на тему: «Центральный тепловой пункт для многоквартирного жилого дома в г.- Энергодаре Запорожской обл.»: Пояснительная записка на 68 с., 12 рис., 10 табл., 14 библиографических наименований; 4 чертежа ф. А1. Объект разработки- центральный тепловой пункт многоквартирного жилого дома. Цель проекта- обеспечения потребителей квартир дома нормированной температурой сетевой воды из систем горячего водоснабжения и отопления. Приведенные расчеты тепловой нагрузки на отопление и на горячее водоснабжение. По значениям расхода воды и необходимого напора для насосов подобраны циркуляционные насосы для системы отопления, горячего водоснабжения и подпиточные насосы для системы отопления. Задаваясь объемом воды в системе отопления рассчитан минимальный объем воды для расширительного бака и подобранный тип бака согласно каталогу фирмы-изготовителя. Рассчитаны пластинчатые теплообменники систем отопления и горячего водоснабжения центрального теплового пункта. Предусмотрены мероприятия по охране труда для безопасного выполнения своих обязанностей работников теплового пункта. На чертежах приведены: - схема центрального теплового пункта; - расположение оборудования в центральном тепловом пункте (план общего вида расположения и его разрезы) - чертежи общего вида двухступенчатого теплообменника горячего водоснабжения.

Мета проектування – модернізувати систему очищення електродів пластинчастого електрофільтра з метою підвищення ефективності струшування. При виконанні дипломного проекту було виконано наступне: - описано технологічну схему обладнання пластинчастого горизонтального електрофільтра; - вивчено принципи роботи і конструкцію електрофільтра; - виконано параметричні,розрахунки потужності та розрахунки в програмі Ansys необхідні для дослідження електрофільтрів,та систем очищення електродів. The subject of designing - the design, principle of operation, advantages and disadvantages of the plate electrostatic precipitator and its electrode cleaning system. The purpose of designing is to modernize the system of cleaning the electrodes of the plate electrostatic precipitator in order to increase the efficiency of shaking.. During the diploma project the following was done: - the technological scheme of the equipment of the plate horizontal electrostatic precipitator is described; - the principles of operation and design of the electrostatic precipitator are studied; - performed parametric, power calculations and calculations in the program Ansys necessary for the study of electrostatic precipitators and electrode cleaning systems.

Магістерська дисертація на здобуття ступеня магістра за освітньо-науковою програмою підготовки на тему «Теплообмін в кожухопластинчастих апаратах при використанні сучасних поверхнево-активних речовин»: 99 с., 29 рис., 24 табл., 4 додатка, 71 джерело. Об’єкт дослідження – Кожухопластинчасті теплообмінні апарати Мета роботи – зниження гідравлічного опору трубопроводів на 25-30% і підвищення внутрішнього ККД кожухопластинчастих теплообмінників до 4% за рахунок кондиціонування внутрішніх поверхонь теплообмінників та трубопроводів щільними мономолекулярними шарами ПАР у діапазоні швидкостей теплоносія від 0,5 до 2,5 м/с. Проаналізовані основні способи очищення теплообмінних поверхонь кожухопластинчастих теплообмінників та вибраний найефективніший – модифікація теплоносія триетаноламіновим ефіром жирних кислот. Розглянуті особливості пластин та гофрування кожухопластинчастих теплообмінників, механізм руйнування відкладень на теплообмінних поверхнях у присутності адсорбційного середовища. Наведені методики розрахунку гідравлічного опору та теплопередачі в каналах кожухопластинчастих теплообмінних апаратів. Зроблено моделювання процесу теплообміну на поверхі нагріву до і після застосування поверхнево активних речовин. Зроблена оцінка впливу модифікованого теплоносія на теплообмін і гідродинаміку пластин теплообмінника. Розглянуті екологічні аспекти модифікації теплоносія триетаноламінованиим ефіром. На базі програмного забезпечення Solid Works побудовано дві геометричні моделі пакета пластин кожухопластинчастого теплообмінника з грубодисперсними відкладеннями і без них. Отримані значення теплового потоку, що надходить від теплоносія та коефіцієнти теплопередачі. Master's dissertation for a master's degree in the educational-scientific training program on "Heat transfer in shell-and-plate apparatus using modern surfactants": 99 pp., 29 figures, 24 tables, 4 appendices, 71 sources. The object of research - Shell-plate heat exchangers The purpose of the work is to reduce the hydraulic resistance of pipelines by 25-30% and increase the internal efficiency of shell-and-plate heat exchangers to 4% by conditioning the inner surfaces of heat exchangers and pipelines with dense monomolecular layers of surfactants in the range of coolant speeds from 0.5 to 2.5 m /with. The main methods of cleaning the heat exchange surfaces of shell-and-plate heat exchangers are analyzed and the most effective one is selected - modification of the heat carrier by triethanol-mine ester of fatty acids. Features of plates and corrugation of shell-and-plate heat exchangers, the mechanism of destruction of deposits on heat-exchange surfaces in the presence of the adsorption environment are considered. Methods of calculation of hydraulic resistance and heat transfer in the channels of shell-and-plate heat exchangers are given. The simulation of the heat exchange process on the heating surface before and after the application of surfactants is made. The estimation of influence of the modified heat carrier on heat exchange and hydrodynamics is made. The ecological aspects of modification of the heat carrier by triethanolamine ether are resulted. On the basis of the Solid Works software two geometrical models of a package of plates of the shell-plate heat exchanger with coarsely dispersed deposits and without them results of a heat stream arriving from the heat carrier and heat transfer coefficients are constructed. Магистерская диссертация на соискание степени магистра по образовательно-научной программе подготовки на тему «Теплообмен в кожухопластинчастих аппаратах при использовании современных поверхностно-активных веществ»: 99с., 29 рис., 24 табл., 4 приложения, 71 источников. Объект исследования - Кожухопластинчасти теплообменные аппараты Цель работы снижение гидравлического сопротивления трубопроводов на 25-30% и повышение внутреннего КПД кожухопластинчастих теплообменников до 4% за счет кондиционирования внутренних поверхностей теплообменников и трубопроводов плотными мономолекулярными слоями ПАВР в диапазоне скоростей теплоносителя от 0,5 до 2,5 м / с. Проанализированы основные способы очистки теплообменных поверхностей кожухопластинчастих теплообменников и выбран самый эффективный - модификация теплоносителя триетаноламеновым эфиром жирных кислот. Рассмотрены особенности пластин и гофрирования кожухопластинчастих теплообменников, механизм разрушения отложений на теплообменных поверхностях в присутствии адсорбционного среды. Приведенные методики расчета гидравлического сопротивления и теплопередачи в каналах кожухопластинчастих теплообменных аппаратов. Сделано моделирования процесса теплообмена этажа нагрева до и после применения поверхностно-активные вещества. Произведена оценка влияния модифицированного теплоносителя на теплообмен и гидродинамику. наведены экологические аспекты модификации теплоносителя триетаноламинованиим эфиром На базе программного обеспечения Solid Works построены две геометрические модели пакета пластин кожухопластинчастогог теплообменника с грубодисперсными отложениями и без них полученные результаты теплового потока, поступающего от теплоносителя и коэффициенты теплопередачи.

Робота складається з переліку умовних позначень, вступу, п’яти розділів, висновків, переліку посилань і додатків. Повний обсяг роботи становить 171 сторінок, 55 рисунків, 15 таблиць, і переліку посилань з 45 найменувань (на 5 сторінках). Об’єкт досліджень - процес теплообміну в пластинчастому теплообміннику. Предмет дослідження - теплообмінник пластинчастий. Мета дослідження - інтенсифікація процесу теплообміну за рахунок зміни конструкції теплообмінника пластинчастого. Методи дослідження - метод математичного моделювання; метод кінцевих елементів. Результати роботи: сформовано математичну модель руху рідини між пластинами, проведено комп’ютерне дослідження гідродинаміки та теплообміну в пластинчастому теплообміннику, проведено розрахунки що підтверджують працездатність обраної конструкції теплообмінника пластинчастого. Проведено оптимізацію теплообмінної пластини з конічними виштамповками. Запропоновано конструкцію розбірного пластинчастого теплообмінника з удосконаленою поверхнею теплопередачі. Розроблено стартап на модернізовану конструкцію теплообмінника що доводить вигідність та рентабельність нової конструкції. The work consists of a list of conditional abbreviations, an introduction, five sections, conclusions, a list of references and annexes. The full volume of work is 171 pages, 55 figures, 15 tables and a list of references from 45 titles (on 5 pages). The object of the study is the process of heat exchange in a plate heat exchanger. The subject of research is a plate heat exchanger. The purpose of the study is to intensify the heat transfer process by changing the design of the plate heat exchanger. Research methods - method of mathematical modeling; final element method. Results of work: the mathematical model of movement of liquid between plates is formed, the computer research of hydrodynamics and heat transfer in a plate heat exchanger is carried out, the calculations confirming efficiency of the chosen design of the plate heat exchanger are carried out. The optimization of the heat exchange plate with conical stampings is carried out. The design of a gasketed plate heat exchanger with improved heat transfer surface is offered. A startup has been developed for the modernized design of the heat exchanger, which proves the profitability and profitability of the new design.

On the basis of the principle of equal stress, a solution is given to the inverse problem of determining the optimal shape of the hole contour for a plate weakened by a surface rectilinear crack. The plate is reinforced by a regular system of elastic stiffeners (stringers). The crack originates from the hole contour perpendicular to the riveted stringers. The plate is subjected to uniform tension at infinity along the stiffeners. The plate under consideration is assumed to be either elastic or elastic-plastic. The criterion that determines the optimal shape of the hole is the condition that there is no stress concentration on the hole surface and the requirement that the stress intensity factor in the vicinity of the crack tip be equal to zero. In the case of an elastic-plastic plate, the plastic region at the moment of nucleation should encompass the entire hole contour at once, without deep penetration. The problem posed is to determine the hole shape at which the tangential normal stress acting on the contour is constant, and the stress intensity factor in the vicinity of the crack tip is zero, as well as to determine the magnitudes of the concentrated forces that replace both the action of the stringers and the stress-strain state of the reinforced plate. The method of a small parameter, the theory of analytic functions, and the method for direct solution of singular integral equations were used. The problem posed is reduced to the problem of finding a conditional extremum. The method of Lagrange indefinite multipliers was used. The obtained solution to the inverse problem allows increasing the bearing capacity of the stringer plate., На основе принципа равнопрочности дается решение обратной задачи об определении оптимальной формы контура отверстия для пластины, ослабленной поверхностной прямолинейной трещиной. Пластина подкреплена регулярной системой упругих ребер жесткости (стрингеров). Трещина исходит из контура отверстия перпендикулярно приклепанным стрингерам. Пластина подвергается на бесконечности однородному растяжению вдоль ребер жесткости. Рассматриваемая пластина полагается упругой или упруго-пластической. Критерием, определяющим оптимальную форму отверстия, служит условие отсутствия концентрации напряжений на поверхности отверстия и требование равенства нулю коэффициента интенсивности напряжений в окрестности вершины трещины. В случае упруго-пластической пластины пластическая область в момент зарождения должна охватывать сразу весь контур отверстия, не проникая вглубь. Поставленная задача состоит в определении такой формы отверстия, при которой действующее на контуре тангенциальное нормальное напряжение постоянно, а коэффициент интенсивности напряжений в окрестности вершины трещины равен нулю, а также в определении величин сосредоточенных сил, заменяющих действие стрингеров, и напряженно-деформированного состояния подкрепленной пластины. Использовались метод малого параметра, теория аналитических функций и метод прямого решения сингулярных интегральных уравнений. Поставленная задача сводится к задаче об отыскании условного экстремума. Применялся метод неопределенных множителей Лагранжа. Полученное решение обратной задачи позволяет повысить несущую способность стрингерной пластины., На основі принципу рівноміцності дається розв’язок оберненої задачі з визначення оптимальної форми контура отвору для пластини, ослабленої поверхневою прямолінійною тріщиною. Пластина підкріплена регулярною системою пружних ребер жорсткості (стрингерів). Тріщина виходить з контура отвору перпендикулярно приклепаним стрингерам. Пластина піддається на нескінченності однорідному розтягуванню уздовж ребер жорсткості. Пластина, що розглядається, припускається пружною або пружно-пластичною. Критерієм, що визначає оптимальну форму отвору, служить умова відсутності концентрації напруження на поверхні отвору і вимога рівності нулю коефіцієнта інтенсивності напружень в околі вершини тріщини. У разі пружно-пластичної пластини пластична область у момент зародження має охоплювати відразу увесь контур отвору, не проникаючи вглиб. Поставлена задача полягає у визначенні такої форми отвору, за якої тангенціальне нормальне напруження, що діє на контурі, є сталим, а коефіцієнт інтенсивності напруження в околі вершини тріщини дорівнює нулю, а також у визначенні величин зосереджених сил, що замінюють дію стрингерів, і напружено-деформованого стану підкріпленої пластини. Використовувалися метод малого параметра, теорія аналітичних функцій і метод прямого розв’язання сингулярних інтегральних рівнянь. Поставлена задача зводиться до задачі з відшукування умовного екстремуму. Застосовувався метод невизначених множників Лагранжа. Отриманий розв’язок оберненої задачі дозволяє підвищити несучу здатність пластини стрингера.

Исследовано влияние температурных воздействий на техническое состояние перекрестно-стержневых пространственных конструкций из полимерных материалов на примере трубчатых элементов из поливинилхлорида (ПВХ). Эффективность применения и безаварийная работа элементов строительных конструкций с применением ПВХ во многом зависит от обоснованного выбора конструкции соединения и параметров технологических процессов сборки. Недостатком технических свойств термопластичных полимерных материалов является невысокая стойкость к повышенным температурным воздействиям, что не обеспечивает надежную эксплуатацию конструктивных решений в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. Повышенные температуры вследствие особенностей технологических процессов производственных помещений способствуют развитию пластических деформаций, снижая прочностные свойства несущей конструкции. Наибольший интерес для учета температурного воздействия на техническое состояние разработанной конструкции представляет элемент стержневой системы. Рассмотрено в нелинейной постановке и общее решение задачи нестационарного теплопереноса цилиндрического элемента для расчета двумерного поля температур отдельно для стержневого цилиндрического элемента и узлового соединения в системе «цилиндр – цилиндр». Расчет выполнен для элементарной пластины, представляющей собой развернутый элемент цилиндра по образующей. Для решения задачи при переводе ее из нелинейной постановки в линейную примем численно-аналитический метод «микропроцессов», в соответствии с которым решением задачи теплопереноса является поиск малого времени  («микропроцесса»), в пределах которого все коэффициенты могут считаться постоянными, но скачкообразно изменяющимися при переходе от одного «микропроцесса» к другому. Для задачи теплопроводности определены критерии Фурье для поливинилхлоридной трубы диаметром 40 мм, толщиной стенки 3,5 мм и длиной 540 мм, а также для узлового соединительного элемента цилиндрической формы диаметром 63 мм, толщиной стенки 5 мм и длиной 157 мм. Приведен график распределения температур по длине стержня на расстоянии 3 от торцевого участка стержня. При Tx, Fo 2,5. Задача теплопроводности рассмотрена в предположении, что имеется техническая возможность для подачи теплоносителя внутрь цилиндра. Вследствие этого появляется тепловой поток, с помощью которого возможна регулировка температур между наружной и внутренней областями цилиндрических элементов для более эффективной установки напряженно-деформированного состояния всей несущей конструкции в целом., The paper analyzes the temperature effect on the technical condition of cross-rod spatial structures produced from polyvinyl chloride (PVC). The efficiency of application and trouble-free operation of construction elements with the use of PVC largely depends on the informed choice of the joint design and the assembly parameters of the technological processes. The lack of technical properties of thermoplastic polymeric materials is low resistance to elevated temperature effects, which does not ensure reliable operation of design solutions in accordance with the current regulatory and engineering documentation. Increased temperatures of technological processes contribute to the development of plastic deformations, thus reducing the strength of supporting construction. The truss structure elements should be considered most thoroughly in terms of temperature impact on the technical condition of the developed model. The paper also considers non-linear formulation of the general solution of the problem of unsteady heat transfer in a cylindrical element in order to calculate a two-dimensional temperature field separately for a rod cylindrical element and a node connection in “cylinder-cylinder” system. The calculation was carried out for an elementary plate, which represents an unfolding element of a cylinder along a generatrix. In order to tackle this problem while transferring it from a nonlinear formulation to a linear one, the authors have applied the numerical-analytical method of “microprocesses”. According to this method the heat transfer problem is solved by finding the short time  (“microprocess”), within which all the coefficients can be considered constant, though can change drastically in the transition from one “microprocess” to another. For the problem of thermal conductivity, Fourier criteria have been defined for a PVC pipe. The diameter of the pipe considered within the study is 40 mm with a wall thickness of 3.5 mm and the length of 540 mm, and the diameter of a cylindrical nodal connecting element with is 63 mm with a wall thickness of 5 mm and the length of 157 mm. The authors have built a graph of temperature distribution along the length of the rod at a distance of 3 from the end section of the rod by the formula Tx, Fo 2,5. The task of thermal conductivity is based on the assumption that there is a technical possibility for the supply of coolant into the cylinder. As a result, a heat flux appears, with the help of which it is possible to adjust temperatures between the outer and inner surfaced of the cylindrical elements for more efficient installation of the stress-strain state of the entire supporting structure as a whole., ВЕСТНИК ПОВОЛЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ: МАТЕРИАЛЫ. КОНСТРУКЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ, Выпуск 3 (15) 2020, Pages 50-64

В статье рассматривается методика нелинейного расчета опорного узла сопряжения элементов каркаса здания, дана постановка базовой задачи нелинейного расчета опорного узла при постоянной нагрузке, сформулированы граничные условия контактной зоны опорного узла. Приведены результатынелинейных расчетов опорного узла «ригель- консоль колонны» при постоянной нагрузке и переменных параметрах закладной детали этого узла, выполненные с применением прикладного пакета "Mathematica".