Досліджено актуальну науково-технічну проблему виявлення кореляцій між вимірюваними акустичними величинами та параметрами мезоструктури реальних багатофазних матеріалів. Розроблено методи контролю та прогнозування їх властивостей. Вивчено закономірності формування акустичних полів у твердих тілах з багаторівневою ієрархічною структурою. Розроблено наукові засади керування інформативністю відображення в цих полях властивостей, структури та дефектності матеріалу. Запропоновано методологію синтезування акустичних методів контролю з підвищеною чутливістю вимірюваного параметра до конкретної властивості матеріалу. Обгрунтовано нетрадиційні діагностичні параметри акустичного поля. Установлено кореляційні залежності між його параметрами та характеристиками мезоструктури різних порошкових і композиційних матеріалів. Розроблено оригінальні методи та методики вимірювання й апаратуру, що дозволяють одержувати якісно нову або раніше недоступну інформацію про матеріали та вироби у процесі їх розробки, виробництва й експлуатації.

  Скачати повний текст

Наведено результати досліджень, спрямованих на удосконалення процесів обробки результатів частотних випробувань гелікоптера і автоматизації проектування елементів конструкції з урахуванням їх пружності на базі розробки та впровадження алгоритмічного та програмного забезпечень підсистеми параметричної та непараметричної ідентифікації, системи автоматизованого проектування лопаті несучого гвинта. На підставі проведеного аналізу та систематизації можливих шляхів підвищення ефективності проведення частотних випробувань і обробки їх даних розроблено алгоритми параметричної та непараметричної ідентифікації, що забезпечують підвищення точності визначення динамічних характеристик елементів конструкції гелікоптера. Зазаначено необхідності враховувати пружність конструкції гелікоптера під час розв'язання задач аналізу та синтезу систем керування, автоматизованого проектування елементів конструкції. Представлено математичні моделі пружних коливань несучого гвинта та фюзеляжа. Обгрунтовано необхідність більш повного використання результатів частотних випробувань для розв'язання задач параметричної та непараметричної ідентифікації. Запропоновано нові методи непараметричної ідентифікації: взаємно спектральної щільності, амплітудно-фазочастотної характеристики на основі використання періодограмного метода. Розв'язано задачу ідентифікації пружно-масових характеристик несучого гвинта за результатами частотних випробувань. Наведено алгоритм розрахунку частотних характеристик функції чутливості, які використовуються для вибору оптимального тестового сигналу в ході розв'язання задачі ідентифікації. Проаналізовано методи усунення флатера гелікоптера. Показано, що одним з підходів до розв'язання даної задачі є оптимізація геометричних параметрів для цільнометалевого та композитного несучих гвинтів.

  Скачати повний текст

Розроблено аналітично-числову методику визначення просторового напружено-деформованого стану товстих неоднорідних вісесиметричних сферичних оболонок. З застосуванням узагальненого методу скінченних інтегральних перетворень досліджено питання зниження вимірності вихідних задач теорії пружності неоднорідного тіла для сферичних оболонок. Редуковані одновимірні задачі теорії пружності числово розв'язано за допомогою методу дискретної ортогоналізації С.К.Годунова. Алгоритм дискретної ортогоналізації реалізовано у межах програмного комплексу "Інтеграл". Достовірність розв'язків аналітично-числової методики доведено шляхом порівняння їх з результатами експериментальних досліджень, а також з результатами, одержаними за використання методу скінченних елементів. Розв'язано практичні задачі про моделювання механіки зміцнення сферичного меніска, про вплив додаткових стискувальних напружень на міцність меніска, напружено-деформований стан оболонки з несиметричним навантаженням.

  Скачати повний текст

Розроблено асимптотичну теорію нескінченних систем і розглянуто застосування отриманих асимптотичних оцінок у задачах кручення ізотропних стрижнів (метод функції напружень) і плоского деформівного стану прямокутної призми (метод суперпозиції). Наведено узагальнення достатньої ознаки існування ненульової границі розв'язку нескінченної системи лінійних алгебричних рівнянь, запропонованого Б.М. Кояловичем, на більш широкий клас нескінченних систем. За допомогою даної достатньої ознаки побудовано розв'язок задач кручення ізотропних стрижнів із перерізом у вигляді рівнобокого кутика, полого квадрату, валу з витками. Числову оцінку розв'язків нескінченних систем здійснено за допомогою методу лімітант. Задачу про сталі кососиметричні коливання призми зведено до квазірегулярної нескінченної системи. Дану нескінченну систему, в свою чергу, за допомогою заміни невідомих зведено до сукупності регулярних нескінечних систем з однаковою матрицею, що задовольняють достатню ознаку існування ненульової границі для їх розв'язку і до скінченної системи лінійних алгебричних рівнянь. Рівність нулю визначника скінченної системи дає характеристичне рівняння для визначення резонансних частот. Проаналізовано напружений стан призми.

  Скачати повний текст

Розвинуто асимптотичні методи розрахунку композитних матеріалів з урахуванням мікромеханічних ефектів. Визначено ефективні коефіцієнти провідності, модулі пружності та в'язкопружні характеристики. Здійснено розподіли фізичних полів на мікрорівні. Запропоновано асимптотичну модель неідеального контакту між компонентами. Розв'язано задачу про пластичну течію біметалевих композитів крізь конічні волоки. Досліджено поширення хвиль у шаруватих і волокнистих композитах. Визначено дисперсійні співвідношення, обчислено коефіцієнти згасання. Ідентифіковано частотні зони пропускання та замикання. Досліджено крайові ефекти, що виникають поблизу зовнішньої границі композитів за умов передачі навантаження від волокон до матриці. Одержані результати можуть використовуватись для проектування композитних матеріалів і конструкцій.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи вирішення проблеми визначення кількісних анатомічних і біомеханічних параметрів сечоводу людини, необхідних для удосконалення процедури балонної дилатації сечоводу і створення моделі пристрою, що імітує її проведення in vitro. Проведено морфометрію інтактних і дилатованих сегментів сечоводу, проаналізовано результати їх біомеханічних досліджень. На підставі одержаних даних визначено величини відносної деформації, модуля об'ємної пружності, тангенціальної напруги стінки сечоводу, проведено статистичний аналіз експериментальних даних. Одержані величини використано для математичного моделювання та комп'ютерного програмування процедури балонної дилатації сечоводу. Вперше одержано дані про кількісну анатомію сечоводу людини у різних віково-статевих групах. З використанням удосконаленої методики вивчено біомеханічні властивості сечоводу людини. Створено математичну модель, яка імітує процедуру балонної дилатації сечоводу людини, що базується на експериментально одержаних параметрах його біомеханічних властивостей і кількісної анатомії. Теоретично обгрунтовано технологію проведення керованої автоматизованої балонної дилатації сечоводу людини. Створено діючу модель апаратно-програмного комплексу "Visual-2", яка дозволяє проводити балонну дилатацію сечоводу в автоматизованому режимі за умови забезпечення об'єктивного контролю над цим процесом.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано новий підхід до розв'язання проблеми, що передбачає покращання результатів лікування диспластичного коксартрозу дорослих хворих. Здійснено математичне біомеханічне моделювання диспластичного тазостегнового суглоба (ТС), а також аналіз клінічних проявів, анамнестичних даних, рентгенморфометричних параметрів і результатів лікування 375-ти ТС у 303-х пацієнтів з диспластичним коксартрозом. Розроблено біомеханічну математичну модель диспластичного ТС, яка відображає співвідношення сил в ділянці контакту головки стегнової кістки та тазостегнової западини та дозволяє кількісно описати патологічні зміни у ТС залежно від його рентгенморфометричних параметрів і маси тіла пацієнта, враховуючи під час цього модуль пружності хрящової тканини. Створено модель тазостегнової западини з імплантованим ацетабулярним компонентом протеза, яка дозволяє визначити зони стресових навантажень, що виникають у ділянках контакту головки та чашки протеза, та зовнішньої поверхні чашки і тазостегнової западини, завдяки чому визначається найбільш раціональний варіант імплантації чашки протеза залежно від ступеня ацетабулярної дисплазії. Встановлено найбільш значущі рентгенморфометричні маркери захворювання та розроблено прогностичну систему його розвитку. Проведено дослідження перебігу диспластичного коксартрозу у дорослих, яке дозволиляє вивчити біомеханічні особливості функціонування кульшових суглобів за умов нерівномірного навантаження та математично обгрунтувати механізм ураження контрлатерального суглоба. Запропоновано нову класифікацію дисплазії ТС у дорослих, де окремо розглядаються ступінь ацетабулярної дисплазії та ступінь дисплазії проксимального відділу стегнової кістки, а також схему вибору методу та способу лікування диспластичного коксартрозу у дорослих хворих.

  Скачати повний текст

Розглянуто метод статистичного опису простих кристалів з парним потенціалом міжатомної взаємодії, що грунтується на виведенні аналітичного виразу для бінарної функції розподілу зміщень атомів з вузлів гратки та варіаційній процедурі визначення ефективного параметра квазіпружного зв'язку сусідніх атомів. У межах даного підходу для кристалів з ГЦК структурою - кристалів інертних газів (Ar, Kr, Xe) і металів (Cu, Ag, Au) - розраховано низку теплових і пружних властивостей (міжатомну відстань, ізобарну теплоємність, об'ємний модуль пружності тощо) у широкому інтервалі температур і тисків та проведено порівняння з наявними експериментальними даними. Виявлено, що за температури, яка перевищує температуру плавлення, зникає мінімум вільної енергії кристала за параметром квазіпружного зв'язку, що проявляється в аномальній поведінці деяких термодинамічних параметрів у разі наближення до точки плавлення. Запропоновано вакансійну модель плавлення твердих тіл, у якій плавлення пов'язується з фазовим переходом у системі вакансій, що ефективно взаємодіють через фотонну підсистему кристала, а також обчислено температури плавлення кристалів інертних газів.

  Скачати повний текст

Наведено математичну модель розрахунку поздовжніх і поперечних напружень у зразках гірських порід, яка відрізняється врахуванням кутів повороту ліній максимальних дотичних напружень, значень і напрямів дотичних напружень від зовнішнього тертя. Розроблено критерій гідростатичного стану гірських порід, суть якого полягає у рівності косинуса кута внутрішнього тертя відношенню дотичних напружень від зовнішнього тертя до опору матеріалу зсуву в площині, яка перпендикулярна до лінії дії стискаючого навантаження. Запропоновано математичну модель розрахунку межі міцності зразків гірських порід за умов одноосьового стискання, яка відрізняється врахуванням зовнішнього тертя та геометричних параметрів ліній ковзання. Пояснено зміцнення зразків гірських порід за межею пружності. Обгрунтовано виникнення поперечних стискаючих нормальних напружень внаслідок дії дотичних напружень контактного тертя.

  Скачати повний текст

З використанням методики здійснено комплексні теоретичні дослідження роботи залізобетонних плит за межами пружності з урахуванням тріщиноутворення. Запропоновано модель руйнування даних плит внаслідок дії навантаження та установлено співвідношення між довжинами сторін плити та скінченного елемента для одержання кращої збіжності результату під час визначення прогинів. Обгрунтовано можливість з певними уточненнями адаптувати формулу СНП 2.03.01-84*, що дає змогу визначити кривизну на ділянках з тріщинами для залізобетонних плит. Наведено метод визначення прогинів у плитах з урахуванням нелінійності та тріщиноутворення. Розвинуто теоретичні засади визначення деформацій у залізобетонних плитах з урахуванням нелінійних процесів.

  Скачати повний текст

На підставі використання перетворення Лапласа, уточненої формули А.П.Пруднікова для його обернення, методу межових інтегральних рівнянь розроблено методику розрахунку нестаціонарних температурних полів та зумовлених ними напружень у пластинках з отворами та тріщинами та встановлено її ефективність для визначення нестаціонарних тривимірних температур у тілах і динамічних напружень біля криволінійних тріщин у разі поздовжнього зсуву. Показано можливості використання нової методики розв'язання крайових задач нестаціонарної теплопровідності для дослідження багатозв'язкових пластинок з тепловіддачею. Запропоновано новий спосіб розрахунку нестаціонарних температурних полів у пластинках з криволінійними тріщинами. Визначено та досліджено квазістатичні напруження у пластинках з отворами та криволінійними тріщинами, що виникають за нестаціонарних нагрівів. Проілюстровано ефективність уточненої формули обернення Лапласа для дослідження динамічних задач теорії пружності. З цією метою розроблено методику визначення напружено-деформованого стану у тілах з криволінійними тріщинами у разі їх поздовжнього зсуву швидкозмінними або ударними навантаженнями, яка грунтується на перетворенні Лапласа та методі межових інтегральних рівнянь для розв'язання рівнянь Гельмгольца. Встановлено ефективність запропонованої методики для визначення нестаціонарних тривимірних температурних полів в обмежних або нескінченних тілах з порожнинами.

  Скачати повний текст

Розроблено методику розв'язання задач про стаціонарний та нестаціонарний розподіл тепла у багатов'язному напівскінченному тілі з квадратним отвором та кубічною порожниною під дією заданих змішаних умов, про гладкий контакт з півплощиною, півпростором та багатозв'язним тілом за умов механічного та температурного навантажень. Методику побудовано на базі синтезу методу крайових елементів та аналітичних розв'язків для півплощини та напівпростору. Виведено інтегральні представлення для розглянутих областей та обчислено температуру, контактні напруження та напруження в заданій області, в кутових зонах отвору та порожнини. Досліджено напружено-деформівний стан напівскінченого тіла під дією штампа та температури.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано доцільність модифікації портландцементу активованими залізовмісними наповнювачами і залізосилікатним лужним колоїдним розчином (продуктом їх взаємодії з силікатами натрію) для одержання бетонів з високою швидкістю формування фізико-механічних властивостей за умови зменшення витрат цементу. Досліджено вплив активованих залізовмісних наповнювачів і залізосилікатного лужного колоїдного розчину на властивості бетонів, що твердіють, і параметри інтенсивності даного процесу. Для оцінки ефективності активованих залізовмісних наповнювачів і залізосилікатного лужного колоїдного розчину використано експериментально-статистичні моделі експериментальних і відносних показників властивостей цементного тіста, розчинів і бетонів. З'ясовано, що введення до складу портландцементу активованих залозистими цеолітами залізовмісних наповнювачів і залізосилікатного лужного колоїдного розчину сприяє підвищенню пластичної міцності цементного тіста та одержаного цементного каменю, позитивно впливає на зменшення їх деформативності та бетону. За даних умов встановлено підвищення швидкості формування міцності та початкового модуля пружності бетону, а також зменшення витрат портландцементу в бетоні за високих показників морозостійкості та водонепроникності одержаного продукту.

  Скачати повний текст

Визначено оптимальні параметри армування одношарових та двошарових основ. Висвітлено залежність зменшення осадки та збільшення модуля деформації основи від раціонального підбору параметрів. Встановлено вплив армування на зміну деформування, зменшення вертикальних переміщень і концентрацію напружень у вертикальному напрямку. Доведено залежність опору висмикування арматурних елементів від глибини закладення і наявності зовнішнього навантаження. Отримано розрахункові залежності для визначення зусиль в арматурних елементах, їх подовжень, кількості, а також деформаційних характеристик армованого грунту на підставі рішень теорії пружності про напружений стан анізотропної, в механічному відношенні, напівплощини. Розроблено спосіб розрахунку осадок двошарових основ з врахуванням анізотропії армогрунту і параметрів армування. Наведено рекомендації щодо армування основ стрічкових фундаментів.

  Скачати повний текст

Вивчено напружено-деформований стан за межею пружності тонкостінних труб, що знаходяться під дією навантаження внутрішнім тиском, згином і поздовжньою силою. Розвинуто підхід зведення плоскої задачі до одновимірної. Значну уваги приділено розрахунку жорсткості елементів тонкостінних труб, за якого застосовується модель, в якій результуюча сила та згинальний момент інтегруються за поперечним перерізом труби відносно напруження, що змінюється залежно від параметрів деформації їх вісей. Використано методику визначення "єдиної" кривої деформування гіпотетичного матеріалу, з якого виготовлено ділянку тонкостінної труби під тиском, за умов її розрахунків на плоский згин з розтягом з урахуванням пластичних деформацій. Виведено аналітичні залежності поздовжньої сили та згинального моменту від параметрів деформації вісі труби для ідеального пружнопластичного матеріалу та пружнопластичного матеріалу з лінійним зміцненням. Для матеріалу труби, що у пластичній зоні змінюється за степеневим законом, за допомогою числових методів та з використанням математичного пакета програм MatCAD 8.0 pro опрацьовано алгоритм та програму розрахунку згинального моменту та поздовжньої сили на ЕОМ. З використанням запропонованого підходу розраховано переміщення труби, навантаженої внутрішнім тиском, згинальним моментом і поздовжньою силою та на підставі цих розв'язків зроблено висновки щодо впливу внутрішнього тиску та поздовжньої сили на жорсткість труби.

  Скачати повний текст

Наведено результати досліджень впливу попередніх деформацій і відпалів на корозійне поводження, структуру, пружнопластичні характеристики мікролегованої ітрієм міді за різної орієнтації зразка щодо напрямку попередньої деформації у разі одноосного деформування. Наведено залежність між ефективним критичним напруженням плину, модулем нормальної пружності, межею міцності та рівномірним подовженням. Досліджено площинну анізотропію модуля нормальної пружності мікролегованої ітрієм міді. Показано, що пружнопластичні характеристики мікролегованої ітрієм міді істотно змінюються залежно від ступеня попередньої деформації, температури відпалу, орієнтації зразків, що зумовлено перерозподілом внаслідок механічної та теплової дії мікродомішок, формуванням текстур різних видів і співвідношень.

  Скачати повний текст

Досліджено демпфірувальні та деякі фізико-механічні властивості сплавів на марганцево-мідній основі. Показано вплив термічної обробки та нагрівання на демпфірувальну здатність, модуль пружності та твердість досліджених сплавів. Вивчено процес зворотного мартенситного перетворення у маргацево-мідному сплаві з 80 % марганцю. Установлено, що пряме перетворення супроводжується збільшенням об'єму сплаву на 0,14 %, а зворотне перетворення відбувається у неповному обсязі. Виявлено ефект інварності та пояснено неповноту зворотного мартенситного перетворення. Показано можливість одержання якісних зварних з'єднань марганцево-мідних сплавів з низьковуглецевими сталями. Доведено доцільність використання біметалічних зварених з'єднань високомарганцевих марганцево-мідних сплавів з низьковуглецевими сталями як матеріалу вібропоглинальних конструкцій.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено нові математичні моделі взаємодії колії та рухомого складу, а також методики визначення фактичних геометричних і пружних характеристик дослідженої ділянки залізничної колії, які, на відміну від існуючих моделей і методик, передбачають врахування нелінійної пружності окремих опор за взаємодії колії та рухомого складу, що дозволяє адекватно відобразити динамічні процеси у залізничній колії, на підставі результатів експериментальних досліджень. Установлено закономірності імовірнісного розподілу параметрів геометричних нерівностей колії у вертикальній площині та їх взаємозв'язок з існуючою бальною оцінкою стану колії, що дає змогу враховувати у розроблених моделях узагальнений геометричний стан одного кілометра колії відповідно до існуючої класифікації якісної оцінки стану колії. Одержано та проаналізовано співвідношення напружено-деформованого стану колії та параметрів ізольованої нерівності на ній, за якими оцінено вплив якісного стану колії на її роботу під навантаженням рухомого складу. Для оцінювання необхідної пружності рейкових скріплень використано критерій вібраційного розкладання баластного шару, який дозволяє уточнити дані оцінювання впливу вертикальної пружності колії та її елементів на їх роботу під динамічним навантаженням.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням вивчення газодинаміки бозе-квазічастинок в чистих монокристалах та в He II. На основі кінетичних рівнянь для бозе-квазічастинок з довільним законом дисперсії здобуто рівняння газодинаміки бозе-квазічастинок. Запропоновано метод, подібний до методу Енскога-Чепмена, розрахунку кінетичних коефіцієнтів, що грунтується на спеціально побудованих системах ортогональних поліномів. Здобуто формули вищої алгебраїчної точності типу Гауса для наближених обчислень інтегралів, що використовують побудовані системи ортогональних поліномів. Побудовано модель зведеного ізотропного кристалу стосовно модулів пружності другого та третього порядків для кристалів усіх сингоній. Розраховано кінетичні коефіцієнти в фононній газодинаміці в кристалічних діелектриках та магнонній газодинаміці ізотропних феродіелектриків та антиферомагнетиків типу "легка площина" з урахуванням порядку числових коефіцієнтів. Обчислено коефіцієнти згасання вторинних хвиль типу хвиль другого звуку в газодинаміці квазічастинок. У фононній газодинаміці, використовуючи здобуті значення кінетичних коефіцієнтів, для кристалу NaF обчислено інтервал існування другого звуку, який співпадає з інтервалом його експериментального спостереження. Для He II розраховано першу та другу в'язкості, коефіцієнт згасання першого звуку з урахуванням непружності розсіяння фононів на ротонах в широкому діапазані температур та тисків.

  Скачати повний текст